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摘要:随着城市建设的发展,很多高层建筑向多功能、多用途方向发展,由于建筑物各部分使用功能和要求不同,对建筑物结构形式、柱网布置也就提出了不同的要求。为了实现和适应这种结构型式的变化过渡,转换层应运而生。而在工程设计和施工实践中,梁式转换层得到了广泛的采用和认可,它可以较好地解决高层建筑中上下部结构在竖向不连续的问题。本文主要对高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术进行分析。
关键词:高层建筑;钢筋混凝土;梁式转换层;施工技术
随着使用功能的变化,设置转换层己成为传递上下部结构荷载的重要手段,而上部结构荷载的增加,使得转换层的结构尺寸往往较大,这将给施工带来许多新的难度。因此对高层建筑转换层结构施工技术的研究,有着十分重要工程意义。
一、研究现状分析
1.在高层建筑中随着层数上升,建筑功能有所变化,常要求下层的较大间距的柱网支承较小间距的柱网,即在转换梁上要支承柱,常称为飞柱。转换层的传力梁与其上小间距的梁柱框架组成为共同受力的结构。梁式转换层之上的墙承式,便构成梁和墙共同工作的组合结构,称为墙梁结构。墙梁是由钢筋混凝土托梁和R.C墙组成的组合构件,从国内外大量试验和理论分析可以看出,转换梁上部墙体处于受压状态,转换梁处于偏心受拉状态。较为理想的是墙满载于转换梁,形成下梁上墙的暗梁式结构体系。
2.由于建筑功能要求,经常出现墙不是满跨布置在转换梁上,而是跨度的一部分,或者由于门窗洞口位置不居跨中,形不成墙梁组合结构,于是将墙体考虑为梁上荷载。某建筑工程学院对钢骨混凝土梁式转换层进行了结构抗震性能试验研究,结合一实际工程,进行了两棍框架梁式转换层结构1/5缩尺模型在水平低周反复荷载下抗震性能试验,其中一棍的转换梁和与其相连的框支柱采用了钢骨混凝土结构。试验结果表明,采用钢骨混凝土的梁式转换层受力和抗震性能明显优于普通钢筋混凝土梁式结构。
二、高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术要点
1.钢筋施工
(1)钢筋的翻样以及下料。高层建筑转换大梁采用大量的钢筋,主筋长,含钢量大,布置密。因此,准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提,其翻样和下料便尤为重要。首先,要弄清楚设计意图,然后进行钢筋翻样。翻样中考虑好钢筋之间的穿插避让关系,准确确定制作尺寸和合理的绑扎顺序并对就位顺序进行统一编号。其次,安装钢筋前在大梁两侧搭设双排钢管搁架用作操作架,并保证重大钢筋骨架不变形,主筋排放按次序对号入座。先就位上排钢筋,穿入箍筋形成支架,再就位下排钢筋。向下弯曲转换大梁最上一排的面筋,然后锚固,一直到底筋以上;位于底筋的主筋,选择其最下一排,将其上弯25°,其余的不再弯锚,也不弯锚负筋。节点空间得到了增大,方便了混凝土的灌注以及振捣。第三,转换梁内含有大量的主筋,因此主筋下料时,每根钢筋接头位置都需要调整好,这样才能保证其焊接接头能相互错开满足施工要求。同时,对所有转换梁的主筋进行编号,编号的规则可以按照就位顺序,这样方便了安装就位以满足规范要求。
(2)各部位钢筋连接方式。首先,转换层中钢筋的种类繁多,不同位置钢筋受力情况也不尽相同,由于转换层大梁的主筋是转换层中最重要的受力单元,应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式,通常采用冷挤压连接法。其次,转换层主梁腰筋及箍筋、联系梁主筋、板钢筋一般采用闪光焊接。第三,转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊。第四,其他受力较次要部位,如联系梁架力筋及箍筋可采用绑扎连接。
