对建筑工程结构转换层施工技术探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nihaobaobeisss
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:本文是作者结合多年工作经验以及工程案例。主要针对案例中的转换层施工技术作出了相关的阐述分析,以供参考.
  关键词:结构转换层 模板支架 方案优选 质量控制
  1 .工程概况
  某综合楼工程总建筑面积为39280㎡,地下室2层,地上23层(其中地下室2层为人防及车库,地上1~4层为商业用房,框剪结构,5~23层为住宅,剪力墙结构)转换层位于第五层,属于高位转换层结构,该转换层楼板厚200 mm,转换梁最大截面为1000×1900,最小为900×1500。根据工期安排转换层施工时间为十二月,正值寒冬季节对大体积混凝土施工最不利时期,因此技术人员对于转换层的方案进行了优选。
  2 .转换层方案优选
  因本工程转换层设在第4层,属高位转换(规范要求不宜高于二层),不能按常规施工,因此,优选支撑体系施工方案尤为重要,在此对3套备选方案进行对比优选。
  2.1方案一
   常规一次浇筑法:即转换层以下楼层设足够支撑层,转换层大梁及板混凝土一次浇筑,经计算满堂架支撑层为负一层起以上各层(根据楼层设计荷载推算,不考虑填充墙砌体未施工,荷载小于设计荷载的有利因素),这样要求转换层至负一层施工过程中,模板及支架均不能拆除周转使用,钢管租凭费及摊销材料购置费共需约120万,投入太大,而施工中要求各层支撑上下对齐难以做到,各层支撑顶紧初应力不相同,造成梁板结构受力不均匀,导致结构裂缝。本方案适合于低位转换层施工,对于高位转换层(三层以上)不适合。
  2.2方案二
  二次叠合法:梁的混凝土分二次浇筑,第一次浇筑大梁一定高度并在第一次浇筑一定高度范围的上部加配负弯矩钢筋,使之形成可承受负弯矩的梁,用以承受第二次澆筑时的荷载,支承层只考虑第五层设置满堂支撑,充分利用五层梁柱结构承载,第四层满堂支撑不拆除,仅作安全储备,对第五层梁板结构重新设计,同时对转换梁第一次浇筑混凝土时顶部加设的负弯矩钢筋进行了设计,连同施工缝处理所插短钢筋,增加的费用(时价)为17.3万元,施工成本远低于方案一,但本方案转换大梁分二次浇筑,因钢筋密集,施工缝无法凿毛处理,大梁整体性差;第一次浇筑时被混凝土污染的钢筋无法清理干净,降低钢筋与混凝土的粘结力。叠合面上下二部分混凝土由于温度差,叠合面以下部分约束叠合面以上部分收缩,使叠合面以上部分混凝土产生裂缝。模板分二次安装且需施工技术间歇,工期延长,施工组织不连续造成窝工。二次叠合法较适于反梁型式(梁高出板)的梁式转换层施工。
  2.3 方案三
  荷载传递一次浇筑法,即转换层梁板一次浇筑,对第五层梁板加强,利用第五层梁板结构作支撑,第四层满堂支撑不拆除作为安全储备。通过方案二发现:转换层以下结构考虑地震荷载,而施工利用其承载时不需考虑地震荷载,加强第五层梁板结构来满足施工承载要求所增加的工程费用很少,对第五层梁板结合施工荷载设计加强所增加的费用为15.82万元,费用少于方案二,并避免了方案二的所有缺点,对于高位梁式转换结构选用本方案合理。
  3 .支撑体系及模板设计
  3 .1支撑体系设计
  转换层梁支撑系统按最大截面1000×1900的梁进行设计验算,支撑系统采用Φ48×3.5标准钢管搭设,根据方案三第5层梁板按满足转换层施工荷载及结构承载要求综合考虑进行加强重新设计,第4层支撑施工不拆除作为安全储备。转换层板支撑立杆间距为双向600mm,梁下立杆间距为400mm,排距为400mm,大横杆步距不大于1200mm,共设四道,在距杆顶、杆脚250处各保证一道水平连杆双向连结,立杆下通长铺设250×50松木板,每根立杆下配100×100×8钢板“鸭脚板”,防止木板局部受压破坏,导致梁底下沉,松木板在第5层梁板混凝土浇筑后初凝前即进行铺设并压实,以利松木板与混凝土充分接触,减少沉降。KZL底纵向设两道剪刀撑,横向两端各设二道剪刀撑,纵横连接扫地杆。
  3.2模板设计
