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摘要:高层建筑在我国建筑领域中不可缺少的重要部分,对高层建筑施工技术的改进也是需要全体建筑从业人员共同努力的,转换层技术在高层建筑施工技术中有应用性和有效性的特点,本文主要对转换层施工技术进行分析和研究,使其更好地应用到实际的建筑工程施工中。
关键词:高层建筑;转换层;施工技术
中图分类号: TU208 文献标识码: A
前言
由于转换板结构的截面尺寸、跨度自重及所承受的上部结构荷载非常大,在制定转换板的临时支撑施工方案时,应采用多种支撑体系形式以及施工技术进行比较,在切合工程实际的前提下进行优化选择,以保证工程质量、节省施工费用的目的。
一、高层建筑转换层概述
(一)主要形式
高层建筑转换层的主要结构形式有:
梁式转换层、桁架式转换层、板式转换层、箱式转换层等;根据结构功能的不同,可以分为三类:第一,上层和下层结构类型转换;第二,上、下层的柱网、轴线改变;第三,同时转换结构形式和结构轴线布置。
(二)特点
由于高层建筑结构转换层的跨度和承受的竖向荷载均很大,致使它的截面尺寸高而大,钢筋含量大并且排布密集、互相穿插,混凝土的连续浇捣施工强度大,楼层高且自重大,模板支撑要求高,在施工中难度比较大,具体来说表现在以下方面:
1、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。
2、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,确保一次叠浇构件在施工阶段和今后使用的承载能力。
3、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。
二、高层建筑转换层施工注意事项
(一)合理过渡,有效防震
一般来说,转换层多设置于建筑物的下部位置,其在整个建筑结构中主要起到的是过渡与转换的作用,其上部经常承受着多楼层的重量,高层建筑转换层有着较为负责受力情况。因此,在施工过程中,应强化技术水准,处理好结构施工,合理地运用空间来实现过渡以及承重,有效地进行建筑物防震。
(二)结合实际,选择模板
高层建筑转换层施工要求在施工技术上保证支撑系统的稳定性以及承载能力。常用的模板施工技术包括一次性支模、荷载传递法支模、叠合浇筑法支模和埋置型钢法支模。这几种模板施工技術各有各的优点与缺点,这就要求在实际施工技术中,根据实际的施工现场来选择合理的模板支撑,最大限度的发挥该模板支撑系统的优势。
(三)保障数量,确定位置
在结构转换层梁与板上所需用的钢筋数量大,布置密集,在梁柱节点区域表现尤为突出。如何正确的确定钢筋数量和位置,以及如何连接钢筋是钢筋施工的关键。
(四)顺利浇筑,预防裂缝
在大体积混凝土施工中很容易产生温度裂缝,尤其是在结构转换层梁柱汇集的区域,保证混凝土质量也是施工中的一个难题。
三、转换层施工技术要点
(一)工程实例
某大厦总建筑面积为25313.31m2。混凝土强度等级为C40。5层为梁式转换层,转换层以上为剪力墙结构。转换层面积为1100m2,框支梁截面尺寸主要为1000mm×1800mm,主梁最大跨度为11.2m,柱截面最大尺寸为1000mm×2500mm。
众所周知,施工技术转换层的自重与施工荷载一般都很大,因此,应该选择合理的模板支撑方案,并进行模板支撑体系的设计。转换层的跨度与承受的荷载都很大,其配筋较多,并且钢筋骨架的高度较高,因此施工时应采去有效的措施确保钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置。
(二)钢筋工程施工技术施工要点
在高层建筑钢筋混凝土转换层结构中,因为转换板含钢量较大,布置密集,所以采用适宜的连接形式与合理的安排钢筋就位次序,从某种程度上来说是钢筋施工的关键。钢筋的翻样时,要充分考虑钢筋间的穿插避让关系,确定绑扎次序与制作尺寸,科学的钢筋的连接可以在很大程度上降低施工的难度,通常情况下,高层建筑转换层结构主筋接头采用冷挤压套筒、闪光对焊连接以及锥螺纹接头连接等,其中钢筋墩粗直螺纹套筒连接在高层建筑转换层结构施工中应用地较为广泛。
