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【摘 要】 带转换层技术在高层建筑施工中发挥着重要的作用。有效的施工方案会对施工阶段整体结构的安全性、施工成本以及工程质量产生直接影响。而本文则是从转换层结构的施工特点着手,对其施工工艺进行了详细的阐述。
【关键词】 高层建筑;轉换层;施工方法;质量控制
一、高层建筑转换层的特点分析
1、高层建筑结构的转换过渡形式
高层建筑结构受力的特点是其上部结构受力较小、下部结构受力大,因此一般的建筑布局都是上部柱网疏、墙少,而下部柱网密、墙多。但随着建筑技术发展和人们生活的日益提高,这种常规结构布局已经不能满足人们对多功能住宅建筑的需求,因此就要求在结构中设置转换结构构件了,也就是所说的转换层,用以实现自上而下结构形式,轴线布置的自然过渡。内部结构采用的转换层结构常见形式如图1所示。
图表1
2、转换层结构的转换布局
常见的建筑结构转换的方式主要有三类:①上下层结构类型的转换:这种多应用于上部为剪力墙和框架剪力墙结构的建筑类型,为了实现一个更大的内部自由空间,采用通过将上部剪力墙转换为下部框架的方法;②上下层柱网、轴线的改变:转换层上下结构固定,通过扩大下层的柱距,形成大柱网,获得较大的入口,该转换层结构常用于外框筒的下层;③结构形式和结构轴线同时转换的类型:也就是将上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开,从而形成上、下结构不对齐的布置。
3、转换层结构形式的多样化
转换层结构因建筑风格、功能需求的不同,结构形式也各不一样,常见的有箱式、板式、梁式、空腹析架式、柑架式等。转换层施工结构细分,可从墙体形式、结构材料、跨数等方面进行划分,分为满跨和不满跨、开洞和不开洞;钢筋混凝土和钢骨混凝土、钢结构;单跨、双跨和多跨等多种形式。
二、转换层结构施工的要点分析
1、存在较大的结构尺寸,楼面支撑荷载较重要想实现带转换层体系内力的改向,应运用引发截面内力进行操作,由于结构内力存在相对复杂的分布,因此,为了实现上部结构水平剪力向下部结构进行转换,严格要求了转换层楼面的水平刚度,通常情况下应超过楼板的厚度。
2、分层浇筑。由于现浇部分构件承载转换层水平构件存在较大的高跨比,所以不可对截面弯曲时水平纤维出现的相对错动进行忽视。若平截面无法适用时,通常会有短深梁或厚板的受力特征呈现。运用二次叠浇法进行操作时,应详细的对叠合构件进行分析,分析构件受到分层处水平剪力的影响,必要情况下应和设计单位进行相互协调实施一次设计,促使在施工阶段和正常使用状态下叠浇构件的承载能力得到保障。
3、与下部结构相结合,对支撑系统进行灵活布置
为了使结构抗震受到的不利影响得到减少,防止转换层结构上下层有剪力突变和刚度突变发生,对不落地支撑系统进行设计时,应对下部结构的布置相结合进行灵活合理的实施。
三、钢筋混凝土转换层结构的施工工艺
1、转换层模板的支撑系统
1.1一次性支模。该支撑系统是从转换层底部向底层地面或地下室底板内进行持续支撑。应采用模板支撑材料进行操作。通常在施工现场运用较多的支撑材料且具有较低的转换层位置的状况下进行使用。
1.2荷载传递法。通过支撑系统对转换梁的自重以及施工中的荷载向若干层楼板进行传递。应通过合理的设计对支撑楼板的数量进行确定。其次,可以对转换层支撑柱的传力作用进行充分利用。而另一部分则可以在楼面对竖向支撑构成的梁下排架体系的设置,从而实现荷载向若干个楼层的传递。
