【摘 要】隨著高層房屋高度的不斷增加,其對于基礎設計的要求也越來越高,人民對高層建筑的要求除了要滿足經濟美觀、安全適用的基礎,還要求高層建筑能夠適應不同用途的變化。本文針對高層框架結構房屋的特點做簡要闡述,并對施工中遇到的諸如混凝土強度等級,混凝土厚度,梁柱節(jié)點箍筋等問題進行分析,針對這些問題提出相應的改進、處理意見,以確保高層建筑中出現(xiàn)的問題能夠得到有效解決。
【關鍵詞】高層框架;施工;混凝土;梁柱節(jié)點
隨著我國當前經濟的飛速發(fā)展,我國高層建筑的發(fā)展更加迅速,設計思想也在不斷的革新。建筑平面布置與豎向體形的設計也越來越復雜,這一系列的變革為高層結構的設計和施工提出了更高的要求。而在設計上,采用框架結構可在建筑內部形成較大空間,更有利于建筑平面的靈活布置。因此,框架結構在高層建筑結構設計中的應用相當廣泛,在高度60米以下的高層建筑中,其優(yōu)勢則更為明顯。然而,在高層建筑設計和施工中,一旦注重框架結構的優(yōu)勢而忽略實際問題,就會給工程留下隱患。
1 高層框架結構及特點
1.1 框架結構
框架結構是指,在設計中利用梁柱組成縱、橫向的框架,承受豎向、水平荷載的結構。根據(jù)建筑使用的不同要求,框架結構也可分等跨和不等跨兩種形式,既可各層相等,也可以不完全相等。而根據(jù)施工方法的不同,框架結構也分為裝配式、裝配整體式和現(xiàn)澆式等。其中裝配整體式框架由于采用疊合梁、預制柱,并用現(xiàn)澆混凝土連接成整體,使他兼具現(xiàn)澆式和裝配式二者的優(yōu)點于一身。
1.2 高層框架結構的特點
框架結構的優(yōu)點在于易形成較大的內部空間,利于建筑平面的靈活布置,對建筑立面的處理也比較方便。但是由于其側向剛度較小,一旦層數(shù)過多,就會產生較大的側移,容易破壞非結構性構件的缺點也相當明顯。所以在60米以上高層很難使用。
2 高層框架結構房屋施工階段的現(xiàn)實問題
2.1 混凝土強度等級不同的問題
為控制柱截面,同時滿足柱軸壓比的要求,柱子必然要采用強度等級較高的混凝土。然而對于以抗彎承載力為主的樓層梁板,顯然沒有必要,也不應該使用強度等級過高的混凝土。首先,混凝土的強度等級對于其抗彎承載力的影響并不明顯;其次,構建承受非荷載應力(混凝土收縮應力等)會受高強度混凝土影響而下降。所以,高層混凝土框架結構的梁板設計強度必然要低于柱混凝土設計強度,并且,隨著建筑物的高度增加,兩者間設計強度的差距還會越來越大,但是需要注意的是,這種情況一般出現(xiàn)在高層建筑的下部。當前狀況下,混凝土澆筑施工大多用商品混凝土泵送工藝,且一般情況下,各施工單位習慣于分批澆筑豎向構件與水平構件。在這一前提下,一旦要求對梁柱節(jié)點進行單獨澆筑,那么將導致供應量及澆筑時間不易控制而出現(xiàn)的質量事故以及節(jié)點區(qū)與梁板之間難以分隔等問題,所以一般情況下施工單位不會大面積采用此方法。
2.2 混凝土保護層厚度問題
當在施工中遇到梁邊與柱邊齊平時,則必須以柱的縱筋包住梁的縱筋,也就是說,柱縱筋必須在梁縱筋的外側,而在這一情況下,齊平的梁側就會易于開裂;此外,由于鋼筋實際加工原因,在高層框架結構的頂層角節(jié)點處,常會出現(xiàn)外側鋼筋保護層過厚導致裂縫的情況。
2.3 梁柱節(jié)點箍筋施工問題
梁柱節(jié)點施工的難點在于:由于節(jié)點的構造復雜,鋼筋分布較密,造成施工難度增大,尤其中間的柱子,由于鋼筋縱橫交錯,更不利于箍筋綁扎。在整體沉粱時,由于節(jié)點區(qū)下部箍筋無法綁扎,導致了梁柱節(jié)點部位的柱子箍筋經常不放或少放,為高層建筑的使用留下了后患。
