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【摘 要】 现在大部分高层建筑,由于建筑使用要求,主体结构都必须设计转换层。转换层的结构复杂,施工质量要求高,施工组织尤为重要。实际施工时必须有严密的检查、验收制度,做到边施工、边跟踪验收,层层把关,决不放过每一个细节。要精心计划、精心组织,加强施工过程控制和动态管理,严格按图和规范进行施工和验收,才能使转换层结构的质量得到可靠的保证。转换层的施工难点主要是:结构构件的跨度和截面尺寸大,钢筋含量大并且排布密集互相穿插,混凝土的强度等级高,又是大体积混凝土,楼层高且自重大,模板支撑要求高。所以,在结构转换层的施工过程中需要解决的技术难点较多。施工前应对各技术难点提出针对性的解决办法和质量保证措施。本论文首先对转换层概述进行了说明,然后分析了模板与支架设计和施工要点,最后论文详细阐述了转换层混凝土浇筑技术。
【关键词】 高层建筑;转换层;施工技术
前言:
高层建筑转换层在整体工程项目施工中所占的比例较小,但是却占据着十分重要的位置。国内高层建筑普遍采用钢筋混凝土的建筑形式。近年来,我国高层建筑转换层施工技术的应用形式逐渐呈现出良好的发展态势,并获取了广阔的发展空间。
一、转换层概述
由于高层建筑下部结构受力较大,上部结构受力较小,正常合理的布置应是下部柱网密、墙多,上部柱网疏、墙少。这样建筑功能要求就与常规结构布置之间产生了矛盾。为了满足建筑多功能的要求,就必须在结构中设置转换结构构件,以实现自上而下结构形式,轴线布置的自然过渡。转换结构构件所在的楼层就是转换层。按转换层所实现的结构转换可分为三类。上、下层结构类型的转换:这种转换层广泛应用于上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构,它将上部剪力墙转化为下部的框架,以创造一个较大的内部自由空间。上、下层柱网、轴线改变:转换层上、下结构形式没有改变,但是通过转换层使下层的柱距扩大,形成大柱网。常用于外框筒的下层,形成较大的入口。同时转换结构形式和结构轴线位置:即上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开,形成上、下结构不对齐的布置。实际工程应用中转换层的结构形式有多种多样,转换层的结构形式主要有梁式、柑架式、空腹析架式、箱式和板式。从跨数上,可分为单跨、双跨及多跨;从上部墙体形式上,可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞、开门洞和开窗洞;从转换梁功能上,可分为托墙和托柱:从转换梁形式上,可分为加腋和不加腋;从转换梁结构采用材料上,可分为钢筋混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。
二、转换层结构的施工特点
部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。
1、结构尺寸大,楼面支撑荷载重
带转换层体系内力的改向是通过引发截面内力来实现的,结构内力分布比较复杂,同时为保证上部结构水平剪力顺利传往下部,对转换层楼面水平刚度有严格要求(规范一般要求楼板厚度不小于200),故一般转换层的结构构件尺寸较大、楼面荷载较重。
2、分层浇筑,利用先浇部分构件承载
转换层水平构件高跨比大,截面弯曲时水平纤维相对错动不可忽略,平截面假定不再适用,一般呈现短深梁或厚板的受力特性。采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件进行仔细分析,考虑分层处水平剪力对构件的影响,必要时应与设计单位配合,进行一次设计,确保一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力。
3、结合下部结构,灵活布置支撑系统
为减少对结构抗震的不利影响,避免转换层上下层发生刚度突变和剪力突变,设计不落地支撑系统时可以结合下部结构进行灵活合理的布置。
4、通过下部竖向构件卸荷
根据转换层设计时“强化下部、弱化上部”的原则,结构设计加强转换层下部主体结构刚度、弱化上部结构刚度,转换层结构在由地震荷载参加组合的工况下,下部竖向构件轴压比限值有严格的控制,以保证结构具有足够的延性。这使转换层下部竖向构件在施工阶段比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备,可以利用下部承载力富余的竖向构件作为支撑的传力构件。