1.3叠合浇筑法。应采用叠合梁的原理分2或3次的对转换梁实施浇筑,支撑系统的设置需要对第一次混凝土自重和施工荷载进行承受。在施工的过程中应关注叠合面的处理,还应采用转换验算的方法对叠层浇筑进行分析。
1.4埋设型钢法。在转换梁中对钢桁架活型钢进行埋设,使其和模板构成统一的整体,从而对全部大梁自重和施工荷载进行承担,一次对大梁进行浇筑成型,能够对模板支撑材料进行节省。运用钢骨混凝土结构作为转换梁进行应用。
2、混凝土工程的施工
在对大体积混凝土转换层进行施工时,应运用以下方式避免温度裂缝的产生:(1)结合混凝土的配合比、施工气候以及施工现场的实际条件,对混凝土浇筑后1个月内各个部位的实际温度变化状况进行预测监控。(2)通过运用以下方法对混凝土内外温差进行控制,使其低于25℃。首先是常规保温方法:通过内降外保的方式,也就是在大体积混凝土内部实施循环埋管,从而达到通水、冷却及保温的作用。运用保湿的方法在大体积混凝土转换结构的上表面进行操作。其次,运用蓄水养护的方法,当混凝土出现初凝之后,应先进行2h的浇水养护,随后则是蓄水养护,使其蓄水的高度控制在恰当位置。(3)选择水泥。运用火山灰硅酸盐水泥或水化低热矿渣硅酸盐水泥作为施工原材料。通过掺入沸石粉对水泥进行替代,使得水泥的用量得到节约,相应降低了水化热。通过掺加减水剂的方法,同样能够达到水泥用量节约的效果,促使混凝土的凝结得到推后,水化热的峰值产生,延长了升温,使得水化热峰值降低,从而有效的减小了混凝土表面的温度梯度。(4)施工方法。首先应对转换结构周围结构或墙体进行施工,避免混凝土表面有过快的散热出现,产生较大的内外温差。其次,当夏季高温天气状况下进行施工时,可以运用冰水搅拌的方式,促使混凝土的人模温度得到降低。第三,对混凝土实施分层浇筑,使其每层的厚度控制咋300~500mm之间,在对前一层混凝土出现出凝前对后一层混凝土达到浇筑完成。第四,在对转换结构进行浇筑时,运用叠合梁原理进行操作,能够有效的将大面积混凝土存在的高水化热及温度的现象得到缓解,避免裂缝问题的产生。
3、钢筋工程施工
由于转换梁(板)逐渐存在过高的含钢量,主筋较长,梁柱节点区域的钢筋相对密集,所以,作为钢筋施工的关键,应采用恰当的翻样和下料操作,对就位次序进行合理安排。 4、预应力混凝土转换层机构的施工
4.1运用择期张拉技术,也就是在转换结构上部进行数层施工之后,再对预应力实施张拉,而之前应加强转换结构下的支撑。
4.2在预拉区对一定数量的预应力筋进行配置,从而实施反拱。在使用阶段该部分的预应力筋是不需要的。
4.3运用分阶段张拉技术,通过对预应力进行逐渐施加的方法,从而将各阶段的荷载得到平衡。由于张拉次数相对较多,导致施工费用较高。
三、高层建筑转换层施工的质量控制
1、钢筋工程的质量控制
1.1在工程施工之前,应对钢筋进行翻样,了解图纸的实际情况,特别是对于关键结构部位进行掌握。在绑扎钢筋前应对施工顺序、操作方法以及施工交底进行落实,在施工过程中随时复核并检查钢筋的规格、位置及数量。特别对一些复杂部位的钢筋数量、位置及规格进行关注。
1.2钢筋绑扎结束之后,应对直螺纹接头和悬臂梁结构的撑脚进行检查,促使其达到牢靠状即可。
1.3对柱插筋的位置进行严格控制,确保不会有钢筋位移出现,且要求钢筋规格与设计图纸相符。对面板负筋的高度进行控制,特别是悬挑位置的钢筋,应通过设置跳板及钢筋支架的方法,禁止有人為踩踏后出现落底的现象,对于悬挑结构应要求有隐蔽工程验收单存在。
2、模板工程的质量控制
2.1在设计模板和支撑系统的配置时,应先对模板排列图进行画出。对施工人员进行详细的技术较低,主要包括:模板的支承、施工顺序、排列以及拆装方法等。根据规定及数量对运入施工现场的模板及配件进行逐次检查,禁止运用不符合质量要求的材料。