2.模板及支架的施工
(1)底部斜杆与模板钢梁底部之间要保持一定的距离,间距为400mm为好,梁、板的模板安装应注意,梁下支撑的门式架之间的距离必须按实际受力情况进行准确的计算后确定间距的大小,并采用钢管作水平拉杆及剪刀撑,确保大截面梁模板的刚度和强度达到规定的标准,梁底的承重木枋要使用质量较好的木枋,使用之前对木枋进行严格的选择,质量不好的坚决不能用。安装截面较高的梁和侧模,为了增强稳定程度,需要在梁的中间部位加钢螺栓,每一根钢螺栓之间的距离和每一排之间的距离,要计算实际的受力情况之后再加。再用与剪力墙基本相同的方法,用钢管作侧模的水平杠,保证大截面梁的模板安装质量。楼板的模板安装也采用门式架支撑,用钢管作水平拉杆,并与梁的水平拉杆连接,使整层的模板形成牢固的整体,建构稳定的模板确保施工的安全。
(2)梁模板支撑的变形控制,大跨度梁模板支撑受力后,在重力的作用下容易压缩变形,引起结构的变动,因此,要对梁的截面尺寸进行精确的计算,安装梁底模的时候,根据计算出的数值按规范操作。为了确保拱度达到一定的标准,模板安装后,及时用水平仪检测模板的起拱程度。
(3)转换层以下的各层楼板必须设置回顶支撑卸荷,确保整齐划一,在转换层受荷后可将荷载传到下层楼板。如果下层楼板受荷过大,楼板会受损坏,在下层楼面设置回头支撑,转换层以下的各层楼面能可以逐层卸荷,减少下层楼板的受荷力,增加稳固程度。使用回头支撑虽然增加了使用周转材料的数量,但它的重要作用是确保支撑体系的安全,在拆卸的时候要保证转换层的梁强度达到设计强度的70%左右,如果低于这个数值,不能拆除。
3.混凝土施工技术。转换梁混凝土浇筑量大,浇筑速度块,总的浇筑时间长,又要考虑温度应力的影响,因此,施工过程中要注意以下几点:
图1 混凝土浇筑方式
(1)混凝土施工尽量安排在白天进行,并确保混凝土的输送不间断。混凝土浇筑应分层进行,每层高度控制在300-500mm。每层间隔时间1.5-2h。
(2)混凝土的振捣采用机械振捣为主,人工扦插为辅。插入振动器宜采用快插慢拔,振动时间以出现泛浆为准,同时插入点距离应在振动棒有半径1.25 倍范围内。在梁柱节点处,若钢筋太密,振动不能插入,则采用钢扦插,在梁柱侧模用橡皮锤敲打,用人工振捣来弥补。
(3)楼板混凝土浇筑,除在梁处采用插入式振动器外,其余均采平板振动器沿垂直浇筑方向来回振捣。平板振动器依口成排进行,且排与排之间应有一定的搭接,确保混凝土不漏振,以达到其密实度。为保证楼板混凝土厚度,除在柱墙筋外注有标高标志外,还应加设用钢筋制作而成的移动式高度控制件,用于控制板厚,以保证板厚,满足设计要求。
(4)泵送施工全过程除了按常规操作外,应注意以下几点:布管及拆管要严格配合施工顺序和施工缝留设要求;管泵送前,加强压送水湿润管和泵体,必要时将湿麻袋覆盖于泵管上,降低混凝土温度;泵送过程中,有泵管与溜槽配合,控制泵送冲击力,避免挠动深梁锚固筋;混凝土入模温度控制。入模温度直接影响混凝土的中心温升值,固而降低入模温度是转换层大体积混凝土施工重要控制内容之一。
高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术施工复杂,在施工过程中很容易出现各种问题导致事故的发生。施工者应当严格按照各项技术指标和规范施工,保证高层建筑的质量。
参考文献:
[1]李霖.厚混凝土整板结构转换层施工技术[J].施工技术,2010.
