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摘要:建筑行业在飞速发展的过程中,使用的施工技术也在不断更新与完善,各种新型技术的应用有效提高了建筑工程的整体建设质量。钢筋混凝土悬挑叠层混合空腹桁架施工技术在应用的过程中可以提高高层建筑结整体施工的稳定性,保证施工过程中的稳定性。本文对悬挑叠层空腹桁架的实际施工情况进行了分析,根据施工中存在的问题提出了相关措施,促进了建筑工程的施工建设。
关键词:高层建筑;钢筋混凝土;悬挑;桁架;空腹桁架;施工技术
一、工程概况
某大厦由A,B座两栋大厦组成,总用地面积11632.89㎡,总建筑面积约10万㎡,两栋大厦建筑高度均约为100m,地上均为23层,地下室均为3层,大厦地下室之间采用通道连接,地上2层设置钢结构连桥连接。±0.000标高相对于绝对标高4.600m,首层结构标高为-0.050m。A座(北塔)1层结构层高6.0m,2层结构层高为5.1m,3层结构层高为4.7m,标准层层高为4.2m,结构总高度为99.85m;结构形式为框架核心筒结构。
二、混合空腹桁架工况分析
1、施工阶段结构受力不明确
叠层空腹桁架结构在实际应用的过程中,应用优势比较明显,刚强度比较高,可以将有限的空间进行合理利用,在高层建筑的建设中,可以提高层建筑结构的稳定性,功能性比较强,被应用的比较广泛。这种叠层空腹桁架在下面两层中添加两个斜杆,可以避免结构中弦出现位移现象,提高结构整体的承载能力,这种结构通常叫做混合空腹桁架。空腹桁架结构在实际应用的过程中主要依靠的就是结构中竖杆的拉力和水平杆的作用力,在应用悬挑叠层空腹桁架的过程中,需要在高层结构建设时,每层结构组成的构件的刚强度都会逐渐增加,就会改变整体结构的受力情况。建筑在建设的过程中,整体结构的受力情况一直在变化,那么及结构建设过程中的集中作用力不能保证可以分布到结构中的所有构件中,不能让集中作用力全部作用在同一个构件中,否则直接影响到空腹桁架结构在整体工程建设中的应用效率。通常,施工企业在对空腹桁架施工进行施工方案的设计时,一般只是考虑到施工结束后实际使用情况,没考虑施工过程中整体结构的受力情况,所以,在高层建筑的建设中,使用有效的施工措施来保证施工阶段的质量和整体结构受力情况的稳定性,是施工单位需要研究的问题。
2、悬挑部分变形控制要求高
部位受到荷载力比较大,高层建筑在进行高层施工的过程中,结构整体的承受能力也在不断增加,那么空腹桁架中的变形情况也逐渐增加,悬挑结构层受到的作用力也不断增加,那么在高层建筑不断建设的过程中,随着承受能力的不断加大,很容易出现楼板开裂的现象,而且这种显现会一直存在,并且也會越来越严重,直到建设完成后开裂现象才可以稳定,对整体结构的稳定性和建筑质量有着非常严重的影响,同时,也影响高层建筑的实际应用效果,施工企业需要重视这一点,对悬挑部分变形情况进行有效控制。
三、施工对策
1、临时支撑系统设计
临时支撑的总体设想是采用扣件式钢管脚手架结合大直径钢管柱支撑的综合临时支撑体系。悬挑叠层式空腹桁架结构未成型前,仅仅依靠常规高支模体系无法保证其施工安全以及其施工期间的变形,所以采取一种新型的施工方法来继续完成悬挑叠层式空腹桁架结构的施工。在4层悬挑边柱下端加临时钢管柱支撑,采用630×16Q345钢管柱进行支顶,共4根。钢管柱的中心和4层悬挑边柱的中心重合。悬挑高度为17.05m,扣除梁高,钢管柱高度为16.25m,支撑高度范围为地下室顶板至4层柱底。钢管柱分段通过法兰盘连接,标准分段长度为3m,每根钢管柱分6段。钢管柱采用塔式起重机吊装就位。
钢管柱对应位置处在地下室都有钢筋混凝土柱,但都存在偏位情况,最大偏位315mm,将采用I20回顶的方式进行加固。根据设计交底资料以及施工进度计划确定,钢管柱主要考虑承受悬挑结构4~8层梁板结构施工荷载,模板支撑系统按此工况进行设计。
2、留置施工缝
在5层板以斜柱为中心设3m宽后浇带,梁板钢筋搭接,H型钢梁与斜柱铰接(螺栓不拧紧,翼缘不焊接),待桁架临时支撑拆除和悬挑楼层结构封顶后,再拧紧螺栓,焊接翼缘,浇筑后浇带混凝土。
