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摘要:高层建筑由于使用功能多,因此必须设置结构受力转换层,使建筑负荷减少或均匀。而转换层是建筑物受力的主要部位,起着承上启下的关键作用。所以周密、合理的采用施工措施,能保证转换层的质量及整个建筑工程质量。文章介绍了高层建筑结构转换层的施工特点和应用,并对其施工技术进行探讨。
关键词:高层建筑;转换层;混凝土工程;钢筋工程
为了满足建筑多功能的要求,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,高层建筑的结构转换层是一个建筑物中不同结构形式相连接的关键点,它既是下部结构的“顶板”,又是上部结构的“基础”,在整个建筑物结构体系中,起到至关重要的连接作用。
一、转换层施工技术特点
(一)结构尺寸大,楼面荷载重
带转换层建筑的体系通过引发截面内力来实现其内力的改变,其结构内力分布复杂,为保证上部结构的水平剪力传往下部,对转换层楼面水平的刚度就有严格的要求。
(二)利用先浇部分构件承载
转换层的水平构件高跨比大,截面弯曲时水平纤维相对错动是特别需要注意的问题,若平截面假定不再适用,就呈现短深梁或厚板的受力特性。当采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件仔细分析,并着重考虑分层处水平剪力对构件是否产生影响,确保一次叠浇构件在施工阶段和今后使用的承载能力。
(三)灵活布置支撑系统避免不利影响
为减少对结构抗震的不利影响,更避免转换结构上下层发生刚度和剪力突变,设计支撑系统时可结合下部结构进行合理布置。
(四)利用钢骨架或预应力卸荷
设计模板支撑时可以利用己成型的水平钢骨或预应力极大改善受力性能,这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体的情况。
二、转换层施工技术
(一)转换结构支撑系统
因为转换层结构自重及施工荷载较大,所以施工前应进行精确计算,以确保支撑系统具备足够的强度和稳定性。通常采用的支撑方式有以下几种:
1.钢管支撑架:适用于转换梁布置较密,结构自重及施工荷载相对不太大,或板式转换层结构的施工。这类支撑系统通常采用钢管脚手架,转换梁下立杆间距在600mm×600mm以内,立杆下垫200mm×50mm木垫板。
2.沿转换大梁方向设置钢管支撑架:适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构,且转换梁位置不太高的情况。须计算确定立杆的间距、步距,合理设置水平及竖向剪刀撑。
3.型钢构架支撑:适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构,且转换层位置较高的情况。方法如下:在下层柱中埋置钢牛腿,型钢构架作为转换梁模板支撑系统,搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。
(二)模板工程
梁侧模可采用组合钢模板或17mm厚覆膜胶合板,为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象,可在梁内设置对拉螺杆(Φ≥14mm),钢模板也可以设扁钢拉片(厚度≥3mm),螺杆纵横合钢模板或17mm厚覆膜胶合板,为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象,可在梁内设置向间距为400mm~600mm。侧模用钢管作背杠进行锁固,背杠间距纵横500mm,梁底起拱要求1‰~3‰。要求转换层构件的混凝土强度达到100%后方可拆除底模。
(三)钢筋工程
1.钢筋翻样与下料。转换大梁的含钢量大,主筋长,布置密,在两梁相交的柱节点区上下共有几十层上百根主筋存此“相聚”,加上腰筋、柱筋等,主筋还须弯起锚固,众筋“抢位”现象十分突出,准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提。
钢筋翻样前必须弄清设计意图,审核、熟悉设计文件及有关说明,掌握现行规范的有关规定。翻样要结合实际并考虑方便施工。
一般设计转换大梁的主筋存柱节点区均弯起锚固,施工难度大。可与设计单位协商解决。如:大梁的最上一排而筋向下弯并锚至底筋以上:底筋的最下一排主筋尽量靠柱边上弯25d,其余主筋全部取销弯锚,负筋亦不起弯,均伸至弯起筋即可(柱截面大,锚固长度满足要求)一这样一来,增大了节点空间,为混凝土的灌注和振捣提供了条件。
梁上部的主筋接头要求设置在跨中l/3跨长内,下部主筋接头要求设在靠近支座1/3跨长内。
2.各部位钢筋连接方式。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。因此.各部位应综合受力情况、施工难度、经济效益等采用不同的连接方式。(1)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;(2)转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊;(3)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;(4)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。