[2]罗刚.建筑施工中的结构问题[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3]沈义.大体积混凝上施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
摘要:随着城市建设的发展,很多高层建筑向多功能、多用途方向发展,由于建筑物各部分使用功能和要求不同,对建筑物结构形式、柱网布置也就提出了不同的要求。为了实现和适应这种结构型式的变化过渡,转换层应运而生。而在工程设计和施工实践中,梁式转换层得到了广泛的采用和认可,它可以较好地解决高层建筑中上下部结构在竖向不连续的问题。本文主要对高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术进行分析。
关键词:高层建筑;钢筋混凝土;梁式转换层;施工技术
随着使用功能的变化,设置转换层己成为传递上下部结构荷载的重要手段,而上部结构荷载的增加,使得转换层的结构尺寸往往较大,这将给施工带来许多新的难度。因此对高层建筑转换层结构施工技术的研究,有着十分重要工程意义。
一、研究现状分析
1.在高层建筑中随着层数上升,建筑功能有所变化,常要求下层的较大间距的柱网支承较小间距的柱网,即在转换梁上要支承柱,常称为飞柱。转换层的传力梁与其上小间距的梁柱框架组成为共同受力的结构。梁式转换层之上的墙承式,便构成梁和墙共同工作的组合结构,称为墙梁结构。墙梁是由钢筋混凝土托梁和R.C墙组成的组合构件,从国内外大量试验和理论分析可以看出,转换梁上部墙体处于受压状态,转换梁处于偏心受拉状态。较为理想的是墙满载于转换梁,形成下梁上墙的暗梁式结构体系。
2.由于建筑功能要求,经常出现墙不是满跨布置在转换梁上,而是跨度的一部分,或者由于门窗洞口位置不居跨中,形不成墙梁组合结构,于是将墙体考虑为梁上荷载。某建筑工程学院对钢骨混凝土梁式转换层进行了结构抗震性能试验研究,结合一实际工程,进行了两棍框架梁式转换层结构1/5缩尺模型在水平低周反复荷载下抗震性能试验,其中一棍的转换梁和与其相连的框支柱采用了钢骨混凝土结构。试验结果表明,采用钢骨混凝土的梁式转换层受力和抗震性能明显优于普通钢筋混凝土梁式结构。
二、高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术要点
1.钢筋施工
(1)钢筋的翻样以及下料。高层建筑转换大梁采用大量的钢筋,主筋长,含钢量大,布置密。因此,准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提,其翻样和下料便尤为重要。首先,要弄清楚设计意图,然后进行钢筋翻样。翻样中考虑好钢筋之间的穿插避让关系,准确确定制作尺寸和合理的绑扎顺序并对就位顺序进行统一编号。其次,安装钢筋前在大梁两侧搭设双排钢管搁架用作操作架,并保证重大钢筋骨架不变形,主筋排放按次序对号入座。先就位上排钢筋,穿入箍筋形成支架,再就位下排钢筋。向下弯曲转换大梁最上一排的面筋,然后锚固,一直到底筋以上;位于底筋的主筋,选择其最下一排,将其上弯25°,其余的不再弯锚,也不弯锚负筋。节点空间得到了增大,方便了混凝土的灌注以及振捣。第三,转换梁内含有大量的主筋,因此主筋下料时,每根钢筋接头位置都需要调整好,这样才能保证其焊接接头能相互错开满足施工要求。同时,对所有转换梁的主筋进行编号,编号的规则可以按照就位顺序,这样方便了安装就位以满足规范要求。
(2)各部位钢筋连接方式。首先,转换层中钢筋的种类繁多,不同位置钢筋受力情况也不尽相同,由于转换层大梁的主筋是转换层中最重要的受力单元,应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式,通常采用冷挤压连接法。其次,转换层主梁腰筋及箍筋、联系梁主筋、板钢筋一般采用闪光焊接。第三,转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊。第四,其他受力较次要部位,如联系梁架力筋及箍筋可采用绑扎连接。
