靳 杰
(山東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 250001)
高層建筑可以充分利用空間,并將地下空間與地上空間利用起來。高層建筑可以容納更多的人口、設(shè)備等,如果抗震設(shè)計(jì)不合理,當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)震情況時(shí),容易出現(xiàn)安全問題。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)要考慮實(shí)際情況,選擇合適的加固設(shè)計(jì)措施,提升高層建筑建設(shè)質(zhì)量。
我國(guó)各地對(duì)建筑高度要求不同,對(duì)建筑物有著明確限高,工程建設(shè)時(shí)需要嚴(yán)格遵守這一點(diǎn),但實(shí)際中部分企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)利益,造成建筑物高度超過當(dāng)?shù)匾?guī)定,建筑物高度過高影響到建筑物抗震水平,當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)烈地震后容易發(fā)生變形或破壞。
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)速度加快,城市人口數(shù)量不斷增加,使得內(nèi)部土地資源持續(xù)緊張,開放商只關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益,并未對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行全面考慮,不重視施工場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造分析,影響到建筑地基勘察、處理等工作的順利開展,勉強(qiáng)建成后存在安全隱患。
材料質(zhì)量直接影響到建筑物整體質(zhì)量,也影響到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,需要得到施工單位的重視。特殊區(qū)域施工時(shí)要選擇合適的材料,如果不能在保證材料質(zhì)量,容易出現(xiàn)建筑物變形的情況,或是建成后直接坍塌,也就是我們常說的“豆腐渣”工程。
高層建筑工程中,轉(zhuǎn)換層復(fù)雜結(jié)構(gòu)的整體施工特點(diǎn)是跨度大、荷載量大以及各種鋼筋骨架多且較高,在施工過程中對(duì)于大體積的混凝土轉(zhuǎn)換層,要減少水化熱以確保鋼筋混凝土骨架的穩(wěn)定性。
高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)普遍選擇混凝土結(jié)構(gòu),制定合適的框架設(shè)計(jì)方案??蚣芙Y(jié)構(gòu)作為一種空間工作體系,通過準(zhǔn)確計(jì)算可以降低建設(shè)成本。混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),重視計(jì)算結(jié)構(gòu)的荷載,詳細(xì)劃分永久荷載與可變荷載,提升框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。
①安裝剪力墻與柱模板。應(yīng)用模板技術(shù)時(shí),同步安裝墻模板與柱模板,完成初步安裝后根據(jù)情況調(diào)整氣垂直度與平整度。從墻角處開始?jí)δ0宓陌惭b,將脫模劑均勻涂抹在墻模板與柱模板上后,沿著控制線位置放置模板,并將模板臨時(shí)固定在墻與柱附近,隨后安裝人員兩邊同時(shí)完成模板安裝。斜向支撐在墻模板安裝完成后進(jìn)行,這樣方便調(diào)整模板標(biāo)高與垂直度,將斜支撐一端固定在背楞上,另一端固定選擇膨脹螺栓,保證混凝土澆筑墻垂直度誤差維持在±5㎜內(nèi)。
②安裝梁模板的技術(shù)。安裝梁模板時(shí),安裝順序?yàn)橄鹊啄0?、后?cè)模板的方式,梁模板兩端固定在墻模板與柱模板上,固定時(shí)選擇轉(zhuǎn)角模方式,確保梁底支撐間距≤900㎜、寬為350㎜的單排支撐,如果寬度大于350㎜時(shí),直接選擇兩排支撐方式,具體支撐方式選擇如表1所示。
表1 梁支撐方式的選擇
③安裝樓板的技術(shù)。安裝樓層樓辦時(shí),第一步要完成龍骨安裝,并將其固定在墻柱頂模處,完成下層板面拼裝完成后整體安裝樓板。沿著墻邊、梁邊安裝樓板模板,選擇臨時(shí)固定方式-插銷,最后將銷子統(tǒng)一打緊。完成模板安裝后,檢測(cè)標(biāo)高是否滿足要求,用激光掃平儀對(duì)板面平整度進(jìn)行檢查,通過調(diào)整頂板支撐桿方式調(diào)整頂板平整度,將誤差保持在允許范圍內(nèi)。