2.2根据排版图进行模板的安装,准确的对轴线位置及截面尺寸进行设置,避免有扭曲、拱裂的现象发生,应紧密的对模板实施拼缝,当跨度超过4m时,要求模板应起拱,使其起拱高度控制在0.2%。
2.3要求模板支承应达到横平竖直的效果,确保支撑点达到牢固状,拧紧扣件和螺栓。在对混凝土进行浇筑之前,应设置专业人员对模板的支撑、螺栓以及扣件实施检查,当有问题出现时应及时进行整改。
3、大体积混凝土工程的质量控制
3.1组建以项目经理部为主的一个大体积混凝土振捣领导和施工队伍,对混凝土施工的整个过程进行负责,促使混凝土的浇筑达到合理有序。要求全体建筑施工管理人员都应做到定岗定责。
3.2对原材料的质量进行关注。确保是指、水泥、粉煤灰、砂及外掺剂等都能与相关规定的标准相符。
3.3根据振捣方案,组建技术交底会,促使各个施工人员都能有效的掌握工程技术要求、振捣步骤以及混凝土下料方法等工作。
四、结束语
青岛市普集路铁路职工住宅工程,总建筑面积67.5万㎡,由26栋31~35层高层住宅、一所学校、一所幼儿园及部分其他附属工程组成,是济南铁路局及青岛市的重点房建项目,该工程1#、2#、3#、4#楼的结构形式为:一、二层为框架网点,三~三十四层为剪力墙住宅,二层是转换层。在对转换层进行结构施工时,结合本工程项目的实际情况,根据设计及规范要求,严格控制钢筋、混凝土等工程材料质量,充分优化和完善施工方案,通过严谨、科学、细致的施工组织,使高层建筑转换层施工得以顺利实施,最终达到成本节约,工程质量保障的效果。
参考文献:
[1]周光毅,刘进贵.结构转换层大体积混凝土施工技术[J].施工技术.2003(04).
[2]余红生.转换层支撑系统的选型及其安全性分析[J].建筑安全.2003(04)
[3]王家祥.高层建筑工程转换层的施工技术探讨[J].经营管理者,2012,28(7).
【关键词】 高层建筑;轉换层;施工方法;质量控制
一、高层建筑转换层的特点分析
1、高层建筑结构的转换过渡形式
高层建筑结构受力的特点是其上部结构受力较小、下部结构受力大,因此一般的建筑布局都是上部柱网疏、墙少,而下部柱网密、墙多。但随着建筑技术发展和人们生活的日益提高,这种常规结构布局已经不能满足人们对多功能住宅建筑的需求,因此就要求在结构中设置转换结构构件了,也就是所说的转换层,用以实现自上而下结构形式,轴线布置的自然过渡。内部结构采用的转换层结构常见形式如图1所示。
图表1
2、转换层结构的转换布局
常见的建筑结构转换的方式主要有三类:①上下层结构类型的转换:这种多应用于上部为剪力墙和框架剪力墙结构的建筑类型,为了实现一个更大的内部自由空间,采用通过将上部剪力墙转换为下部框架的方法;②上下层柱网、轴线的改变:转换层上下结构固定,通过扩大下层的柱距,形成大柱网,获得较大的入口,该转换层结构常用于外框筒的下层;③结构形式和结构轴线同时转换的类型:也就是将上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开,从而形成上、下结构不对齐的布置。
3、转换层结构形式的多样化
转换层结构因建筑风格、功能需求的不同,结构形式也各不一样,常见的有箱式、板式、梁式、空腹析架式、柑架式等。转换层施工结构细分,可从墙体形式、结构材料、跨数等方面进行划分,分为满跨和不满跨、开洞和不开洞;钢筋混凝土和钢骨混凝土、钢结构;单跨、双跨和多跨等多种形式。
二、转换层结构施工的要点分析