(四)混凝土工程
1.混凝土浇筑。因工程柱、梁截面大,混凝土的浇筑数量较大,混凝土浇筑前在梁侧模板上弹出楼板面及大梁面标高控制水平线,并钉上铁钉,控制梁板混凝土高度。大梁混凝土分层进行浇筑,每层的厚度控制在500毫米,插入时间控制在10秒,以表面翻浆冒出气泡为宜。根据设计要求,转换层混凝土一次性浇筑不留设施工缝。因此,保证混凝土施工的连续性是关键,浇筑前应充分做好混凝土的供应计划,并派专人在商品混凝土生产厂跟班,与现场随时联系,保證混凝土运输调度连续均衡地运送到工地,同时现场配备混凝土搅拌机两台,作为商品混凝土供应中断时应急使用,以保证混凝土连续施工,从而保证混凝土浇筑的施工质量。
2.混凝土养护。在混凝土浇筑完毕及终凝时即铺盖两层湿润的麻袋,表面盖一层塑料薄膜进行保温养护。混凝土的养护时间为28天。在白天气温较高的情况下,有规律地掀动塑料薄膜,适当补充水分。混凝土采用覆盖浇水养护的方法,混凝土终凝后即在混凝土面铺盖一层湿麻袋。派专人负责浇水湿润养护,使混凝土始终处于湿润状态,混凝土的养护时间不少于14天。
3.防止混凝上裂缝措施。由于梁的截面比较大,易受水化热的影响产生温度裂缝,因此,要采取抗裂措施。为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土的抗拉能力而采取以下施工措施:(1)做好转换梁的保温及养护工作。转换大梁主要采用外部保湿保温的养护方法;(2)浇筑时表面二次振动,然后用木抹压混凝土表面,以防混凝土表面收缩裂缝;(3)选择普通硅酸盐水泥,混凝土中掺入泵送混凝土减少剂,减少水泥用量,使混凝土缓凝,指推迟水化热峰值的出现,使升温处长,降低水袋子化热峰值,使混凝土的表面温度减少;(4)应对混凝土内处温差进行监控,在大梁的中部和端部设一组热敏电阻测温点,由专人对大梁内外温度进行监测。通过循环系统,控制梁内部温度。使混凝土内外温差不大于25℃。
三、结语
结构转换层的施工难度大,大体积混凝土施工技术要求高。转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案,并精心组织施工,同时充分创造有利条件,变不利施工的因素为有利因素,以达到降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量的目的。
参考文献
[1]黎河川. 钢筋混凝土转换层结构[J].中国西部科技,2006,(12).
[2]袁鸿. 高层建筑结构设计探究[J].大众科技,2004,(08).
[3]王鹏强. 高层建筑转换层结构设计[J].甘肃科技,2004,(11).
[4]姚江. 高层建筑转换层设计施工探讨[J].科技创业月刊,2005,(04).
(朱国伟,张友华均供职于长业建设集团有限公司)
关键词:高层建筑;转换层;混凝土工程;钢筋工程
为了满足建筑多功能的要求,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,高层建筑的结构转换层是一个建筑物中不同结构形式相连接的关键点,它既是下部结构的“顶板”,又是上部结构的“基础”,在整个建筑物结构体系中,起到至关重要的连接作用。
一、转换层施工技术特点
(一)结构尺寸大,楼面荷载重
带转换层建筑的体系通过引发截面内力来实现其内力的改变,其结构内力分布复杂,为保证上部结构的水平剪力传往下部,对转换层楼面水平的刚度就有严格的要求。
(二)利用先浇部分构件承载
转换层的水平构件高跨比大,截面弯曲时水平纤维相对错动是特别需要注意的问题,若平截面假定不再适用,就呈现短深梁或厚板的受力特性。当采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件仔细分析,并着重考虑分层处水平剪力对构件是否产生影响,确保一次叠浇构件在施工阶段和今后使用的承载能力。
(三)灵活布置支撑系统避免不利影响
为减少对结构抗震的不利影响,更避免转换结构上下层发生刚度和剪力突变,设计支撑系统时可结合下部结构进行合理布置。
(四)利用钢骨架或预应力卸荷
设计模板支撑时可以利用己成型的水平钢骨或预应力极大改善受力性能,这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体的情况。
二、转换层施工技术
(一)转换结构支撑系统
因为转换层结构自重及施工荷载较大,所以施工前应进行精确计算,以确保支撑系统具备足够的强度和稳定性。通常采用的支撑方式有以下几种:
1.钢管支撑架:适用于转换梁布置较密,结构自重及施工荷载相对不太大,或板式转换层结构的施工。这类支撑系统通常采用钢管脚手架,转换梁下立杆间距在600mm×600mm以内,立杆下垫200mm×50mm木垫板。
2.沿转换大梁方向设置钢管支撑架:适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构,且转换梁位置不太高的情况。须计算确定立杆的间距、步距,合理设置水平及竖向剪刀撑。
3.型钢构架支撑:适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构,且转换层位置较高的情况。方法如下:在下层柱中埋置钢牛腿,型钢构架作为转换梁模板支撑系统,搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。