2.模板及支架的施工
(1)底部斜杆与模板钢梁底部之间要保持一定的距离,间距为400mm为好,梁、板的模板安装应注意,梁下支撑的门式架之间的距离必须按实际受力情况进行准确的计算后确定间距的大小,并采用钢管作水平拉杆及剪刀撑,确保大截面梁模板的刚度和强度达到规定的标准,梁底的承重木枋要使用质量较好的木枋,使用之前对木枋进行严格的选择,质量不好的坚决不能用。安装截面较高的梁和侧模,为了增强稳定程度,需要在梁的中间部位加钢螺栓,每一根钢螺栓之间的距离和每一排之间的距离,要计算实际的受力情况之后再加。再用与剪力墙基本相同的方法,用钢管作侧模的水平杠,保证大截面梁的模板安装质量。楼板的模板安装也采用门式架支撑,用钢管作水平拉杆,并与梁的水平拉杆连接,使整层的模板形成牢固的整体,建构稳定的模板确保施工的安全。
(2)梁模板支撑的变形控制,大跨度梁模板支撑受力后,在重力的作用下容易压缩变形,引起结构的变动,因此,要对梁的截面尺寸进行精确的计算,安装梁底模的时候,根据计算出的数值按规范操作。为了确保拱度达到一定的标准,模板安装后,及时用水平仪检测模板的起拱程度。
(3)转换层以下的各层楼板必须设置回顶支撑卸荷,确保整齐划一,在转换层受荷后可将荷载传到下层楼板。如果下层楼板受荷过大,楼板会受损坏,在下层楼面设置回头支撑,转换层以下的各层楼面能可以逐层卸荷,减少下层楼板的受荷力,增加稳固程度。使用回头支撑虽然增加了使用周转材料的数量,但它的重要作用是确保支撑体系的安全,在拆卸的时候要保证转换层的梁强度达到设计强度的70%左右,如果低于这个数值,不能拆除。
3.混凝土施工技术。转换梁混凝土浇筑量大,浇筑速度块,总的浇筑时间长,又要考虑温度应力的影响,因此,施工过程中要注意以下几点:
图1 混凝土浇筑方式
(1)混凝土施工尽量安排在白天进行,并确保混凝土的输送不间断。混凝土浇筑应分层进行,每层高度控制在300-500mm。每层间隔时间1.5-2h。
(2)混凝土的振捣采用机械振捣为主,人工扦插为辅。插入振动器宜采用快插慢拔,振动时间以出现泛浆为准,同时插入点距离应在振动棒有半径1.25 倍范围内。在梁柱节点处,若钢筋太密,振动不能插入,则采用钢扦插,在梁柱侧模用橡皮锤敲打,用人工振捣来弥补。
(3)楼板混凝土浇筑,除在梁处采用插入式振动器外,其余均采平板振动器沿垂直浇筑方向来回振捣。平板振动器依口成排进行,且排与排之间应有一定的搭接,确保混凝土不漏振,以达到其密实度。为保证楼板混凝土厚度,除在柱墙筋外注有标高标志外,还应加设用钢筋制作而成的移动式高度控制件,用于控制板厚,以保证板厚,满足设计要求。
(4)泵送施工全过程除了按常规操作外,应注意以下几点:布管及拆管要严格配合施工顺序和施工缝留设要求;管泵送前,加强压送水湿润管和泵体,必要时将湿麻袋覆盖于泵管上,降低混凝土温度;泵送过程中,有泵管与溜槽配合,控制泵送冲击力,避免挠动深梁锚固筋;混凝土入模温度控制。入模温度直接影响混凝土的中心温升值,固而降低入模温度是转换层大体积混凝土施工重要控制内容之一。
高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术施工复杂,在施工过程中很容易出现各种问题导致事故的发生。施工者应当严格按照各项技术指标和规范施工,保证高层建筑的质量。
参考文献:
[1]李霖.厚混凝土整板结构转换层施工技术[J].施工技术,2010.
[2]罗刚.建筑施工中的结构问题[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3]沈义.大体积混凝上施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.