  转换层底模采用组合钢模,侧模采用18厚胶合板,侧模横楞为50×100木枋@200竖楞为双肢Φ48×3.5钢管@500,M14对拉螺杆竖向间距为250~500下部密上部稀。
  3.3支撑及对拉螺杆验算
  (1)支撑验算
  荷载计算
  混凝土自重: 25×1.9×1=47.5KN/m,可变荷载(施工荷载及模板)5KN/m
  荷载设计值:47.5×1.2+5×1.4=64KN/m
  小横杆间距为0.4m
  荷载设计值:q小横杆=64×0.4=25.6KN/m
  内力计算:按等跨连续梁进行弹性内力计算
  
  
  抗剪能力
  
  挠度验算
  
  (2)对拉螺杆验算
  所受拉力
  采用M14螺杆 可
  3.4支撑及模板注意事项
  (1)作为模板支撑的钢管垂直度要求高,立柱下端的切口要平整。
  (2)所采用的扣件质量要好,立柱顶端扣件的拧紧力≥40N•m。
  (3)当立柱长度不够作接长连接时,所接长的钢管必须搭接一步,并用双扣件。
  (4)柱轴线两侧加设剪刀撑、剪刀撑与地面夹角45º。
  (5)柱边、剪力墙边也应设立杆,其离柱边距离小于200mm。
  (6)支撑排架的搭设应弹线,严格按设计间距架设。
  4钢筋制作绑扎
  4.1转换梁钢筋用量大,布置密,因此应准确的安排好钢筋的就位次序,考虑好钢筋的穿插避让关系,尤其梁柱节点区钢筋密集,提前一层将框支柱纵筋及其芯柱钢筋用特制卡箍定位,经计算定位偏差应控制在15mm以内,否则节点区钢筋无法穿插到位。转换层大梁所有纵筋均采用直螺纹机械连接,因钢筋长,并且两端锚固弯钩多,所有套筒选用正反丝套筒,以解决钢筋连接时旋转困难的问题。
  4.2转换梁钢筋摆放复杂,设计往往过于理想化,不考虑施工的细节问题,一般应用电脑模拟摆放钢筋。本转换层大梁钢筋用电脑模拟摆放钢筋应用较为成功,提前2个月采用电脑模拟摆放钢筋,及时发现设计中的很多问题,后来由设计方对转换梁的钢筋结合施工意见重新变更出图,因准备充分未对施工造成影响。
  5 混凝土工程
  根据进度安排,转换层混凝土恰逢最寒冷的时期施工,不利于大体积混凝土内外温差控制,但又有其有利的方面,可有效降低混凝土的入模温度,虽然在当地没有在冬期施工转换层的先例,只要保温措施做得好,赶在此时施工也是可行的。
  5.1 配制混凝土
  本转换层混凝土为C50商品混凝土。水泥选用水化热较低的42.5R矿渣水泥,尽量减少水泥用量,采用“等量代换法”增加外加剂用量,降低水化热,同时要求罐装水泥要存放一周以上,以保证质量降低入机搅拌时的温度。
  骨料:选用粒径5~30mm的小碎石,含泥量控制在1%以下,砂细度模数在2.5以上的中砂,含泥量小于2%。粉煤灰选用孟电集团1级灰,烧失量小于5%。
  外加剂:PNC—1高效低碱微膨胀剂,该膨胀剂具有前期(7天内)微膨胀效果好,后期膨胀性能稳定,可防止混凝土收缩和冷缩产生的裂缝。减水剂为FN—200高效减水剂。
  混凝土的配制:因钢筋密集,必须配制高性能混凝土,降低水泥水化热,减少单方水泥量;采用低水胶比,提高混凝土的强度,延长混凝土凝结时间,适当延长混凝土的龄期。浇筑期间,派技术员进驻商品混凝土厂,严格监控原材料的质量。商品混凝土的坍落度控制在16~18cm之间,施工现场由专人检测,不允许随意变更。搅拌要均匀,外加剂在混凝土中应分布均匀,避免局部过量引起不良后果,因此搅拌时间比正常延长1min,投料后,保证2.5min以上的搅拌时间。混凝土入模温度控制在10º左右。
  5.2 混凝土振捣
  因转换层钢筋稠密,错综复杂,给混凝土浇筑带来了一定的难度,在混凝土浇筑前,必须先找好棒道,并下棒试验,依据布料顺序分区分层振捣混凝土,并由专人按布置图对振捣位置时间,振捣人员进行记录,以免出现混凝土的施工冷缝。采用ø50加长插式振捣器振捣,钢筋密集区采用ø30加长插式振捣器振捣。振捣混凝土时“快插慢拔”,振点应均匀排列,按“行列式”或“交错式”,每次移位距离为30~40cm。每振捣点停留时间需20~30s,振捣以不再出现气泡,表面泛出灰浆为准,分层振捣时振动棒要进入下一层混凝土5~10cm以使相邻两层间充分结合密实。
  5.3泌水及表面处理