四、关键施工操作要点
1、支撑系统安装
施工顺序是确定钢柱位置→地下室回顶→扣件式钢管脚手架高支模搭设→钢柱安装→拆除部分高支模(清出作业面)→钢柱拆除→完全拆除高支模和地下室回顶措施。
2、节点处型钢与钢筋连接
在梁、柱节点部位,由于整根箍筋无法穿过,箍筋加工成开口套,安装时与腹板上预焊的锚固筋(在工厂预焊)焊接,或者采用双层箍筋,腰筋拉钩焊接在型钢梁腹板加强钢带上。箍筋采取单面焊的形式,焊缝长为10d。梁柱主筋采用套筒连接(套筒在工厂焊接),或焊接在梁柱节点的加劲板或连接板上,或者在腹板开洞(孔洞率需符合规范要求),主筋直接穿过。
3、混凝土浇筑
浇筑过程中,振捣持续时间不能过长,一般每个振捣点振捣时间≤3s。还需实施外部辅助振捣措施,如利用橡皮锤敲击梁的侧模、底模,尤其是柱四角处应多敲击,这样可以检查混凝土浇筑是否密实,而且有利于排出混凝土内部的气泡。当节点浇筑面与型钢面相平时,混凝土摊铺略高于型钢面,稍加振捣,使混凝土浆料把型钢翼缘板与腹板阴角位置填充饱满,再浇筑至正常梁面标高。浇筑完成后立即对混凝土构件进行养护,确定混凝土浇筑质量符合施工要求后才可以进行后续工作。
4、钢管柱卸载拆除
考虑本工程钢管柱拆除的安全性,先拆钢管柱2和钢管柱3,然后拆钢管柱1和钢管柱4。竖向方向由顶端1号柱向底端6号柱拆卸。严格遵循“对称拆除”原则。保证拆除钢柱卸载过程中,整体悬挑空腹桁架结构挠度变形均匀,避免产生结构裂缝。
结语:
本文提出了在悬挑梁底部设置大直径钢管柱支撑与常规扣件式钢管脚手架组合式临时支撑体系、在悬挑板部位留置施工缝后浇带、对型钢混凝土复杂节点的混凝土浇筑、悬挑部位的变形监测等技术措施,有效地控制施工阶段结构挠度变形,确保了结构施工的有效性和安全性,施工全过程处于安全、稳定、顺畅的可控状态。该技术施工工艺成熟简单,技术可靠,利于操作,对类似工程施工具有良好的借鉴意义和推广价值。
参考文献:
[1]郭冠斌,周宇,邓应强,等. 大跨度悬挑整体叠层空腹桁架结构辅助施工方法:,CN 104929364 A[P]. 2015.
[2]邱黎. 大跨度悬挑整体叠层空腹桁架结构施工技术[J]. 广东土木与建筑,2016(1).
关键词:高层建筑;钢筋混凝土;悬挑;桁架;空腹桁架;施工技术
一、工程概况
某大厦由A,B座两栋大厦组成,总用地面积11632.89㎡,总建筑面积约10万㎡,两栋大厦建筑高度均约为100m,地上均为23层,地下室均为3层,大厦地下室之间采用通道连接,地上2层设置钢结构连桥连接。±0.000标高相对于绝对标高4.600m,首层结构标高为-0.050m。A座(北塔)1层结构层高6.0m,2层结构层高为5.1m,3层结构层高为4.7m,标准层层高为4.2m,结构总高度为99.85m;结构形式为框架核心筒结构。
二、混合空腹桁架工况分析
1、施工阶段结构受力不明确
叠层空腹桁架结构在实际应用的过程中,应用优势比较明显,刚强度比较高,可以将有限的空间进行合理利用,在高层建筑的建设中,可以提高层建筑结构的稳定性,功能性比较强,被应用的比较广泛。这种叠层空腹桁架在下面两层中添加两个斜杆,可以避免结构中弦出现位移现象,提高结构整体的承载能力,这种结构通常叫做混合空腹桁架。空腹桁架结构在实际应用的过程中主要依靠的就是结构中竖杆的拉力和水平杆的作用力,在应用悬挑叠层空腹桁架的过程中,需要在高层结构建设时,每层结构组成的构件的刚强度都会逐渐增加,就会改变整体结构的受力情况。建筑在建设的过程中,整体结构的受力情况一直在变化,那么及结构建设过程中的集中作用力不能保证可以分布到结构中的所有构件中,不能让集中作用力全部作用在同一个构件中,否则直接影响到空腹桁架结构在整体工程建设中的应用效率。通常,施工企业在对空腹桁架施工进行施工方案的设计时,一般只是考虑到施工结束后实际使用情况,没考虑施工过程中整体结构的受力情况,所以,在高层建筑的建设中,使用有效的施工措施来保证施工阶段的质量和整体结构受力情况的稳定性,是施工单位需要研究的问题。
