劉靜
【摘 要】目前國內外高層建筑正向體型復雜、功能多樣的綜合性發(fā)展。從結構受力上來講,由于高層建筑下部結構受力很大,上部結構受力較小,正常的結構布置應該是下部墻體多、柱網密,到上部逐漸減少墻、柱的數(shù)量。這樣與建筑功能對空間的要求正好相反。為了實現(xiàn)建筑功能的要求,就必須在結構改變的部位設置受力轉換構件,即結構轉換層。
【關鍵詞】結構轉換層;施工質量;控制
目前國內外高層建筑正向體型復雜、功能多樣的綜合性發(fā)展。在同一座建筑中,要求沿房屋高度建筑功能發(fā)生顯著的變化:上部樓層布置旅館、住宅,下部樓層用作商場、餐飲和文化娛樂場所。這種不同途徑的樓層需要采用不同形式的結構來實現(xiàn)。
從結構受力上來講,由于高層建筑下部結構受力很大,上部結構受力較小,正常的結構布置應該是下部墻體多、柱網密,到上部逐漸減少墻、柱的數(shù)量。這樣與建筑功能對空間的要求正好相反。為了實現(xiàn)建筑功能的要求,就必須在結構改變的部位設置受力轉換構件,即結構轉換層。可以說設置結構轉換層的高層建筑已成為現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的趨勢。國外發(fā)達國家在70年代初即出現(xiàn)了這類結構,我國在
2002年6月修訂的(高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3梷2002)中,明確了這類結構形式且在給定的抗震等級中,對這類結構,進行了嚴格的規(guī)定:7度區(qū),凡高度超過30米,結構抗震等級均為一級。同時規(guī)定(10.25.5),當轉換層的位置設置在三層及三層以上時,其抗震等級再提高一級(特一級);還規(guī)定,7度區(qū)轉換層不宜超過5層,8度區(qū)不宜超過三層。由此可見,國家對采用這類結構形式,還是采取穩(wěn)妥、
慎重的態(tài)度。近年我參加了"七十年代家園"工程的設計和施工,該工程是國家頒布的新規(guī)范后,采用的第一批帶轉換層的框支剪力墻結構。它設計采用了梁式轉換層并設在第四層,是特一級抗震結構。結合該項工程,談一下這類結構在施工中質量控制的特點。
一、鋼筋工程
由于轉換層的跨度和受力的荷載都很大,配筋較多且構造與一般工程中的不同,所以在施工監(jiān)理過程中,需要采取一些措施來保證鋼筋工程的質量和便于施工。
1)框支柱縱向鋼筋到結構轉換層頂板后的錨固。按03G1O1-1圖集要求,框支柱縱筋原則上應通到轉換層的上一層的頂板后截斷,即能通則通。怎么判斷一個框支柱中的哪些鋼筋能通到上一層上去哪?這就需要把轉換層的上一層剪力墻位置放線落到轉換層的底板上。把剪力墻的位置確定后,就容易確定一個柱子中有哪幾根鋼筋能通到上一層剪力墻里去。把那些通不上去的鋼筋,按頂部鋼筋處理,即打拐后在轉換層頂板錨固。
2)框支柱縱筋通到剪力墻暗柱后,與暗柱縱筋處于同一位置時如何處理?要明確這二種鋼筋的作用,這個問題解決了,鋼筋位置的問題就迎刃而解??蛑еv筋之所以要通到剪力墻中,是因為框支柱中縱筋很多,本工程大部分為44Ф28,在同一位置一次截斷,在施工中未充分體現(xiàn)出設多邊抗震防線的設計意圖??v筋分開截斷,在不同位置錨固,可以防止地震時,鋼筋在同一位置破壞,分開錨固可以提高安全系數(shù)。我們認為:伸入剪力墻中的框支柱縱筋僅起了加強錨固、提高抗震能力的作用,它不起承重作用,因此位置偏移對錨固不產生任何影響;而剪力墻中的暗柱縱筋(實例中為24Ф18)是受力鋼筋,是一直通到結構頂層的,它的位置偏差不能大于規(guī)范允許值,在施工中必須保證它位置的準確性。
