黃桂忠(廣東省建筑工程集團有限公司 廣東 廣州 510010)
剪力、抗平面彎矩具有可靠性。
鋼筋混凝土錯列桁架其結(jié)構(gòu)體系具有良好的受力性,在建筑工程當中的實際應(yīng)用可有效節(jié)省建筑材料使用[1]。在建筑工程中,采用大跨鋼筋混凝土錯列桁架結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)科學平面規(guī)劃、空間分割,設(shè)計理想空間。支撐體系通過沿垂直方向設(shè)置水平、豎向杵件,對大跨度、大荷載采用桁架轉(zhuǎn)換代替大梁轉(zhuǎn)換,節(jié)省工程成本[2]。將大跨桁架及建筑空間結(jié)合,以桁架錯列布置,使建筑空間得到最大化利用。桁架在樓層間錯列布置,受側(cè)向力影響,桁架上等效荷載作用開間上側(cè)向荷載,樓板傳遞一部分側(cè)向荷載(向下),使得整體抗平面
珠島09號工程位于廣州市沿江東路463號珠島賓館內(nèi),總建筑面積約4.5萬m2,兩層地下室,地下室建筑面積約2.5萬m2,其中地上部分由1座1500座大會議廳(A棟)及1座800座中小會議室(B棟)組成。地上3層,建筑高度26m,總造價3.66億元。A棟大會議廳采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),屋面局部大跨度采用鋼桁架結(jié)構(gòu);B棟中會議室采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),大跨度屋架采用鋼桁架結(jié)構(gòu);B棟小會議室采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主要介紹B棟會議室吊柱結(jié)構(gòu)鋼屋蓋施工技術(shù)。B棟建筑物共3層,2層以下及地下室(2層)為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),2層樓面以上部分(含屋架)采用鋼結(jié)構(gòu),大跨度屋架采用大跨鋼筋混凝土錯列桁架,局部采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。建筑物平面呈正八邊形,邊長為47.7m。為確??臻g性功能房間需求,在大跨度屋架采用大跨鋼筋混凝土錯列桁架進行施工建設(shè),工程中采用的現(xiàn)澆鋼筋混凝土桁架,以C32鋼筋以直螺紋方式連接。
2.1.1 節(jié)點密集
大跨鋼筋混凝土錯列桁架由下弦、豎桿、斜腹桿、上弦構(gòu)件組成,以次梁及樓板聯(lián)系,桁架下弦梁、豎桿、斜腹桿在鋼筋綁扎當中,鋼筋節(jié)點密集,施工面臨較大壓力。
2.1.2斜腹桿混凝土澆筑不理想
鋼筋混凝土斜腹桿施工中需要保持一定角度,受桁架自身鋼筋節(jié)點密集影響,對混凝土澆筑中需要振搗,但是其振搗難度大,蜂窩、麻面等不合理現(xiàn)象嚴重。
2.1.3模板支撐及拆除存在的問題
桁架梁0.8x1.4m,且實際跨度為24.4m,桁架上弦桿、豎桿、斜腹桿、下弦梁施工荷載較大(荷載可達到24.1kN/m2),桁架整體施工承載受力大。2.1.4 桁架結(jié)構(gòu)受力問題
桁架結(jié)構(gòu)受力問題是其受多方面因素影響,當全部杵件復(fù)合設(shè)計強度時,才能形成整個受力體系。
采用現(xiàn)代化計算機建模技術(shù)對桁架鋼筋節(jié)點綜合排布,準確定位鋼筋節(jié)點,避免節(jié)點繁瑣造成施工質(zhì)量下降。
以鋼套管引導(dǎo)及貼模開展振搗工作,以簡便操作確保振搗密實性,保障建設(shè)工程施工質(zhì)量。
以斜腹桿混凝土模板對實際定位進行測量,引入先進支撐技術(shù)確保桁架施工模板支撐體系科學性及可靠性,維護支撐穩(wěn)定。
以連續(xù)支承受力分析及變形監(jiān)測分析桁架施工體系受力變形,通過數(shù)據(jù)分析保證結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)固性。
