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摘要:随着经济与科技的发展,高层建筑的建设规模不断增大,且带转换层的高层建筑已成为了高层建筑的主要结构之一。关于带转换层的高层建筑施工,其关键在于转换层施工方案,原因是:转换层直接关系到建筑物在施工阶段的施工成本、施工质量、施工安全等。在本案,笔者阐释了高层建筑转换结构的施工特征、施工控制要点,基于分析的基础上,分析了高层建筑转换层砼工程施工技术,这为我国带转换层的高层建筑的工程质量的提高提供了重要保障。
关键字:高层建筑 转换层结构 施工技术 砼工程
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
一、高层建筑转换层结构施工特征
何谓转换层构件?它是指在带转换层的高层建筑中,转换层将部分竖向构件打断,竖向力传递方向被迫转折,这个具备转折功能的大型水平构件便为转换层。带转换层的高层建筑结构体系的特征为:抗震性能差、受力复杂。转换结构及支撑系统的特征主要表现为:转换结构跨度大,楼面支撑全部荷载。转换层体系内力主要借助截面内力实现转向,而转换层结构内力分布并不单一。为了确保转换层上部结构水平剪力与下部结构水平剪力顺利相连,转换层楼面水平、楼板厚度等刚度一定要严格按照设计要求设置。
(一)实行分层浇筑,借助先浇筑部分构件承载重力
转换层水平构件位置高、跨度大,所以不可忽视转换层在截面弯曲时出现的水平纤维错动现象,而此时,平截面假定适用性消失,转换层受力表现为厚板或者短深梁受力特征。在转换层二次叠浇法施工过程中,有必要仔细检查所有叠和构件,做到一次设计到位,并保证一次叠浇构件在施工期及使用期的承载能力的正常发挥;
(二)在转换层支撑系统布置时,应该考虑到下部结构
在布置转换层不落地支撑系统时,应该把下部结构考虑进去,这样做的意义在于:提高转换层结构的抗震能力,防止转换层上层、下层出现剪力突变或刚度突变;
(三)转换层卸荷时借助下部竖向结构
在高层建筑转换层设计时,应该坚持弱化上部结构、强化下部结构的原则,即在转换层结构设计时,将转换层上部结构刚度弱化,将转换层下部主体结构刚度加强。在地震荷载参与组合的工况条件下,转换层下部竖向构件轴压比限值必须被严格控制,以确保结构的延性满足设计要求,这样以来,在施工阶段,转换层下部竖向构件的承载力储备及延性应该大于普通竖向构件,这样有助于转换层下部承载力多余的竖向构件发挥传力构件支撑的作用;
(四)卸载时借助预应力及钢骨架
将预应力技术及钢骨砼技术应用于转换层构件中,有助于改善结构及减轻自重的整体抗震能力。在对模板支撑设计时,通过借助全部施工荷载、预应力平衡部分、成型水平钢骨等,有助于转换层支撑受力性能的改善,该施工技术最佳适用工况为上部结构与转换层未形成整体工作,例如:上部结构形式主要为壁式框架、开口剪力墙、小柱网框架等。
二、转换层施工技术施工要点
通过对砼转换层结构特征的分析,在转换层施工方案的确定时应该对应下以下方面进行重点考虑:
(一)选取可行性及合理性均很高的模板支撑方案,在设计模板支撑体系时,应该以转换板结果特征为依据,原因是:转换板承载的上部结构荷载、施工荷载、自重等均很大;
(二)由于模板支撑系统设置之后,转换结构在施工阶段及使用阶段的受力状态各异,所以,在转换层施工阶段,有必要依据相关规范对转换层及下部楼层的楼板的承载力。由于转换板自身受到砼施工手段的影响或者下部支撑体系的作用,且在转换板设计时又往往将附加内力忽视,所以,在转换板施工阶段,有必要对其受力情况进行详细的分析及计算,在特殊情况下,实行相应抵抗附加内力的构造措施也是很有必要的;
(三)针对体积过大的砼转换板,在转换板施工阶段,有必要采取如减少砼收缩徐变、温度变化、砼温度差值的措施,以此避免新浇筑砼因收缩或温度而产生裂缝;