1、存在较大的结构尺寸,楼面支撑荷载较重要想实现带转换层体系内力的改向,应运用引发截面内力进行操作,由于结构内力存在相对复杂的分布,因此,为了实现上部结构水平剪力向下部结构进行转换,严格要求了转换层楼面的水平刚度,通常情况下应超过楼板的厚度。
2、分层浇筑。由于现浇部分构件承载转换层水平构件存在较大的高跨比,所以不可对截面弯曲时水平纤维出现的相对错动进行忽视。若平截面无法适用时,通常会有短深梁或厚板的受力特征呈现。运用二次叠浇法进行操作时,应详细的对叠合构件进行分析,分析构件受到分层处水平剪力的影响,必要情况下应和设计单位进行相互协调实施一次设计,促使在施工阶段和正常使用状态下叠浇构件的承载能力得到保障。
3、与下部结构相结合,对支撑系统进行灵活布置
为了使结构抗震受到的不利影响得到减少,防止转换层结构上下层有剪力突变和刚度突变发生,对不落地支撑系统进行设计时,应对下部结构的布置相结合进行灵活合理的实施。
三、钢筋混凝土转换层结构的施工工艺
1、转换层模板的支撑系统
1.1一次性支模。该支撑系统是从转换层底部向底层地面或地下室底板内进行持续支撑。应采用模板支撑材料进行操作。通常在施工现场运用较多的支撑材料且具有较低的转换层位置的状况下进行使用。
1.2荷载传递法。通过支撑系统对转换梁的自重以及施工中的荷载向若干层楼板进行传递。应通过合理的设计对支撑楼板的数量进行确定。其次,可以对转换层支撑柱的传力作用进行充分利用。而另一部分则可以在楼面对竖向支撑构成的梁下排架体系的设置,从而实现荷载向若干个楼层的传递。
1.3叠合浇筑法。应采用叠合梁的原理分2或3次的对转换梁实施浇筑,支撑系统的设置需要对第一次混凝土自重和施工荷载进行承受。在施工的过程中应关注叠合面的处理,还应采用转换验算的方法对叠层浇筑进行分析。
1.4埋设型钢法。在转换梁中对钢桁架活型钢进行埋设,使其和模板构成统一的整体,从而对全部大梁自重和施工荷载进行承担,一次对大梁进行浇筑成型,能够对模板支撑材料进行节省。运用钢骨混凝土结构作为转换梁进行应用。
2、混凝土工程的施工
在对大体积混凝土转换层进行施工时,应运用以下方式避免温度裂缝的产生:(1)结合混凝土的配合比、施工气候以及施工现场的实际条件,对混凝土浇筑后1个月内各个部位的实际温度变化状况进行预测监控。(2)通过运用以下方法对混凝土内外温差进行控制,使其低于25℃。首先是常规保温方法:通过内降外保的方式,也就是在大体积混凝土内部实施循环埋管,从而达到通水、冷却及保温的作用。运用保湿的方法在大体积混凝土转换结构的上表面进行操作。其次,运用蓄水养护的方法,当混凝土出现初凝之后,应先进行2h的浇水养护,随后则是蓄水养护,使其蓄水的高度控制在恰当位置。(3)选择水泥。运用火山灰硅酸盐水泥或水化低热矿渣硅酸盐水泥作为施工原材料。通过掺入沸石粉对水泥进行替代,使得水泥的用量得到节约,相应降低了水化热。通过掺加减水剂的方法,同样能够达到水泥用量节约的效果,促使混凝土的凝结得到推后,水化热的峰值产生,延长了升温,使得水化热峰值降低,从而有效的减小了混凝土表面的温度梯度。(4)施工方法。首先应对转换结构周围结构或墙体进行施工,避免混凝土表面有过快的散热出现,产生较大的内外温差。其次,当夏季高温天气状况下进行施工时,可以运用冰水搅拌的方式,促使混凝土的人模温度得到降低。第三,对混凝土实施分层浇筑,使其每层的厚度控制咋300~500mm之间,在对前一层混凝土出现出凝前对后一层混凝土达到浇筑完成。第四,在对转换结构进行浇筑时,运用叠合梁原理进行操作,能够有效的将大面积混凝土存在的高水化热及温度的现象得到缓解,避免裂缝问题的产生。