2、悬挑部分变形控制要求高
部位受到荷载力比较大,高层建筑在进行高层施工的过程中,结构整体的承受能力也在不断增加,那么空腹桁架中的变形情况也逐渐增加,悬挑结构层受到的作用力也不断增加,那么在高层建筑不断建设的过程中,随着承受能力的不断加大,很容易出现楼板开裂的现象,而且这种显现会一直存在,并且也會越来越严重,直到建设完成后开裂现象才可以稳定,对整体结构的稳定性和建筑质量有着非常严重的影响,同时,也影响高层建筑的实际应用效果,施工企业需要重视这一点,对悬挑部分变形情况进行有效控制。
三、施工对策
1、临时支撑系统设计
临时支撑的总体设想是采用扣件式钢管脚手架结合大直径钢管柱支撑的综合临时支撑体系。悬挑叠层式空腹桁架结构未成型前,仅仅依靠常规高支模体系无法保证其施工安全以及其施工期间的变形,所以采取一种新型的施工方法来继续完成悬挑叠层式空腹桁架结构的施工。在4层悬挑边柱下端加临时钢管柱支撑,采用630×16Q345钢管柱进行支顶,共4根。钢管柱的中心和4层悬挑边柱的中心重合。悬挑高度为17.05m,扣除梁高,钢管柱高度为16.25m,支撑高度范围为地下室顶板至4层柱底。钢管柱分段通过法兰盘连接,标准分段长度为3m,每根钢管柱分6段。钢管柱采用塔式起重机吊装就位。
钢管柱对应位置处在地下室都有钢筋混凝土柱,但都存在偏位情况,最大偏位315mm,将采用I20回顶的方式进行加固。根据设计交底资料以及施工进度计划确定,钢管柱主要考虑承受悬挑结构4~8层梁板结构施工荷载,模板支撑系统按此工况进行设计。
2、留置施工缝
在5层板以斜柱为中心设3m宽后浇带,梁板钢筋搭接,H型钢梁与斜柱铰接(螺栓不拧紧,翼缘不焊接),待桁架临时支撑拆除和悬挑楼层结构封顶后,再拧紧螺栓,焊接翼缘,浇筑后浇带混凝土。
四、关键施工操作要点
1、支撑系统安装
施工顺序是确定钢柱位置→地下室回顶→扣件式钢管脚手架高支模搭设→钢柱安装→拆除部分高支模(清出作业面)→钢柱拆除→完全拆除高支模和地下室回顶措施。
2、节点处型钢与钢筋连接
在梁、柱节点部位,由于整根箍筋无法穿过,箍筋加工成开口套,安装时与腹板上预焊的锚固筋(在工厂预焊)焊接,或者采用双层箍筋,腰筋拉钩焊接在型钢梁腹板加强钢带上。箍筋采取单面焊的形式,焊缝长为10d。梁柱主筋采用套筒连接(套筒在工厂焊接),或焊接在梁柱节点的加劲板或连接板上,或者在腹板开洞(孔洞率需符合规范要求),主筋直接穿过。
3、混凝土浇筑
浇筑过程中,振捣持续时间不能过长,一般每个振捣点振捣时间≤3s。还需实施外部辅助振捣措施,如利用橡皮锤敲击梁的侧模、底模,尤其是柱四角处应多敲击,这样可以检查混凝土浇筑是否密实,而且有利于排出混凝土内部的气泡。当节点浇筑面与型钢面相平时,混凝土摊铺略高于型钢面,稍加振捣,使混凝土浆料把型钢翼缘板与腹板阴角位置填充饱满,再浇筑至正常梁面标高。浇筑完成后立即对混凝土构件进行养护,确定混凝土浇筑质量符合施工要求后才可以进行后续工作。
4、钢管柱卸载拆除
考虑本工程钢管柱拆除的安全性,先拆钢管柱2和钢管柱3,然后拆钢管柱1和钢管柱4。竖向方向由顶端1号柱向底端6号柱拆卸。严格遵循“对称拆除”原则。保证拆除钢柱卸载过程中,整体悬挑空腹桁架结构挠度变形均匀,避免产生结构裂缝。
结语:
本文提出了在悬挑梁底部设置大直径钢管柱支撑与常规扣件式钢管脚手架组合式临时支撑体系、在悬挑板部位留置施工缝后浇带、对型钢混凝土复杂节点的混凝土浇筑、悬挑部位的变形监测等技术措施,有效地控制施工阶段结构挠度变形,确保了结构施工的有效性和安全性,施工全过程处于安全、稳定、顺畅的可控状态。该技术施工工艺成熟简单,技术可靠,利于操作,对类似工程施工具有良好的借鉴意义和推广价值。
参考文献:
[1]郭冠斌,周宇,邓应强,等. 大跨度悬挑整体叠层空腹桁架结构辅助施工方法:,CN 104929364 A[P]. 2015.
[2]邱黎. 大跨度悬挑整体叠层空腹桁架结构施工技术[J]. 广东土木与建筑,2016(1).