(四)由于转换板配筋多、钢筋骨架高度高、转换板承受荷载大,所以,在转换板施工阶段,有必要实行相应措施,以此确保钢筋骨架稳定性更高。
(五)在转换板施工阶段,应该及时采取防止转换板变形措施,详细掌握施工质量影响因素,时刻监测砼施工温度,针对出现的问题,应该及时作出应对决策。
三、砼工程施工措施
在高层建筑转换层施工阶段,砼浇筑量大、速度快、时间长,所以,关注温度应力对砼转换板的影响对转换板温度裂缝意义重大。
(一)砼配合比设计
在设计砼配合比时,选取规格为C40以上的砼,能够提高砼结构的强度。大面积砼浇筑的通病为水化热的产生,所以,将16~18%粉煤灰掺入砼配比中,有助于水化热的降低及砼和易性的改善;将减水剂掺入砼配比中,有助于温度应力对转换板影响力的降低;减少砼配比中的水泥量,有助于减缓砼凝结速度,将水化热峰值推迟,及砼表温度梯度降低;对砼搅拌的时间应该严格控制,砼搅拌时间应该超过90秒,以此实现浇捣难度系数的降低。
(二)将砼内外温差控制在25℃范围内
要将砼的内外温差控制在25℃范围内,应该实行科学的砼内外温差控制办法,其中最常用的办法包括:蓄水养护法、内降外保法、蓄热保温法。
1.蓄热保温法——最常规办法;
2.内降外保法——大面积砼内部循环埋管通水,致使砼冷却,已达到降温的目的,并针对大面积砼转换结构地面及上表面进行保湿处理;
3.蓄水养护法——将水喷洒在砼表面,且确保砼蓄水高度在100毫米;
(四)砼转换板施工办法
1.在砼浇筑作业之前,检查模板受力情况,将水喷洒在模板上使其保持湿润,从而确保砼浇筑质量;
2.在砼浇筑作业过程中,分层下料及振捣,各段长度应该小于20米,各层高度应该小于1米,振捣工具为直径为50毫米的振动棒,直插厚度应该控制在500毫米。在砼振捣作业过程中,应该坚持快插及慢拔的原则(20~30秒/每点);
3.建筑物梁内砼浇筑方式应为:中间→两边,砼浇筑时间在白天最佳,且进行分层浇筑,各层高度应该在300~500毫米范围内,各层间隔时间 应该控制在1.5~2.0小时。
四、砼转换板养护
对于拌和浇筑成型的砼转换板,施工人员应该及时对其采取养护措施。砼转换板养护的意义在于:为砼转换板实现正常硬化提供适宜的温度及湿度条件,以此避免砼转换板因收缩开裂,从而確保砼实际强度与设计规范相一致。
砼转换板浇筑作业完毕之后的12小时以内,应该对砼转换板进行覆盖及浇水处理。具体施工中应该注意的是:以一般硅酸盐水泥为材质制成的砼,其养护时间应该达到14天以上,以矿渣大坝水泥、大坝水泥、火山灰质水泥、矿渣水泥为材质制成的砼,其养护时间应该在21天以上。
砼转换板养护办法主要有保温法及降温法:降温法——待砼转换板浇筑成型以后,采取喷水、撒水、蓄水三种办法进行养护;保温法——待砼转换板浇筑成型以后,采取薄膜养生液或者草袋、塑料薄膜等保温材料覆盖两种办法进行养护。在实际的工程中,可以根据具体的工程需要选取不同的养护办法。
参考文献:
[1]张晓明.浅谈高层建筑转换层结构施工技术和施工方法[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(8)
[2]孙文彤.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J].价值工程,2010,29(24)
[3]区福 .浅谈高层建筑中转换层结构的施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(21)
[4]刘汉贤.浅谈高层建筑转换层结构的施工技术[J].城市建设,2010,(9)
[5]方刚,梅峰,黄其元.浅谈某高层建筑钢筋混凝土厚板转换层结构的施工[J].城市建设,2012,(15)
