付平林
摘要:隨著城市化發(fā)展的不斷加快,城市用地也日趨緊張,在大中型城市不斷有高層建筑的出現(xiàn),高層建筑的施工對建筑施工技術提出了更高的要求。高層建筑在結構設計上要復雜的多,其所要承擔的建筑功能也日益多樣化。因而催生了厚板轉換層技術的出現(xiàn),轉換層能夠很好的傳遞上下部的荷載,對高層建筑有著十分重要的意義。
關鍵字:高層建筑;厚板轉換層;施工技術
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
1 引言
近年來,隨著人們對高層結構的要求越來越高,高層建筑也在朝著結構復雜和功能多樣的方向發(fā)展。目前的高層建筑可以滿足吃、喝、玩、樂、辦公和購物等各個方面的要求。不同的功能組合形式需要不同的結構形式。這就需要設置厚板轉換層。
在高層建筑的結構層設計中,有時會出現(xiàn)上下相鄰結構層有不同的功能要求,這時候就需要在兩層中間添加厚板轉換層。厚板轉換層能將結構上部的荷載很好的向下傳遞,從而保證了整個建筑結構能夠保持結構穩(wěn)定性。厚板轉換層技術是目前高層建筑施工中的一個重點和難點,在施工過程中要充分考慮到力學、材料和工程管理等多個方面。
國外的厚板轉換層技術已經(jīng)經(jīng)過了較長時間的發(fā)展,應用的數(shù)量和類型也相對較多。國內自上世紀70年代開始嘗試采用厚板轉換層技術,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,厚板轉換層技術已經(jīng)有了一個長足的發(fā)展,工程實踐經(jīng)驗也得到了一定的積累。目前的厚板轉換層施工技術也多種多樣,在施工過程中要結合具體的工程選擇合理的施工技術。
2 厚板轉換層概述
高層建筑的厚板轉換層通常是設置在建筑結構的下部,轉換層要承受上部傳遞下來的荷載,如果結構層不具有足夠的強度的話,結構破壞將會導致嚴重的后果。所以一般情況下轉換層結構都需要采用剛度較大的材料,重量也要比一般的樓層結構超出不少。另外高層建筑的厚板轉換層結構由于其自身具有較大的強度和剛度,與其他結構的差異性可能會導致在地震發(fā)生時,該部位產(chǎn)生較大的變形破壞。厚板轉換層結構還具有較大的截面面積,截面過大也會增加施工的難度。
厚板轉換層是一種三向都受力的復雜構件,高層建筑物上部傳遞下來的荷載也是復雜多變,分布也不夠均勻。在上部剪力墻密集的部位,厚板轉換層的內力就相對較大,在厚板轉換層的邊角位置,剪力墻數(shù)量少。板體內部的受力也就相對較小。厚板轉換層的豎向受力方面要對整體的彎曲和局部的彎曲效應進行綜合的考慮。高層建筑的厚板轉換層的厚度是影響到結構動力反應的一個重要的因素。轉換層的厚度會對結構的頻率造成影響。在相同頻率的策動力作用下,豎向力的影響效果會隨著板體厚度的增加而顯著的增加。厚板轉換層中還存在著一定的薄膜應力。薄膜應力會隨著轉換層上面的樓層數(shù)的增加出現(xiàn)逐漸變大的現(xiàn)象,而且受力的情況也比較復雜。
3 厚板轉換層施工技術
某高層建筑為與市中心繁華地段,交通方便,具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢。本工程地下室總面積為9843.7m2,在住宅下有一層地下室,設計整板基礎的厚度為1.6m,地下室的層高位5.Om,在部分樓層采用轉換層形式,地下室部分剪力墻為一級抗震等級,框架為二級抗震等級。在地上的高層住宅樓設置厚板轉換層,選取位置為每棟高層建筑的9.95Om處,厚板轉換層的厚度為1.6m,屬于大體積混凝土施工,本文重點對這部分轉換層施工技術進行了研究。
3.1 厚板轉換層結構的施工特點
如果高層建筑中采用厚板轉換層技術,對于施工方案的制定顯得尤為重要。因為施工質量的好壞直接影響到了這個結構物的安全和施工的質量。高層建筑所受到了豎向力在厚板轉換層的位置會受到一定的阻隔,豎向力在該位置處會發(fā)生一定的轉折。所以厚板轉換層結構有如下施工特點:
1、厚板轉換層結構的尺寸一般較大,所需要支撐的荷載都具有較大的載重。在轉換層的內部應力分布也是復雜多變的。所以要嚴格的保證厚板轉換層的水平剛度。
2、采用分層澆筑的方式,高層建筑厚板轉換層構件的跨度一般都相對較大。在構件截面產(chǎn)生相對水平位移的時候要特別注意。此時,平截面的假定在這種狀況已經(jīng)不再適用。當施工過程中采用二次疊澆的施工方法時,要利用先澆筑部分來承受一定的荷載,并充分的對相交位置處的水平剪應力進行考慮。要保證分層澆筑情況下,整個厚板轉換層結構能夠保持一個完整的工作狀態(tài)。