5、利用钢骨架或预应力卸荷
在转换层结构中使用钢骨混凝土和预应力技术可以减轻自重、改善结构的整体抗震性能。设计模板支撑时可以利用己经成型的水平钢骨或预应力平衡部分或全部施工荷载,极大改善支撑受力性能,这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体工作的情况(如上部采用的是小柱网框架或开口剪力墙、壁式框架等结构形式)。
三、模板与支架设计和施工要点
1、模板与支架设计的分析和计算
混凝土梁式转换层的模板工程技术是施工技术的重要组成部分,离不开施工技术的基本属性和特点,这就是条件的多变性、参数的难控性和理论与实际情况的差异性。追求最大程度地与实际情况相符合,是技术研究的基本要求。模板工程的设计包括:模板装置的结构和构造设计:模板装置的设置和装拆设计及模板装置的使用和周转设计。
2、鋼管支撑的施工要点
用中Φ48*3。5碗扣式脚手钢管搭设排架作为转换结构模板支架,可调支托安放于钢管支撑顶端,再把小Φ48*3。5钢管安放在可调支托上,碗扣式钢管立柱承受的是轴向力。作用在模板支架上的荷载特别大,用钢管碗扣脚手架做支撑最关键的问题是绝对不能出现模板支撑倒塌事故,否则损失和影响极大,因此,即使在排架三维间距均满足设计要求条件下,仍须采取必要的附加保证措施。利用转换结构区域的边缘构件如框架柱、剪力墙卸失一部分荷载。中间部分用钢管与柱子锁紧。对进场的构配件进行检查验收,扣件及底托等要有出厂合格证,碗扣脚手架要检查碗扣与杆件的焊接质量,杆件的变形情况。达到规定后方可使用。扣件符合《钢管脚手架扣件》的规定要求。各级共同制定施工方案,并逐级进行技术交底,参照公司的碗扣式脚手架施工法及已施工的梁式转换架体支设的经验进行施工,执行《组合钢模板技术规范》(GBJZ14-89)和《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》。用经纬仪和钥尺在已浇筑混凝土的地坪上找出立杆的纵横位置。为分散荷载,立杆支托下垫50mm厚木板,下设扫地杆。碗扣要锁紧,扣件使用力矩扳手核准拧紧力的要求。斜撑按施工方案的要求进行设置。混凝土浇筑过程中注意观察架体的变形情况,混凝土浇筑要求两个搓子从中间向两边对称浇筑。下层混凝土强度达到设计强度的75%后才能浇筑上层混凝土,浇上层混凝土之前,先将架体支顶松开,让已浇筑混凝土变形受力后再顶紧支撑,这样使已浇混凝土和架体共同承担、共同作用来承受上部荷载。
【关键词】 高层建筑;转换层;施工技术
前言:
高层建筑转换层在整体工程项目施工中所占的比例较小,但是却占据着十分重要的位置。国内高层建筑普遍采用钢筋混凝土的建筑形式。近年来,我国高层建筑转换层施工技术的应用形式逐渐呈现出良好的发展态势,并获取了广阔的发展空间。
一、转换层概述
由于高层建筑下部结构受力较大,上部结构受力较小,正常合理的布置应是下部柱网密、墙多,上部柱网疏、墙少。这样建筑功能要求就与常规结构布置之间产生了矛盾。为了满足建筑多功能的要求,就必须在结构中设置转换结构构件,以实现自上而下结构形式,轴线布置的自然过渡。转换结构构件所在的楼层就是转换层。按转换层所实现的结构转换可分为三类。上、下层结构类型的转换:这种转换层广泛应用于上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构,它将上部剪力墙转化为下部的框架,以创造一个较大的内部自由空间。上、下层柱网、轴线改变:转换层上、下结构形式没有改变,但是通过转换层使下层的柱距扩大,形成大柱网。常用于外框筒的下层,形成较大的入口。同时转换结构形式和结构轴线位置:即上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开,形成上、下结构不对齐的布置。实际工程应用中转换层的结构形式有多种多样,转换层的结构形式主要有梁式、柑架式、空腹析架式、箱式和板式。从跨数上,可分为单跨、双跨及多跨;从上部墙体形式上,可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞、开门洞和开窗洞;从转换梁功能上,可分为托墙和托柱:从转换梁形式上,可分为加腋和不加腋;从转换梁结构采用材料上,可分为钢筋混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。