工程施工質(zhì)量直接受到混凝土攪拌與澆筑質(zhì)量的影響。嚴(yán)格按照相關(guān)流程攪拌混凝土,并對(duì)控制好材料配比、時(shí)間、澆筑措施等。大體積混凝土澆筑后需要及時(shí)做好養(yǎng)護(hù),通常要選擇專人養(yǎng)護(hù),避免養(yǎng)護(hù)不當(dāng)出現(xiàn)混凝土裂縫等問題。本工程中澆筑時(shí)選擇分層澆筑施工方法,通過現(xiàn)將底層混凝土澆筑完成后,依次完成上層混凝土澆筑,保證混凝土分層澆筑質(zhì)量。澆筑過程中控制好布料速度,同樣選擇分層布料方法,嚴(yán)格控制混凝土澆筑時(shí)間,控制好混凝土間隔時(shí)間,避免出現(xiàn)離析情況。
①墻柱模板的拆除方式。完成模板組成與混凝土澆筑后,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)后可以將側(cè)模拆除,通常澆筑 12h后可以超出墻柱模板。墻體模板拆除時(shí)要現(xiàn)將斜撐拆除,接著將對(duì)拉螺桿拆除,利用扳手將螺母松動(dòng),并將蝴蝶扣與背楞查取下。及時(shí)清理拆下來的組件。
②頂板模板的拆除方式。從梁板支撐桿連接位置開始拆除頂板模板。本次工程中共配有倒料口 8個(gè),利用倒料口將模板與構(gòu)件直接送至上層結(jié)構(gòu),完成后利用混凝土封堵倒料口。
建筑結(jié)構(gòu)抗震加固處理時(shí),要依據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法,自身加固方法主要包括:水泥漿灌注加固、環(huán)氧樹脂加固法、鐵把鋸加固等。
如,鐵把鋸加固方法,就是直接加固建筑物結(jié)構(gòu)存在裂縫的地方,通常選擇φ6㎜的鋼筋彎折而成,保證長(zhǎng)度超出兩側(cè)縫隙0.2m以上,直接將兩側(cè)彎曲成0.1直鉤,保證建筑物的加固效果。
在外包加固中,主要有鋼筋混凝土面層、水泥砂漿面層、鋼網(wǎng)水泥砂漿面層和鋼構(gòu)件網(wǎng)箱加固四種方法。外鋼筋混凝土面層主要用于加固鋼筋混凝土柱、梁柱和磚墻。水泥砂漿面層主要用于磚墻的加固,對(duì)抗震性能的改善不大。鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層主要應(yīng)用于磚墻、磚柱的加固處理,不需要支撐模板,可以直接在鋪設(shè)鋼筋后實(shí)施分層抹灰,這樣實(shí)施起來操作更加簡(jiǎn)單有效;鋼構(gòu)件凈籠強(qiáng)化主要是應(yīng)用于磚煙囪,鋼筋混凝土梁柱和磚柱處理,采用這種方法時(shí),操作相對(duì)簡(jiǎn)單,但需要做好防止生銹的措施,如果外部環(huán)境濕度大,存在有害氣體不能被使用。
考慮高層建筑的實(shí)際情況,并在原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件基礎(chǔ)上增設(shè)加固構(gòu)件,提升高層建筑物的抗震性能與抗變形能力。新增構(gòu)件選擇時(shí)要考慮建筑物整體框架情況,選擇合適的加固措施,要對(duì)建筑物實(shí)際情況進(jìn)行全面考慮。如需要增設(shè)墻體時(shí),需要原有抗震橫墻間距較大且墻體不承重,可以選擇增設(shè)新墻體,通常選擇鋼筋混凝土墻體;通過新增柱方式提升墻體穩(wěn)定性,如果建筑抗震性能差距不大,可以選擇合適方式將柱子連接起來,如混凝土柱子、拉桿及圈梁等。混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中大體積混凝土澆筑必不可少。具體施工時(shí)需要控制好澆筑層的厚度,通常這個(gè)環(huán)節(jié)分成三部分進(jìn)行:(1)依據(jù)混凝土性質(zhì)初步設(shè)定澆筑層厚度;(2)如果選擇泵送混凝土方式,攤鋪厚度≤600㎜;(3)如果選擇非泵送混凝土,與前者相比攤鋪厚度≤400㎜。
總之,隨著我國(guó)建筑領(lǐng)域技術(shù)水平提升,高層建筑的高度與規(guī)模得到顯著增加。高層建筑抗震設(shè)計(jì)中普遍存在一些問題,需要設(shè)計(jì)者深入分析問題成因,并給出具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化與加固措施。希望通過本文論述,推動(dòng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平的提升。