[6]柴涛,王攀峰,张鹏.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J].世界家苑,2011,(2)
[7]曾麟.浅谈工程梁式混凝土转换层结构施工技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21)
关键字:高层建筑 转换层结构 施工技术 砼工程
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
一、高层建筑转换层结构施工特征
何谓转换层构件?它是指在带转换层的高层建筑中,转换层将部分竖向构件打断,竖向力传递方向被迫转折,这个具备转折功能的大型水平构件便为转换层。带转换层的高层建筑结构体系的特征为:抗震性能差、受力复杂。转换结构及支撑系统的特征主要表现为:转换结构跨度大,楼面支撑全部荷载。转换层体系内力主要借助截面内力实现转向,而转换层结构内力分布并不单一。为了确保转换层上部结构水平剪力与下部结构水平剪力顺利相连,转换层楼面水平、楼板厚度等刚度一定要严格按照设计要求设置。
(一)实行分层浇筑,借助先浇筑部分构件承载重力
转换层水平构件位置高、跨度大,所以不可忽视转换层在截面弯曲时出现的水平纤维错动现象,而此时,平截面假定适用性消失,转换层受力表现为厚板或者短深梁受力特征。在转换层二次叠浇法施工过程中,有必要仔细检查所有叠和构件,做到一次设计到位,并保证一次叠浇构件在施工期及使用期的承载能力的正常发挥;
(二)在转换层支撑系统布置时,应该考虑到下部结构
在布置转换层不落地支撑系统时,应该把下部结构考虑进去,这样做的意义在于:提高转换层结构的抗震能力,防止转换层上层、下层出现剪力突变或刚度突变;
(三)转换层卸荷时借助下部竖向结构
在高层建筑转换层设计时,应该坚持弱化上部结构、强化下部结构的原则,即在转换层结构设计时,将转换层上部结构刚度弱化,将转换层下部主体结构刚度加强。在地震荷载参与组合的工况条件下,转换层下部竖向构件轴压比限值必须被严格控制,以确保结构的延性满足设计要求,这样以来,在施工阶段,转换层下部竖向构件的承载力储备及延性应该大于普通竖向构件,这样有助于转换层下部承载力多余的竖向构件发挥传力构件支撑的作用;
(四)卸载时借助预应力及钢骨架
将预应力技术及钢骨砼技术应用于转换层构件中,有助于改善结构及减轻自重的整体抗震能力。在对模板支撑设计时,通过借助全部施工荷载、预应力平衡部分、成型水平钢骨等,有助于转换层支撑受力性能的改善,该施工技术最佳适用工况为上部结构与转换层未形成整体工作,例如:上部结构形式主要为壁式框架、开口剪力墙、小柱网框架等。
二、转换层施工技术施工要点
通过对砼转换层结构特征的分析,在转换层施工方案的确定时应该对应下以下方面进行重点考虑:
(一)选取可行性及合理性均很高的模板支撑方案,在设计模板支撑体系时,应该以转换板结果特征为依据,原因是:转换板承载的上部结构荷载、施工荷载、自重等均很大;
(二)由于模板支撑系统设置之后,转换结构在施工阶段及使用阶段的受力状态各异,所以,在转换层施工阶段,有必要依据相关规范对转换层及下部楼层的楼板的承载力。由于转换板自身受到砼施工手段的影响或者下部支撑体系的作用,且在转换板设计时又往往将附加内力忽视,所以,在转换板施工阶段,有必要对其受力情况进行详细的分析及计算,在特殊情况下,实行相应抵抗附加内力的构造措施也是很有必要的;
(三)针对体积过大的砼转换板,在转换板施工阶段,有必要采取如减少砼收缩徐变、温度变化、砼温度差值的措施,以此避免新浇筑砼因收缩或温度而产生裂缝;
(四)由于转换板配筋多、钢筋骨架高度高、转换板承受荷载大,所以,在转换板施工阶段,有必要实行相应措施,以此确保钢筋骨架稳定性更高。
(五)在转换板施工阶段,应该及时采取防止转换板变形措施,详细掌握施工质量影响因素,时刻监测砼施工温度,针对出现的问题,应该及时作出应对决策。