在梁柱節(jié)點處,混凝土的強度等級相差較大,而不同強度等級的混凝土其用水量、水灰比等都不相同,柱子的體積越大,水泥的用量也就越多,產生的水化熱也就越高,而不同強度等級的混凝土收縮程度不同,在其交界處附近就極易產生裂縫。
3 高層建筑框架結構房屋施工質量控制措施
針對高層框架結構工程的實際情況,從材料選用,配合比優(yōu)化設計,混凝土澆筑方案,養(yǎng)護措施及測溫控制等多重方面進行溫度控制,防止因溫度變化內外溫差導致裂縫。
3.1 混凝土施工質量控制
實際操作中,應根據(jù)工程特點選擇優(yōu)質的原材料,優(yōu)化混凝土的比例,如:加大骨料用量,減少砂石中的含泥量,以降低混凝土水化熱過程,大致可采用以下原料。
3.1.1 粗、細集料
粗集料可采用5-40毫米連續(xù)級配碎石。這一配比每立方可以比5-25毫米碎石減少用水量10千克,在水灰比相同的情況下,水泥的用量減少約20千克左右。采用細度模數(shù)為2.62含泥量1.1%的中粗砂,相比于采用細沙的用水量平均每立方節(jié)省20千克左右,而水泥用量自然相應減少,在防止混凝土干縮的同時降低混凝土水化熱。
3.1.2 水泥
由于主墩承臺厚度過大,在水化過程中,水泥會產生大量的熱量,這些熱量聚集在結構內不易散發(fā),造成混凝土內部溫度升高,因此,在施工中應選擇水化熱較低的水泥,并盡量減小單位水泥的用量。
3.1.3 混合料及外加劑
應摻入符合Ⅱ級粉煤灰指標要求的粉煤灰。粉煤灰不僅能夠改善混凝土和易性增加混凝土密度,提高混凝土強度。同時還能代替部分水泥,從而降低水泥用量,達到降低混凝土水化熱,減少溫度裂縫的產生。
摻入膠凝材料重量的1.5%的LH-3高效緩凝減水劑,可以在延緩混凝土凝結時間的同時,延緩水泥水化熱釋放速度,延長凝結時間8小時以上,達到推遲水化熱峰值產生的目的。同時能夠減少水和水泥的用量,從而降低水化熱。
3.2 梁柱節(jié)點施工質量控制
在施工過程如何保證節(jié)點的質量至關重要,為加強對框架結構梁柱節(jié)點施工質量的控制,施工前應對一切可能出現(xiàn)的問題加以分析。
在施工前要調整混凝土配合比設計,在滿足混凝土強度等級和可泵性的條件下,對柱子混凝土減少含砂率和水泥用量,增加石子含量、減少用水量,并相應的調整粉煤灰和外加劑用量。
在施工中,宜按照“先高后低”的原則進行澆搗。即先澆高強度等級的混凝土,后澆低強度等級的混凝土,要事先做好技術交底和準備工作,嚴格控制先澆柱混凝土初凝前繼續(xù)澆搗梁板的混凝土。
箍筋對核心區(qū)混凝土具有束縛作用,可以有效提高節(jié)點的抗震強度,所以節(jié)點區(qū)域的鋼筋必須進行加密。由于配置箍筋在施工中難度較大,可在支完梁板的模板后先放入鋼筋骨架,再放節(jié)點箍筋。需要注意的是,一旦箍筋綁扎不牢,會對混凝土結構的抗裂性造成直接影響。因此,節(jié)點區(qū)域的箍筋應按設計要求先制作成筋籠,焊接牢固后再放鋼筋。
4 結論:
隨著經濟建設的快速發(fā)展,高層建筑已經成為了城市生活建筑的主導趨勢,人們在樂于住高層建筑的同時,也對高層建筑有了越來越高的要求。除了要經濟美觀、安全適用以外,在使用的過程中也要求高層建筑能夠發(fā)揮更大的靈活性,實現(xiàn)多種功能的轉變。而這就需要設計施工團隊能夠發(fā)揮創(chuàng)新精神。此外,施工團隊也必須謹記,在求新求異,追求美觀的同時,也要注意高層建筑施工的質量問題。如:混凝土強度等級不同、混凝土保護層厚度等,并采取相應的控制措施。在設計施工中,設計者應始終抱持經濟美觀,安全適用的原則。
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