二、转换层结构的施工特点
部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。
1、结构尺寸大,楼面支撑荷载重
带转换层体系内力的改向是通过引发截面内力来实现的,结构内力分布比较复杂,同时为保证上部结构水平剪力顺利传往下部,对转换层楼面水平刚度有严格要求(规范一般要求楼板厚度不小于200),故一般转换层的结构构件尺寸较大、楼面荷载较重。
2、分层浇筑,利用先浇部分构件承载
转换层水平构件高跨比大,截面弯曲时水平纤维相对错动不可忽略,平截面假定不再适用,一般呈现短深梁或厚板的受力特性。采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件进行仔细分析,考虑分层处水平剪力对构件的影响,必要时应与设计单位配合,进行一次设计,确保一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力。
3、结合下部结构,灵活布置支撑系统
为减少对结构抗震的不利影响,避免转换层上下层发生刚度突变和剪力突变,设计不落地支撑系统时可以结合下部结构进行灵活合理的布置。
4、通过下部竖向构件卸荷
根据转换层设计时“强化下部、弱化上部”的原则,结构设计加强转换层下部主体结构刚度、弱化上部结构刚度,转换层结构在由地震荷载参加组合的工况下,下部竖向构件轴压比限值有严格的控制,以保证结构具有足够的延性。这使转换层下部竖向构件在施工阶段比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备,可以利用下部承载力富余的竖向构件作为支撑的传力构件。
5、利用钢骨架或预应力卸荷
在转换层结构中使用钢骨混凝土和预应力技术可以减轻自重、改善结构的整体抗震性能。设计模板支撑时可以利用己经成型的水平钢骨或预应力平衡部分或全部施工荷载,极大改善支撑受力性能,这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体工作的情况(如上部采用的是小柱网框架或开口剪力墙、壁式框架等结构形式)。
三、模板与支架设计和施工要点
1、模板与支架设计的分析和计算
混凝土梁式转换层的模板工程技术是施工技术的重要组成部分,离不开施工技术的基本属性和特点,这就是条件的多变性、参数的难控性和理论与实际情况的差异性。追求最大程度地与实际情况相符合,是技术研究的基本要求。模板工程的设计包括:模板装置的结构和构造设计:模板装置的设置和装拆设计及模板装置的使用和周转设计。
2、鋼管支撑的施工要点
用中Φ48*3。5碗扣式脚手钢管搭设排架作为转换结构模板支架,可调支托安放于钢管支撑顶端,再把小Φ48*3。5钢管安放在可调支托上,碗扣式钢管立柱承受的是轴向力。作用在模板支架上的荷载特别大,用钢管碗扣脚手架做支撑最关键的问题是绝对不能出现模板支撑倒塌事故,否则损失和影响极大,因此,即使在排架三维间距均满足设计要求条件下,仍须采取必要的附加保证措施。利用转换结构区域的边缘构件如框架柱、剪力墙卸失一部分荷载。中间部分用钢管与柱子锁紧。对进场的构配件进行检查验收,扣件及底托等要有出厂合格证,碗扣脚手架要检查碗扣与杆件的焊接质量,杆件的变形情况。达到规定后方可使用。扣件符合《钢管脚手架扣件》的规定要求。各级共同制定施工方案,并逐级进行技术交底,参照公司的碗扣式脚手架施工法及已施工的梁式转换架体支设的经验进行施工,执行《组合钢模板技术规范》(GBJZ14-89)和《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》。用经纬仪和钥尺在已浇筑混凝土的地坪上找出立杆的纵横位置。为分散荷载,立杆支托下垫50mm厚木板,下设扫地杆。碗扣要锁紧,扣件使用力矩扳手核准拧紧力的要求。斜撑按施工方案的要求进行设置。混凝土浇筑过程中注意观察架体的变形情况,混凝土浇筑要求两个搓子从中间向两边对称浇筑。下层混凝土强度达到设计强度的75%后才能浇筑上层混凝土,浇上层混凝土之前,先将架体支顶松开,让已浇筑混凝土变形受力后再顶紧支撑,这样使已浇混凝土和架体共同承担、共同作用来承受上部荷载。