三、砼工程施工措施
在高层建筑转换层施工阶段,砼浇筑量大、速度快、时间长,所以,关注温度应力对砼转换板的影响对转换板温度裂缝意义重大。
(一)砼配合比设计
在设计砼配合比时,选取规格为C40以上的砼,能够提高砼结构的强度。大面积砼浇筑的通病为水化热的产生,所以,将16~18%粉煤灰掺入砼配比中,有助于水化热的降低及砼和易性的改善;将减水剂掺入砼配比中,有助于温度应力对转换板影响力的降低;减少砼配比中的水泥量,有助于减缓砼凝结速度,将水化热峰值推迟,及砼表温度梯度降低;对砼搅拌的时间应该严格控制,砼搅拌时间应该超过90秒,以此实现浇捣难度系数的降低。
(二)将砼内外温差控制在25℃范围内
要将砼的内外温差控制在25℃范围内,应该实行科学的砼内外温差控制办法,其中最常用的办法包括:蓄水养护法、内降外保法、蓄热保温法。
1.蓄热保温法——最常规办法;
2.内降外保法——大面积砼内部循环埋管通水,致使砼冷却,已达到降温的目的,并针对大面积砼转换结构地面及上表面进行保湿处理;
3.蓄水养护法——将水喷洒在砼表面,且确保砼蓄水高度在100毫米;
(四)砼转换板施工办法
1.在砼浇筑作业之前,检查模板受力情况,将水喷洒在模板上使其保持湿润,从而确保砼浇筑质量;
2.在砼浇筑作业过程中,分层下料及振捣,各段长度应该小于20米,各层高度应该小于1米,振捣工具为直径为50毫米的振动棒,直插厚度应该控制在500毫米。在砼振捣作业过程中,应该坚持快插及慢拔的原则(20~30秒/每点);
3.建筑物梁内砼浇筑方式应为:中间→两边,砼浇筑时间在白天最佳,且进行分层浇筑,各层高度应该在300~500毫米范围内,各层间隔时间 应该控制在1.5~2.0小时。
四、砼转换板养护
对于拌和浇筑成型的砼转换板,施工人员应该及时对其采取养护措施。砼转换板养护的意义在于:为砼转换板实现正常硬化提供适宜的温度及湿度条件,以此避免砼转换板因收缩开裂,从而確保砼实际强度与设计规范相一致。
砼转换板浇筑作业完毕之后的12小时以内,应该对砼转换板进行覆盖及浇水处理。具体施工中应该注意的是:以一般硅酸盐水泥为材质制成的砼,其养护时间应该达到14天以上,以矿渣大坝水泥、大坝水泥、火山灰质水泥、矿渣水泥为材质制成的砼,其养护时间应该在21天以上。
砼转换板养护办法主要有保温法及降温法:降温法——待砼转换板浇筑成型以后,采取喷水、撒水、蓄水三种办法进行养护;保温法——待砼转换板浇筑成型以后,采取薄膜养生液或者草袋、塑料薄膜等保温材料覆盖两种办法进行养护。在实际的工程中,可以根据具体的工程需要选取不同的养护办法。
参考文献:
[1]张晓明.浅谈高层建筑转换层结构施工技术和施工方法[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(8)
[2]孙文彤.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J].价值工程,2010,29(24)
[3]区福 .浅谈高层建筑中转换层结构的施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(21)
[4]刘汉贤.浅谈高层建筑转换层结构的施工技术[J].城市建设,2010,(9)
[5]方刚,梅峰,黄其元.浅谈某高层建筑钢筋混凝土厚板转换层结构的施工[J].城市建设,2012,(15)
[6]柴涛,王攀峰,张鹏.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J].世界家苑,2011,(2)
[7]曾麟.浅谈工程梁式混凝土转换层结构施工技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21)