利用高層建筑的下部結構對構件的承受荷載進行卸載。一般在轉換層結構的設計過程中都強調采用強化上部結構,弱化下部結構的原則。要在建筑的設計之初就要考慮到加強建筑結構上部的剛度,適當?shù)南魅跸虏繕嫾膭偠?。高層建筑的厚板轉換層的下部分一般要比普通的豎向構件在承載能力和抗變形能力方面保持一定的優(yōu)勢。以方便利用下部結構來承受多余的豎向荷載的作用。
3.2 模板和支撐的選型
根據(jù)確定的厚板轉換層的厚度確定采用常見的18mm厚度的九層板來作為施工過程中的底模和側模。轉換層的設置位置不是太高,所以選擇常用的普通鋼管采用分成卸載的方法來建立厚板轉換層施工的支撐。支撐系統(tǒng)各個鋼管之間的間距采用1*1m的間距。橫桿的步距選擇為1m。每間隔4米設置一道剪力撐。將轉換板的支撐系統(tǒng)跟滿堂支架連接在一起。這種支撐系統(tǒng)結構簡單,有很好的結構穩(wěn)定性。
3.3支撐的構造措施
工字鋼支撐系統(tǒng)要保證橫向和豎向桿之間焊接牢固。水平方向上的工作綱要平穩(wěn)放置,豎向工字鋼之間要保持均勻的間距。要跟滿堂支架連成整體。立桿的接頭要采用對接扣扣牢,相鄰立柱之間的接頭在高度方向上錯開的距離要不小于0.5m。要在腳手架的底座上設置縱向和橫向上的掃地桿??v向的水平桿要設置在橫向的水平桿下面,牢固的固定的立桿的內側,要采用直角扣件跟立桿扣緊。相鄰 的縱向水平桿對接的接頭要相互錯位布置,響鈴接頭的錯開距離要在0.5m以上。
3.4 鋼筋工程施工
鋼筋的綁扎分兩次完成,首先將下層0.6m范圍內Φ32@110和Φ2O@200兩層鋼筋,待混凝土澆筑完并處理好上表面后再綁扎上部1.0m范圍內鋼筋。轉換厚板1.6m高整板各層鋼筋網(wǎng)片的固定,使用鋼筋作立桿焊接形成間距1m的架立網(wǎng),作為各層鋼筋的支撐體系,在0.95m高位置增設Φ2@100雙向鋼筋網(wǎng),以提高混凝土抗裂性,避免溫度應力和收縮應力引起混凝土開裂。
3.5 厚板轉換層的混凝土施工
大體積混凝土適合在氣溫低的情況下進行,本工程采用水平分層澆筑法,每層的澆筑厚度選擇為0.5m,混凝土施工過程中選擇兩次收光掃毛的方式。轉換層混凝土強度等級為C40,提前進行試配,采用“三摻”技術,調整混凝土配合比。要適當?shù)募尤胍欢康木從鐝姕p水劑,用來提高混凝土的早期強度,可控制混凝土初凝時間?;炷恋乃z比控制在0.4以下,砂率控制在45%以內,水灰比控制在0.45以下,混凝土的入泵坍落度控制在145~155mm,混凝土的總含堿量要控制在3kg/m3以內。
(1)混凝土的養(yǎng)護。厚板轉換層的高度為16m,所以要加強混凝土的養(yǎng)護工作,要充分的將混凝土潤濕,在施工的過程中安排的專門的養(yǎng)護人員。在混凝土終凝完成之后進行了14天的掩護,呆混凝土整平后再次灑水浸濕。在養(yǎng)護期間要盡量保持環(huán)境的濕度在80%左右。
(2)混凝土溫度監(jiān)測。在澆筑完混凝土后好做好溫度監(jiān)測工作,混凝土的內外溫差要控制在25℃以內。
3.6 厚板轉換層的施工控制要點
1、厚板轉換層構件的自重和所承受的荷載一般相對較大,所以在選擇施工方案和支撐模板方案的時候要謹慎對待。要結合結構自身的特點進行合理的設計。
2、在設置了模板支撐系統(tǒng)之后,整個厚板轉換層結構的受力狀況在施工階段和實際的使用階段是不盡相同的。很有必要對厚板轉換層和轉換層以下的樓體結構進行相應的承載能力的計算。保證承載能力能夠滿足規(guī)范的要求
3、對于高層建筑的厚板轉換層,如果截面面積過大的話,要盡量減少混凝土在施工前后的溫度變化,防止溫縮和干縮裂縫的出現(xiàn)。
4、轉換層往往要承受較大的荷載,所需要的配筋也相對較多,并且鋼筋骨架的高度也相對較高。在施工過程中要采取切實可行的措施來保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性。
結論
厚板轉換層混凝土施工技術在高層建筑的修建過程中起到了舉足輕重的作用。要在施工過程中及時的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題,對厚板轉換層施工技術進行改進和完善,以其更好的為我國的高層建筑事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。
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