復(fù)雜節(jié)點鋼筋綁扎應(yīng)采用計算機建筑軟件如CAD、BIM等進行控制,若不能1:1確定鋼筋位置,則施工前會導(dǎo)致桁架梁節(jié)點密集,下弦梁鋼筋無保證。CAD線性排布存在一定缺陷,要利用BIM技術(shù)對鋼筋節(jié)點排布,彌補不足。以BIM技術(shù)對鋼筋綁扎模擬,鋼筋1:1定位,獲取鋼筋位置、尺寸、角度,獲取具體數(shù)據(jù)和CAD圖紙比對,結(jié)合施工現(xiàn)場放線,確定鋼筋最優(yōu)尺寸。以BIM技術(shù)為支持,確保鋼筋定位準確,降低綁扎時間,提高施工效率。以BIM技術(shù)實現(xiàn)下弦、節(jié)點、豎桿、斜腹桿順訊鋼筋綁扎。
全站儀以BIM模擬數(shù)據(jù)放線,對斜腹桿干凈以支撐筋、定位箍筋結(jié)合固定,確保斜腹鋼筋在鋼筋澆筑中無明顯移位。
斜腹桿下模板以全站儀定位,在豎桿及斜腹桿結(jié)合位制作模板(梯形定型),以槽鋼穩(wěn)固,采用BIM及PKPM對斜腹桿支撐設(shè)計運算,增加支撐,確保混凝土澆筑穩(wěn)定。腹桿模板設(shè)置,設(shè)計底部模板,以多層板為材料,次龍骨以方木,主龍骨以槽鋼為材料,設(shè)置對拉螺栓。腹桿斜向板以扣件鋼管腳手架支撐,樓板澆筑以預(yù)埋鋼筋鋼管支撐,斜腹桿上部斜向支撐,頂至鋼筋,底部同上部。腹桿及頂板分別澆筑,完成澆筑后,保留底部模板支撐,搭設(shè)上弦底部模板支撐,增加支撐穩(wěn)定性。
3.3.1混凝土施工縫處置
桁架受力上,桿件為二力桿,分軸力、拉力/壓力,澆筑縫隙應(yīng)垂直力方向,受混凝土桁架質(zhì)量影響,多方面受力。結(jié)合施工現(xiàn)場情況,腹桿施工縫設(shè)置頂板頂面處,以下弦梁、豎桿、腹桿、上弦梁順序澆筑。
3.3.2桁架腹桿澆筑
桁架混凝土以C40混凝土澆筑,對豎桿、斜腹桿澆筑,分層振搗、流水澆筑,注:豎桿澆筑高度小于等于500mm,完成后澆筑斜腹桿。澆筑高度應(yīng)符合豎桿混凝土,按次序澆筑。
3.3.3斜腹桿混凝土振搗
以普通振搗方式振搗斜柱、斜腹桿混凝土,振搗中考慮振搗設(shè)備重力,若垂直振搗形式作業(yè),斜向部位及密集節(jié)點處將出現(xiàn)蜂窩、麻面,效果不理想。該工程采用分層振搗,振搗以插入式、貼模結(jié)合作業(yè),分層厚度≤500mm。插入振搗以鋼套管引導(dǎo),鋼導(dǎo)管將混凝土內(nèi)部氣泡排除,增加振搗質(zhì)量。
鋼套管振搗可使導(dǎo)管經(jīng)斜柱鋼筋網(wǎng)到達混凝土澆筑處,斜柱混凝土振搗拔插效率高,振搗質(zhì)量可靠。
3.4.1多層持續(xù)支撐搭設(shè)
工程中多樓層連續(xù)支撐方式屬普遍支撐搭設(shè),多層連支,則新澆筑混凝土缺乏強度,以荷載施加模板支撐,以支撐將自身質(zhì)量+施工荷載傳遞給多層樓蓋支撐承擔?,F(xiàn)代建筑施工周期要求嚴格,受混凝土材質(zhì)、土齡、強度、彈性模量等因素影響,臨時支撐及永久結(jié)構(gòu)在不同施工階段將重新分布,若支撐設(shè)計和搭設(shè)、拆卸產(chǎn)生沖突,樓板出現(xiàn)裂縫,下層支撐不穩(wěn),嚴重者將造成垮塌。
錯層錯列式鋼筋混凝土桁架結(jié)構(gòu)利用層高優(yōu)勢,剛度大、跨度大,呈錯列分布,可滿足大空間建筑。桁架施工中,連續(xù)、臨時支撐及永久結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,下部支撐屬集中線荷載,桁架體系形成,滿足設(shè)計強度,其豎向抗彎剛度大,可近似性理解為上部支撐剛性基礎(chǔ)。因此,要架起那個多層錯列式桁架施工受力分析、變形模擬監(jiān)測。
3.4.2多層持續(xù)支撐拆除
桁架下部支撐拆除需確保桁架各桿件混凝土強度符合要求(100%),將上部荷載以桁架為通道傳遞給豎向結(jié)構(gòu)。每層施工超出桁架相關(guān)模板支撐架,桁架施工滿足設(shè)計強度后,拆除支撐架。
該工程中大跨鋼筋混凝土錯列桁架施工具有一定難度,對技術(shù)、質(zhì)量、效率有嚴格要求,實際支撐體系設(shè)計應(yīng)客觀考慮,分析各個不利因素,針對大跨鋼筋混凝土錯列桁架結(jié)構(gòu)缺點有針對性拆除,確保施工安全。此外,以BIM技術(shù)為支持模擬施工,驗證拆除支撐理論,維護基本施工質(zhì)量。