1、钢筋制作和绑扎工艺。高层建筑转换层施工中,钢筋作为最主要的建筑材料,对于其应用的施工技术形式为钢筋制作和绑扎工艺。高层建筑转换层施工过程中,首先要在钢筋沿体周围固定的距离安置一定数量的U 形钢支架,这样不但可以有效保证钢筋的整体垂直度和外部保护层的厚度,而且还对转换梁钢筋的绑扎具有一定的稳固和定位作用。转换梁钢筋的绑扎必须严格按照施工技术要求及相关规范来开展和进行,钢筋捆绑的科学顺序为:架设U 形支架,放置外围开口底箍、绑扎牢固,放置内开口箍,从中间向两边分层放置水平主筋、绑扎牢固,从两侧插入水平开口箍。只有严格遵守钢筋制作和绑扎工艺,才能保证高层建筑施工的基本质量要求。
2、钢筋的安装。转换层钢筋配筋数量大且直径普遍较粗又多排布置,特别是在梁柱节点处,钢筋更是密集交错,其就位和绑扎难度更大。因此,在下料时须考虑好钢筋的相互关系以及绑扎的排筋次序,以有利于钢筋的顺利就位和绑扎,确保钢筋工程施工的质量。
(三)模板工程的施工技术
1、底模板及支撑。通过计算确定模板支撑体系立杆的间距、步高及剪刀撑的间距,选择定尺的48×3.5mm钢管脚手架支撑体系。立杆下铺垫板,上端设可调顶托,主楞骨为100mm×100mm方木,密排50mm厚木方作次楞骨,选用12mm竹胶合板模板,胶合板模板上而铺设一层0.6mm厚的塑料薄膜,用以对混凝上底而的保温、保湿养护。
2、侧模支撑。为了防止出现胀膜现象,保证混凝上外观质量,侧模采用了全钢人模板。模板高度3240mm,设锚固螺栓固定侧模,螺栓与支撑系统、竖向及水平混凝上结构连接固定。一、二道螺栓在有柱的部位焊接在柱的钢筋上,在无柱的部位,第一道螺栓焊接在梁上的预埋筋上,第二道螺栓焊接在10槽钢上。由于钢人模板散热较快,混凝上侧表面与环境的温差极易超过25℃。为了满足温差要求,及时采取了拆除钢模板,覆盖、保湿、保温的措施。
3、楼梯支模。由于楼梯及预留孔洞的承载力比其它部位低,所以采取了槽钢和斜撑辅助加固的措施。调整二层楼梯板的设计,增加其承载力,脚手架支模从一层开始加固,以确保该部位制模的稳定。
(四)转换层的混凝土施工要点
1、混凝土配合比设计。混凝土配合比设计,必须由具有相应设计资格的试验室在对施工现场使用的水泥、砂、石、外加剂等进行试(检)验的基础上,设计出混凝土配合比。为防止在浇筑中出现施工冷缝,要求在混凝土配合比中添加缓凝减水剂。
2、混凝土浇筑及下料方法。混凝土浇筑采取从房屋一端的边梁开始浇筑,在边梁浇筑完成后再浇筑垂直于该边梁的其余各框架梁,浇筑长度至相邻轴线的框架柱暂停,再返回浇筑楼盖板混凝土,以此浇筑方法类推,向前平行推进,直至浇筑完成。在浇筑框架梁混凝土过程中,对于截面高度为1800m的梁应采用4 次下料浇筑,4次振捣,每次浇筑厚度不大于500m 的方法;相应地对于截面高度为1200m的梁应采用3次下料,3次振捣的方法;以确保混凝土密实,不出现施工冷缝,并有利于减小梁侧模板承受的侧向压力。
计量工必须严格控制混凝土的配合比,水泥(散装)、砂、石、外加剂等必须认真过称计量,外加剂由专人负责计量下料,保证供应,如采用商品混凝土也应保证供应。
3、混凝土的养护。混凝土浇筑完毕后,应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是,普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d,矿渣水泥、火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。养护方法分为降温法和保温法两种。降温法即在混凝土浇筑成型后,用蓄水、撒水或喷水养护;保温法是在混凝土成型后,使用保温材料覆盖养护(如塑料薄膜、草袋等)及薄膜养生液养护,可视具体条件选用。
结语
综上所述,高层建筑使用功能随着人们的需求不断变化,转换层已是传递上下部结构荷载的重要方法,在实际的工程中,转换结构施工技术就是要充分做好模板工程、钢筋工程、混凝土工程等施工技术工作,使我国建筑转换结构施工技术不断向前发展。
参考文献:
[1]王建君.对高层建筑转换层施工的几点探究[J].门窗,2013,04:385+388.