3、钢筋工程施工
由于转换梁(板)逐渐存在过高的含钢量,主筋较长,梁柱节点区域的钢筋相对密集,所以,作为钢筋施工的关键,应采用恰当的翻样和下料操作,对就位次序进行合理安排。 4、预应力混凝土转换层机构的施工
4.1运用择期张拉技术,也就是在转换结构上部进行数层施工之后,再对预应力实施张拉,而之前应加强转换结构下的支撑。
4.2在预拉区对一定数量的预应力筋进行配置,从而实施反拱。在使用阶段该部分的预应力筋是不需要的。
4.3运用分阶段张拉技术,通过对预应力进行逐渐施加的方法,从而将各阶段的荷载得到平衡。由于张拉次数相对较多,导致施工费用较高。
三、高层建筑转换层施工的质量控制
1、钢筋工程的质量控制
1.1在工程施工之前,应对钢筋进行翻样,了解图纸的实际情况,特别是对于关键结构部位进行掌握。在绑扎钢筋前应对施工顺序、操作方法以及施工交底进行落实,在施工过程中随时复核并检查钢筋的规格、位置及数量。特别对一些复杂部位的钢筋数量、位置及规格进行关注。
1.2钢筋绑扎结束之后,应对直螺纹接头和悬臂梁结构的撑脚进行检查,促使其达到牢靠状即可。
1.3对柱插筋的位置进行严格控制,确保不会有钢筋位移出现,且要求钢筋规格与设计图纸相符。对面板负筋的高度进行控制,特别是悬挑位置的钢筋,应通过设置跳板及钢筋支架的方法,禁止有人為踩踏后出现落底的现象,对于悬挑结构应要求有隐蔽工程验收单存在。
2、模板工程的质量控制
2.1在设计模板和支撑系统的配置时,应先对模板排列图进行画出。对施工人员进行详细的技术较低,主要包括:模板的支承、施工顺序、排列以及拆装方法等。根据规定及数量对运入施工现场的模板及配件进行逐次检查,禁止运用不符合质量要求的材料。
2.2根据排版图进行模板的安装,准确的对轴线位置及截面尺寸进行设置,避免有扭曲、拱裂的现象发生,应紧密的对模板实施拼缝,当跨度超过4m时,要求模板应起拱,使其起拱高度控制在0.2%。
2.3要求模板支承应达到横平竖直的效果,确保支撑点达到牢固状,拧紧扣件和螺栓。在对混凝土进行浇筑之前,应设置专业人员对模板的支撑、螺栓以及扣件实施检查,当有问题出现时应及时进行整改。
3、大体积混凝土工程的质量控制
3.1组建以项目经理部为主的一个大体积混凝土振捣领导和施工队伍,对混凝土施工的整个过程进行负责,促使混凝土的浇筑达到合理有序。要求全体建筑施工管理人员都应做到定岗定责。
3.2对原材料的质量进行关注。确保是指、水泥、粉煤灰、砂及外掺剂等都能与相关规定的标准相符。
3.3根据振捣方案,组建技术交底会,促使各个施工人员都能有效的掌握工程技术要求、振捣步骤以及混凝土下料方法等工作。
四、结束语
青岛市普集路铁路职工住宅工程,总建筑面积67.5万㎡,由26栋31~35层高层住宅、一所学校、一所幼儿园及部分其他附属工程组成,是济南铁路局及青岛市的重点房建项目,该工程1#、2#、3#、4#楼的结构形式为:一、二层为框架网点,三~三十四层为剪力墙住宅,二层是转换层。在对转换层进行结构施工时,结合本工程项目的实际情况,根据设计及规范要求,严格控制钢筋、混凝土等工程材料质量,充分优化和完善施工方案,通过严谨、科学、细致的施工组织,使高层建筑转换层施工得以顺利实施,最终达到成本节约,工程质量保障的效果。
参考文献:
[1]周光毅,刘进贵.结构转换层大体积混凝土施工技术[J].施工技术.2003(04).
[2]余红生.转换层支撑系统的选型及其安全性分析[J].建筑安全.2003(04)
[3]王家祥.高层建筑工程转换层的施工技术探讨[J].经营管理者,2012,28(7).