(二)模板工程
梁侧模可采用组合钢模板或17mm厚覆膜胶合板,为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象,可在梁内设置对拉螺杆(Φ≥14mm),钢模板也可以设扁钢拉片(厚度≥3mm),螺杆纵横合钢模板或17mm厚覆膜胶合板,为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象,可在梁内设置向间距为400mm~600mm。侧模用钢管作背杠进行锁固,背杠间距纵横500mm,梁底起拱要求1‰~3‰。要求转换层构件的混凝土强度达到100%后方可拆除底模。
(三)钢筋工程
1.钢筋翻样与下料。转换大梁的含钢量大,主筋长,布置密,在两梁相交的柱节点区上下共有几十层上百根主筋存此“相聚”,加上腰筋、柱筋等,主筋还须弯起锚固,众筋“抢位”现象十分突出,准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提。
钢筋翻样前必须弄清设计意图,审核、熟悉设计文件及有关说明,掌握现行规范的有关规定。翻样要结合实际并考虑方便施工。
一般设计转换大梁的主筋存柱节点区均弯起锚固,施工难度大。可与设计单位协商解决。如:大梁的最上一排而筋向下弯并锚至底筋以上:底筋的最下一排主筋尽量靠柱边上弯25d,其余主筋全部取销弯锚,负筋亦不起弯,均伸至弯起筋即可(柱截面大,锚固长度满足要求)一这样一来,增大了节点空间,为混凝土的灌注和振捣提供了条件。
梁上部的主筋接头要求设置在跨中l/3跨长内,下部主筋接头要求设在靠近支座1/3跨长内。
2.各部位钢筋连接方式。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。因此.各部位应综合受力情况、施工难度、经济效益等采用不同的连接方式。(1)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;(2)转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊;(3)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;(4)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。
(四)混凝土工程
1.混凝土浇筑。因工程柱、梁截面大,混凝土的浇筑数量较大,混凝土浇筑前在梁侧模板上弹出楼板面及大梁面标高控制水平线,并钉上铁钉,控制梁板混凝土高度。大梁混凝土分层进行浇筑,每层的厚度控制在500毫米,插入时间控制在10秒,以表面翻浆冒出气泡为宜。根据设计要求,转换层混凝土一次性浇筑不留设施工缝。因此,保证混凝土施工的连续性是关键,浇筑前应充分做好混凝土的供应计划,并派专人在商品混凝土生产厂跟班,与现场随时联系,保證混凝土运输调度连续均衡地运送到工地,同时现场配备混凝土搅拌机两台,作为商品混凝土供应中断时应急使用,以保证混凝土连续施工,从而保证混凝土浇筑的施工质量。
2.混凝土养护。在混凝土浇筑完毕及终凝时即铺盖两层湿润的麻袋,表面盖一层塑料薄膜进行保温养护。混凝土的养护时间为28天。在白天气温较高的情况下,有规律地掀动塑料薄膜,适当补充水分。混凝土采用覆盖浇水养护的方法,混凝土终凝后即在混凝土面铺盖一层湿麻袋。派专人负责浇水湿润养护,使混凝土始终处于湿润状态,混凝土的养护时间不少于14天。
3.防止混凝上裂缝措施。由于梁的截面比较大,易受水化热的影响产生温度裂缝,因此,要采取抗裂措施。为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土的抗拉能力而采取以下施工措施:(1)做好转换梁的保温及养护工作。转换大梁主要采用外部保湿保温的养护方法;(2)浇筑时表面二次振动,然后用木抹压混凝土表面,以防混凝土表面收缩裂缝;(3)选择普通硅酸盐水泥,混凝土中掺入泵送混凝土减少剂,减少水泥用量,使混凝土缓凝,指推迟水化热峰值的出现,使升温处长,降低水袋子化热峰值,使混凝土的表面温度减少;(4)应对混凝土内处温差进行监控,在大梁的中部和端部设一组热敏电阻测温点,由专人对大梁内外温度进行监测。通过循环系统,控制梁内部温度。使混凝土内外温差不大于25℃。
三、结语
结构转换层的施工难度大,大体积混凝土施工技术要求高。转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案,并精心组织施工,同时充分创造有利条件,变不利施工的因素为有利因素,以达到降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量的目的。
参考文献
[1]黎河川. 钢筋混凝土转换层结构[J].中国西部科技,2006,(12).
[2]袁鸿. 高层建筑结构设计探究[J].大众科技,2004,(08).
[3]王鹏强. 高层建筑转换层结构设计[J].甘肃科技,2004,(11).
[4]姚江. 高层建筑转换层设计施工探讨[J].科技创业月刊,2005,(04).
(朱国伟,张友华均供职于长业建设集团有限公司)