[2]吴关尧.高层建筑转换层结构施工技术要点分析[J].经营管理者,2011,18:341.
关键词:高层建筑;转换层;施工技术
中图分类号: TU208 文献标识码: A
前言
由于转换板结构的截面尺寸、跨度自重及所承受的上部结构荷载非常大,在制定转换板的临时支撑施工方案时,应采用多种支撑体系形式以及施工技术进行比较,在切合工程实际的前提下进行优化选择,以保证工程质量、节省施工费用的目的。
一、高层建筑转换层概述
(一)主要形式
高层建筑转换层的主要结构形式有:
梁式转换层、桁架式转换层、板式转换层、箱式转换层等;根据结构功能的不同,可以分为三类:第一,上层和下层结构类型转换;第二,上、下层的柱网、轴线改变;第三,同时转换结构形式和结构轴线布置。
(二)特点
由于高层建筑结构转换层的跨度和承受的竖向荷载均很大,致使它的截面尺寸高而大,钢筋含量大并且排布密集、互相穿插,混凝土的连续浇捣施工强度大,楼层高且自重大,模板支撑要求高,在施工中难度比较大,具体来说表现在以下方面:
1、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。
2、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,确保一次叠浇构件在施工阶段和今后使用的承载能力。
3、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。
二、高层建筑转换层施工注意事项
(一)合理过渡,有效防震
一般来说,转换层多设置于建筑物的下部位置,其在整个建筑结构中主要起到的是过渡与转换的作用,其上部经常承受着多楼层的重量,高层建筑转换层有着较为负责受力情况。因此,在施工过程中,应强化技术水准,处理好结构施工,合理地运用空间来实现过渡以及承重,有效地进行建筑物防震。
(二)结合实际,选择模板
高层建筑转换层施工要求在施工技术上保证支撑系统的稳定性以及承载能力。常用的模板施工技术包括一次性支模、荷载传递法支模、叠合浇筑法支模和埋置型钢法支模。这几种模板施工技術各有各的优点与缺点,这就要求在实际施工技术中,根据实际的施工现场来选择合理的模板支撑,最大限度的发挥该模板支撑系统的优势。
(三)保障数量,确定位置
在结构转换层梁与板上所需用的钢筋数量大,布置密集,在梁柱节点区域表现尤为突出。如何正确的确定钢筋数量和位置,以及如何连接钢筋是钢筋施工的关键。
(四)顺利浇筑,预防裂缝
在大体积混凝土施工中很容易产生温度裂缝,尤其是在结构转换层梁柱汇集的区域,保证混凝土质量也是施工中的一个难题。
三、转换层施工技术要点
(一)工程实例
某大厦总建筑面积为25313.31m2。混凝土强度等级为C40。5层为梁式转换层,转换层以上为剪力墙结构。转换层面积为1100m2,框支梁截面尺寸主要为1000mm×1800mm,主梁最大跨度为11.2m,柱截面最大尺寸为1000mm×2500mm。
众所周知,施工技术转换层的自重与施工荷载一般都很大,因此,应该选择合理的模板支撑方案,并进行模板支撑体系的设计。转换层的跨度与承受的荷载都很大,其配筋较多,并且钢筋骨架的高度较高,因此施工时应采去有效的措施确保钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置。
(二)钢筋工程施工技术施工要点
在高层建筑钢筋混凝土转换层结构中,因为转换板含钢量较大,布置密集,所以采用适宜的连接形式与合理的安排钢筋就位次序,从某种程度上来说是钢筋施工的关键。钢筋的翻样时,要充分考虑钢筋间的穿插避让关系,确定绑扎次序与制作尺寸,科学的钢筋的连接可以在很大程度上降低施工的难度,通常情况下,高层建筑转换层结构主筋接头采用冷挤压套筒、闪光对焊连接以及锥螺纹接头连接等,其中钢筋墩粗直螺纹套筒连接在高层建筑转换层结构施工中应用地较为广泛。