  泵送混凝土流动性大,泌水多,影响混凝土密实度。在侧模的底部、上口开设排水孔,使多余的水分从孔中自然排空,大体积泵送混凝土表面水泥浆厚,会造成早期干缩裂缝,浇筑后要清除。在初凝前1~2h,用长刮尺按标高刮平,在初凝前再用铁滚筒碾压2~3遍,并用混凝土抹压机械磨压平,闭合收缩裂缝。
  5.4混凝土保温养护及温差控制
  大体积混凝土冬期施工保温养护有两层含义,一是保证表面混凝土不被冻坏,控制降温速度;一是控制混凝土内外温差小于25℃。
  (1)保温材料选用:混凝土表面保温作法为混凝土面盖一层塑料薄膜,上铺废旧棉毡保温材料,防止空气对流影响保温效果,混凝土下表面、大梁侧面采用袋装膨胀珍珠岩作为保温材料,外包塑料彩条布增强保温效果。
  (2)热工计算
  ○1、最高温升计算
  水泥用量:42.5级Q=42.4Kg/m3粉煤灰掺量F=110Kg/m3,取平均气温t=5℃
  中心混凝土最高温度
  
  
  根据筏板施工经验,T max设定在60℃,会在浇筑后72h达到高温度。
  ○2、计算保温材料的厚度
  
  
  上表面假设温度控制在35℃,Ta=35℃
  混凝土厚度h=1.9m 保温材料导热系数
  混凝土导热系数平均气温Tb=-5℃
  T max=60℃ 传热修正系数K=2.3
  保温材料厚度
  覆盖3层废旧棉毡可满足要求。
  下表面假设温度控制在35℃,Ta=35℃
  混凝土厚度h=1.9m 保温材料导热系数
  混凝土导热系数平均气温Tb=-5℃
  T max=60℃ 传热修正系数K=2.3
  保溫材料厚度
  梁底面、侧面、板底面用0.8m厚袋装膨胀珍珠岩包裹。
  (3)测温点布置
  测温点必须具有代表性,能全面反映混凝土内各部位的温度,高度断面位置为底面(距混凝土下表面50mm)、中心、上表面(距混凝土上表面50mm),平面位置为中部、边角区、梁与柱、梁与梁交叉部位。采用温度测试仪,精度为±5℃,温度探头预先埋入混凝土内,在温度测点处焊一根套管,高出板面25cm以便固定探头导线,同时亦避免浇筑混凝土时损坏,折断探头导线。
  (4)测温要求
  浇筑完成~3天,每4小时测温一次;3~7天每8小时测温一次;7~28天每24小时测温一次。严密监测混凝土的温升情况,根据温度记录,做好保温工作。控制混凝土中心温度与表面温度之差,表面温度与环境温度及任何两点之间温差小于25℃,控制降温速度。
  (5)温差控制效果
  本转换层混凝土于2004年1月6日浇筑(平均气温为0℃以下),经实测在混凝土浇筑完毕后71h中心混凝土出现最高温度51.2℃,而筏板同标号混凝土在2005年3月10日浇筑中心混凝土最高温度为63.5℃,冬期混凝土入模温度降低有效地降低了中心混凝土温度高峰值,利于混凝土温差控制,混凝土内外温差始终控制在20℃以内(未超出25℃限值)降温速度最大为4℃/8h,说明保温措施安全有效。
  6结束语
  本建筑工程转换层施工正值寒冬季节,打破常规,经科学分析,即克服了高位转换层施工的支模难题,又敢于在当地无转换层混凝土寒冬时期施工先例的情况下施工,并取得了成功经验,经结构回弹检测,转换层混凝土无结构破坏性裂缝和空洞等缺陷,质量优良,赢得了各方的好评,取得了良好的经济效益和社会效益。
  
  注:文章内所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
其他文献
摘要:轻型钢结构建筑以其外形简洁美观、符合环保、工业化程度高、工期短及综合造价低等优势,在工业及民用建筑中得到广泛应用。由于该结构形式的迅猛发展和从业人员的设计与施工经验的不足,在设计中常出现一些问题,给结构的安全带来隐患或造成经济的浪费,本文总结设计中一些问题及个人体会。  关键词:轻钢结构 荷载 支撑材质   1前言  钢结构是土木工程的主要结构形式之一,与其他材料相比有强度高、重量轻、工业化
期刊
摘要:本文在阐述发展节能新型材料的战略意义的基础上,分析了目前我国节能新型材料的发展和应用状况,并提出了对应的发展策略,为节能建筑新型材料的发展提供了一定借鉴意义。  关键词:节能 发展 策略  随着经济的发展,建筑能耗量也逐渐增加。面对能源问题的日益紧张,建筑节能问题引起了越来越多的国家的重视,而建筑离不开材料,开发研制建筑节能新型材料,是建筑节能的根本途径。  建筑节能就是在建筑中合理使用和有