3)上部剪力墻結構暗柱縱筋在轉換層上的插筋問題。在框支柱、框支梁上插筋,均類似上部結構在基礎梁上插筋的辦法處理,嚴格按圖施工,縱筋伸入框支梁(柱)中必須滿足錨固長度要求。監(jiān)理工程師在施工方完成插筋工作后,必須再進行認真檢查,看到底有多少根框支柱鋼筋通到轉換層的上一層,為以后簽證工作留下可靠的憑證。
鋼筋下料時應注意的問題:
轉換層的框支梁、柱配筋都很大:主筋一般均為Ф28-3Ф2,箍筋為12@100,在核心區(qū)鋼筋相聚時,施工非常困難,控制不好,易造成返工和施工質量難以保證。因此,在鋼筋下料前,監(jiān)理工程師要作好質量預控工作,弄清設計意圖,掌握現(xiàn)行設計與施工規(guī)范的有關規(guī)定,考慮好鋼筋之間的穿插、避讓關系,合理安排好鋼筋次序,這是鋼筋工程施工的關鍵;在這個關鍵部位上,一定要認真做好技術服務工作,體現(xiàn)監(jiān)理人員的技術能力和科技含量。比如在核心區(qū)施工時,應先保證框支梁上、下主筋的位置,當它們與柱箍筋相碰時,柱箍筋要先給梁筋讓道,待梁筋就位后,再保證柱箍筋的位置,但必須保證箍筋數(shù)量不減少。當框支梁筋上、下兩頭都有拐尺時,若機械地按圖施工,難以將鋼筋就位??梢韵劝蚜航钜活^打成拐尺,另一頭鋼筋下料長度相應加大l0d,用直頭那端插入柱箍筋中,后與柱那一側的框支梁筋直錨固或采取相應的構造措施,以保證鋼筋的錨固達到相應規(guī)范要求。
二、模板工程
結構轉換層的混凝土構件自重以及施工荷載是非常大的,以"七十年代家園"為例,它最大框支梁的自重為1.2xl.lx2.3x2.5=7.59噸。因此,確定結構轉換層(即為4層)的底模板的支撐系統(tǒng)是施工的關鍵。這么大的荷載若僅傳到某一層(即為3層)上,這一層樓板是無法承受的。要想辦法讓結構轉換層的荷載由若干層樓板共同承擔,模板支撐的數(shù)量可以通過計算確定。所以在施工前,相關單位就此問題進行協(xié)商,并采取以下措施:
將框支梁對應的三層梁寬由35 mm改為600mm;每個框支梁下支四排200的圓木支撐,圓木下2m范圍內,滿鋪60~8Omm厚的木板,木板用方子連在一起,起分散荷載的作用,以避免樓板承受集中荷載。且在三層梁寬(600mm)范圍內布置二個圓木支撐,以保證至少有一半的荷載直接作用在梁上。
將三層板厚由12Omm改為15Omm,因為這層樓板要承受一部分框支梁的分均荷載。
將三層梁、板的混凝土等級由C30提高到C40,并加入早強劑。梁、板混凝土提高等級,就是提高了混凝土的抗壓能力;加入早強劑,使混凝土盡快達到使用強度,不影響工期。
一、二層的梁下支撐,在結構轉換層施工前不拆,并在框支梁對應處的梁支撐進行適當?shù)募用埽杂欣诔惺芎蛡鬟f上部結果傳導下來的荷載。目的是將結構轉換層的荷載傳遞到地下室底板上。
三、混凝土工程
澆注厚大體積的結構轉換層混凝土時,為防止混凝土內外溫度過大(大于25。C)和提高混凝土的抗拉強度,水泥采用水化熱低的礦渣水泥;摻入減水劑,使混凝土緩凝,推遲水化熱峰值的出現(xiàn)。
施工中,為減輕模板支撐系統(tǒng)的一次加載過重和防止混凝土內外溫度過大,采用分層法施工,每層只澆注300mm~500mm厚的混凝土,連續(xù)24小時不間斷施工,監(jiān)理人員進行旁站監(jiān)理,要求施工單位派管理員跟班作業(yè),保證在前一層混凝土初凝之前,將后一層的混凝土澆注完畢。