摘 要:隨著城市建設(shè)的發(fā)展,大部分高層建筑由于建筑使用要求,主體結(jié)構(gòu)都必須設(shè)計轉(zhuǎn)換層。因轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其施工應(yīng)采取特殊措施,本文通過分析高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工特點,針對鋼筋工程及混凝土澆筑的相關(guān)技術(shù)進行探討,以期通過嚴(yán)密的科學(xué)控制方案,保證施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高層建筑;轉(zhuǎn)換層;鋼筋工程;混凝土澆筑
因建筑功能需要,上部部分豎向構(gòu)件不能直接連接貫通而通過水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件與下部部分豎向構(gòu)件連接,構(gòu)成的高層建筑結(jié)構(gòu)為帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層在建筑功能上的作用主要有:(1)提供大的室內(nèi)空間;(2)為建筑物提供大的入口;(3)在高層建筑中部提供大空間。
一 轉(zhuǎn)換層的受力特點
由于轉(zhuǎn)換層承托著上部結(jié)構(gòu)傳來的巨大豎向荷載(或懸掛下部多層的重量),又處于內(nèi)力狀態(tài)與邊界條件比較復(fù)雜的高層建筑下部,因此轉(zhuǎn)換層是整個結(jié)構(gòu)的受力關(guān)鍵部位。結(jié)構(gòu)中由于設(shè)置了轉(zhuǎn)換層,沿建筑物高度方向剛度的均勻性會受到很大破壞,力的傳遞途徑也有很大改變。所以布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時:
(1)要注意盡可能多的布置成上下主體豎向連續(xù)貫通,尤其是核心筒框架結(jié)構(gòu)中,核心筒應(yīng)盡量予以上下貫通;
(2)布置轉(zhuǎn)換層上下主體時,要盡可能使水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件傳力直接,盡可能避免多級復(fù)雜轉(zhuǎn)換;
(3)帶轉(zhuǎn)換層高層建筑受力復(fù)雜,不利抗震,應(yīng)加強構(gòu)造措施。
二 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點
(1)結(jié)構(gòu)尺寸大,樓面支撐荷載重
帶轉(zhuǎn)換層體系內(nèi)力的改向是通過引發(fā)截面內(nèi)力來實現(xiàn)的,結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較復(fù)雜,同時為保證上部結(jié)構(gòu)水平剪力順利傳往下部,對轉(zhuǎn)換層樓面水平剛度有嚴(yán)格要求(規(guī)范一般要求樓板厚度不小于200mm),故一般轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大、樓面荷載較重。
(2)分層澆筑,利用先澆部分構(gòu)件承載
轉(zhuǎn)換層水平構(gòu)件高跨比大,截面彎曲時水平方向相對錯動不可忽略,平截面假定不再適用,一般呈現(xiàn)短深梁或厚板的受力特性。采用二次疊澆法進行施工時應(yīng)對疊和構(gòu)件進行仔細分析,考慮分層處水平剪力對構(gòu)件的影響,必要時應(yīng)與設(shè)計單位配合,進行一次設(shè)計,確保一次疊澆構(gòu)件在施工階段和正常使用狀態(tài)下的承載能力。
(3)結(jié)合下部結(jié)構(gòu),靈活布置支撐系統(tǒng)
為減少對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響,避免轉(zhuǎn)換層上下層發(fā)生剛度突變和剪力突變,設(shè)計不落地支撐系統(tǒng)時可以結(jié)合下部結(jié)構(gòu)進行靈活合理的布置。
(4)通過下部豎向構(gòu)件卸荷
根據(jù)轉(zhuǎn)換層設(shè)計時“強化下部、弱化上部”的原則,結(jié)構(gòu)設(shè)計加強轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度、弱化上部結(jié)構(gòu)剛度,轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在由地震荷載參加組合的工況下,下部豎向構(gòu)件軸壓比限值有嚴(yán)格的控制,以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性,這使轉(zhuǎn)換層下部豎向構(gòu)件在施工階段比一般豎向構(gòu)件具備更大的延性和承載力儲備,可以利用下部承載力富余的豎向構(gòu)件作為支撐的傳力構(gòu)件。