1、钢筋制作和绑扎工艺。高层建筑转换层施工中,钢筋作为最主要的建筑材料,对于其应用的施工技术形式为钢筋制作和绑扎工艺。高层建筑转换层施工过程中,首先要在钢筋沿体周围固定的距离安置一定数量的U 形钢支架,这样不但可以有效保证钢筋的整体垂直度和外部保护层的厚度,而且还对转换梁钢筋的绑扎具有一定的稳固和定位作用。转换梁钢筋的绑扎必须严格按照施工技术要求及相关规范来开展和进行,钢筋捆绑的科学顺序为:架设U 形支架,放置外围开口底箍、绑扎牢固,放置内开口箍,从中间向两边分层放置水平主筋、绑扎牢固,从两侧插入水平开口箍。只有严格遵守钢筋制作和绑扎工艺,才能保证高层建筑施工的基本质量要求。
2、钢筋的安装。转换层钢筋配筋数量大且直径普遍较粗又多排布置,特别是在梁柱节点处,钢筋更是密集交错,其就位和绑扎难度更大。因此,在下料时须考虑好钢筋的相互关系以及绑扎的排筋次序,以有利于钢筋的顺利就位和绑扎,确保钢筋工程施工的质量。
(三)模板工程的施工技术
1、底模板及支撑。通过计算确定模板支撑体系立杆的间距、步高及剪刀撑的间距,选择定尺的48×3.5mm钢管脚手架支撑体系。立杆下铺垫板,上端设可调顶托,主楞骨为100mm×100mm方木,密排50mm厚木方作次楞骨,选用12mm竹胶合板模板,胶合板模板上而铺设一层0.6mm厚的塑料薄膜,用以对混凝上底而的保温、保湿养护。
2、侧模支撑。为了防止出现胀膜现象,保证混凝上外观质量,侧模采用了全钢人模板。模板高度3240mm,设锚固螺栓固定侧模,螺栓与支撑系统、竖向及水平混凝上结构连接固定。一、二道螺栓在有柱的部位焊接在柱的钢筋上,在无柱的部位,第一道螺栓焊接在梁上的预埋筋上,第二道螺栓焊接在10槽钢上。由于钢人模板散热较快,混凝上侧表面与环境的温差极易超过25℃。为了满足温差要求,及时采取了拆除钢模板,覆盖、保湿、保温的措施。
3、楼梯支模。由于楼梯及预留孔洞的承载力比其它部位低,所以采取了槽钢和斜撑辅助加固的措施。调整二层楼梯板的设计,增加其承载力,脚手架支模从一层开始加固,以确保该部位制模的稳定。
(四)转换层的混凝土施工要点
1、混凝土配合比设计。混凝土配合比设计,必须由具有相应设计资格的试验室在对施工现场使用的水泥、砂、石、外加剂等进行试(检)验的基础上,设计出混凝土配合比。为防止在浇筑中出现施工冷缝,要求在混凝土配合比中添加缓凝减水剂。
2、混凝土浇筑及下料方法。混凝土浇筑采取从房屋一端的边梁开始浇筑,在边梁浇筑完成后再浇筑垂直于该边梁的其余各框架梁,浇筑长度至相邻轴线的框架柱暂停,再返回浇筑楼盖板混凝土,以此浇筑方法类推,向前平行推进,直至浇筑完成。在浇筑框架梁混凝土过程中,对于截面高度为1800m的梁应采用4 次下料浇筑,4次振捣,每次浇筑厚度不大于500m 的方法;相应地对于截面高度为1200m的梁应采用3次下料,3次振捣的方法;以确保混凝土密实,不出现施工冷缝,并有利于减小梁侧模板承受的侧向压力。
计量工必须严格控制混凝土的配合比,水泥(散装)、砂、石、外加剂等必须认真过称计量,外加剂由专人负责计量下料,保证供应,如采用商品混凝土也应保证供应。
3、混凝土的养护。混凝土浇筑完毕后,应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是,普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d,矿渣水泥、火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。养护方法分为降温法和保温法两种。降温法即在混凝土浇筑成型后,用蓄水、撒水或喷水养护;保温法是在混凝土成型后,使用保温材料覆盖养护(如塑料薄膜、草袋等)及薄膜养生液养护,可视具体条件选用。
结语
综上所述,高层建筑使用功能随着人们的需求不断变化,转换层已是传递上下部结构荷载的重要方法,在实际的工程中,转换结构施工技术就是要充分做好模板工程、钢筋工程、混凝土工程等施工技术工作,使我国建筑转换结构施工技术不断向前发展。
参考文献:
[1]王建君.对高层建筑转换层施工的几点探究[J].门窗,2013,04:385+388.
[2]吴关尧.高层建筑转换层结构施工技术要点分析[J].经营管理者,2011,18:341.