期刊
摘要:随着社会的进步和生活水平的提高,人们对生活质量的要求越来越高,在满足使用要求的同时,对美观和舒适度的需求逐步增大,对建筑给排水的要求也逐步提高。本文通过对常见问题的分析探讨,结合自己的设计体会,和广大设计施工人员共同学习提高。  关键词:建筑给排水;管道试压;问题分析  前言  随着人们生活水平的提高和公共事业的快速发展,建筑能耗和用水量也在逐年增加,据资料介绍,建筑能耗约占整个社会能耗的1
期刊
摘要:农村公路混凝土路面裂缝的成因是各种各样的,是多种因素综合的结果。这就需要我们在现实生活的设计和施工中多观察、多思考、多比较来发现问题,并提出更多的预防措施,以便于彻底解决农村公路水泥混凝土路面的开裂问题,建设更多质量更好的水泥混凝土路面,用以适应农村经济快速发展的需要。本文针对农村公路混凝土路面裂缝成因谈谈自己的几点看法。  关键词:农村公路;水泥混凝土路面裂缝成因  一、路面结构设计不当 
期刊
摘要:我国目前能源紧张,建筑能耗势必加剧能源供求矛盾。民用建筑节能是最直接,最有效的解决这种矛盾的方法之一。  关键词:建筑设计节能途径建筑设计节能措施  Abstract : China's current energy crisis, building energy consumption is bound to exacerbate the contradictions of energy
期刊
摘要: 本文结合笔者多年的工程实践, 参考国家最新施工规范, 主要对桩基施工中打(沉) 桩机械设备的选用和施工方法进行了探讨, 谨供同行参考。  关键词: 桩基工程; 打桩设备; 选用标准  俗话说:“万丈高楼平地起”, 桩基础施工在工业与民用建筑中有着重中之中的地位, 没有过硬、稳定、高质量的基础工程, 再豪华的建筑也摆脱不了坍塌的命运。本文结合笔者多年的工程实践, 参考国家最新施工规范, 对桩
期刊
摘要:随着国民经济建设的快速发展,工程测量技术目前也越来越受到人们的广泛关注。本文主要是分析了工程测量中的一些技术方案,以供同行参考。  关键词:工程测量;技术;测绘  引言  在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术,称之为“工程测量”。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用,是综合性的应用测绘科学与技术。  以测绘城市和区域地物、地貌为目的大比例尺地
期刊
一、无负压变频给水设备概述  近年来一种新型的成套供水设备——无负压变频恒压供水得到广泛的推广,它主要由无负压调节罐、水泵(一大一小)、隔膜气压罐、智能控制系统等组成。它的工作原理如下:  水泵机组的选型、台数要根据用水曲线合理配备。如下图示:    大泵工频加小泵变频并联工作的流量要能满足尖峰时段用水量(7h,12h,18h)的要求;大泵的变频工作流量要能满足高峰时段(8h——11h,13h——
期刊
摘要:通过分析风力发电机种类,得出目前普遍用于风电发电的发电机类型,并通过电流模型仿真故障时风电场提供短路电流的特点,分析出风电接入系统时,对系统典型配置保护的影响,结合实例研究在整定计算时一套可行的方案。  关键词: 风力发电;短路电流;整定计算  引言:  近年随着节能减排、减少能源消耗受到社会越来越多的重视,作为目前最成熟、经济效益最好的可再生能源的风力发电再次进入人们的视野,也受到国家政策
期刊
摘 要:在建筑施工中,混凝土裂缝问题一直是施工人员所关心的问题之一。文章介绍了建筑施工中产生混凝土裂缝的种类,分析了混凝土裂缝产生的原因,并针对性地提出了具体的防治措施,以解决混凝土的裂缝问题,从而提高工程质量。  关键词:建筑施工,裂缝,原因,防治  一混凝土裂缝形成的原因  对混凝土建筑结构体可靠性产生疑问需要鉴定时,首先要对构件中出现的裂缝进行科学分析判断。混凝土是一种非均匀的脆性材料,它由
期刊