三 轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)
(1)轉(zhuǎn)換層鋼筋工程
在鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中,由于轉(zhuǎn)換構(gòu)件含鋼量大,主筋長,布置密,在梁柱節(jié)點區(qū)鋼筋過度集中,因此正確的翻樣和下料,采用合適的連接形式和合理安排鋼筋就位次序是鋼筋施工的關(guān)鍵。
(1)鋼筋的翻樣和下料。鋼筋翻樣前必須弄清設(shè)計意圖,審核、熟悉設(shè)計文件及有關(guān)說明,掌握現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。翻樣時考慮好鋼筋之間的穿插避讓關(guān)系,確定制作尺寸和綁扎次序。
(2)鋼筋連接。由于轉(zhuǎn)換層鋼筋較密,采用合適的鋼筋連接形式,可以大大降低施工的難度。一般轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主筋接頭采用閃光對焊、冷擠壓套筒連接、錐螺紋接頭連接、鋼筋徽粗直螺紋套筒直連接;對于兩端做彎頭的鋼筋,采用可調(diào)伸螺紋接頭解決鋼筋旋轉(zhuǎn)的困難。
(3)鋼筋的綁扎與固定。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁高度或轉(zhuǎn)換板厚度較大時,應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定和便于操作,常用的方法是制作合適的臨時或永久支架系統(tǒng)。
(2)混凝土澆筑與養(yǎng)護
根據(jù)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的特點,應(yīng)按下列步驟確定澆筑方案:
(1)轉(zhuǎn)換層的豎向結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)分開澆筑,先豎向的柱墻結(jié)構(gòu),后水平結(jié)構(gòu)(梁、等板)。
(2)混凝土的澆筑方向應(yīng)先中間、后周邊,向兩個方向推進,轉(zhuǎn)換梁、板混凝土采用“一個坡度,薄層澆筑,一坡到頂,循序漸進”的原則。一方面,這樣澆筑加大了混凝土部分工作面的面積,有利于混凝土部分水化熱排出,另一方面,也有利于降低混凝土澆筑時模板的側(cè)壓力。
(3)節(jié)點部位的保證措施。轉(zhuǎn)換層中梁、柱、墻節(jié)點部位鋼筋過于密集,為確保此部位的混凝土澆筑密實,須采取以下措施:(a)采用同標(biāo)號的細石混凝土澆筑上述部位;(b)對局部鋼筋過于密集處要作適當(dāng)調(diào)整,確保插入式振動器有足夠的工作界面;(c)澆筑過程中安排專人檢查墻、柱等豎向結(jié)構(gòu)的側(cè)模,如發(fā)現(xiàn)墻、柱混凝土澆筑到位后模板經(jīng)敲擊發(fā)出空響聲,則應(yīng)立即通知混凝土澆筑人員,對此部位加強振搗,并補澆混凝土,確?;炷翝仓軐崱#╠)墻、柱混凝土澆筑完18小時后,對鋼筋過于密集的墻、柱節(jié)點處的側(cè)模應(yīng)折開一部分進行混凝土的質(zhì)量檢查,若混凝土存在缺陷,須采用可靠的技術(shù)措施進行處理,并建立備忘錄,后用超聲波儀器檢查,確?;炷翉姸?。
(4)大體積混凝土的測溫極其重要,轉(zhuǎn)換層混凝土澆筑可以通過測溫來了解混凝土的內(nèi)部變化情況。測溫的方法是通過在混凝土的內(nèi)部埋設(shè)熱電阻傳感器,用測溫儀進行量測。測溫的導(dǎo)線應(yīng)夾在兩個鋼筋之間,測溫用的熱阻傳感器應(yīng)用導(dǎo)熱性良好的銅箔包好,以免損壞,有些工程中采用的是測溫管,由于金屬管具有良好的傳熱性,這樣測得的結(jié)果偏低。
(5)混凝土的養(yǎng)護。轉(zhuǎn)換層混凝土初凝后,上表面立即覆蓋塑料薄膜和草袋子并澆水養(yǎng)護,不宜澆水過多,保持混凝土的濕潤即可。厚板側(cè)面及底面采用保留模板的方法養(yǎng)護,部分鋼模板的部位要采用外包塑料薄膜和干草袋的方法保溫,養(yǎng)護時間不少于14天。
四 結(jié)語
高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層作為建筑物內(nèi)不同結(jié)構(gòu)形式受力的連結(jié)與傳承的關(guān)鍵節(jié)點,因此控制和把握轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量是非常重要的,盡管其施工過程質(zhì)量控制難度較大,但只要科學(xué)規(guī)范施工,并采取嚴(yán)密科學(xué)的控制方案,其施工質(zhì)量是可以得到保證的。