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        裝配式建筑中復雜結(jié)構(gòu)體系的深入分析

        2020-11-23 11:21:18屈靈芝上海研砼建筑設(shè)計有限公司上海200062
        綠色建筑 2020年3期
        關(guān)鍵詞:扁鋼裙房弱電

        屈靈芝(上海研砼建筑設(shè)計有限公司,上海 200062)

        1 工程概況

        近幾年,裝配式行業(yè)迅速發(fā)展。從建筑設(shè)計角度來看,現(xiàn)代住宅趨向工業(yè)化發(fā)展,戶型單元趨于模數(shù)化,住宅樓棟趨于標準化,利于工廠生產(chǎn)及現(xiàn)場施工。但當建筑類型屬于公建建筑、結(jié)構(gòu)體系又較為復雜時,就需要對建筑節(jié)點進行特殊化處理。上海市某學生活動中心建設(shè)總面積為 21 750 m2,其中,地上建筑面積 15 285 m2,地下建筑面積 6 465 m2。主樓為高層建筑,建筑高度為 40 m,挖深為 7.5 m。裙房中由于有音樂廳、舞臺及觀眾廳,所以結(jié)構(gòu)框架布置較為復雜。建筑需要主樓外圈的柱子為異形柱,梁柱節(jié)點處為 45° 斜交,各層預制的 45° 結(jié)構(gòu)柱及部分房間均采用清水混凝土效果。

        2 各構(gòu)件分析

        2.1 柱

        傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計時,未考慮柱上下層鋼筋用灌漿套筒連接,且各層建筑功能變化較大,導致柱子配筋上下層間基本無規(guī)律,很多建筑出現(xiàn)上層鋼筋大于下層的情況。因此對于90% 以上跟預制相關(guān)的柱子都進行了鋼筋代換。代換原則是保證上下層鋼筋最大相差為一級,下層柱子連接處的配筋不得小于上層柱的原配筋。

        (1)對于如圖 1 所示的 45° 擺放柱,結(jié)構(gòu)柱按矩形設(shè)計,尖角異形部分用構(gòu)造鋼筋跟矩形部分連接,處理方法如圖 2 所示。

        圖 1 結(jié)構(gòu)圖大樣

        圖 2 預制構(gòu)件大樣

        (2)裙房部分柱配筋較大,有的柱子有兩排鋼筋。在考慮盡量不影響灌漿的情況下,預制柱第二排鋼筋放置采用形式如圖 3 所示。

        圖 3 預制柱大樣

        (3)部分柱子從 2 層做預制,部分從 6 層或者 7 層做預制,需要在首層和預制層對應的下一層預留插筋。另外,裙房的預制柱為矩形柱,主樓的預制柱為異形柱。所以插筋定位圖分了很多種,如現(xiàn)澆柱接預制柱插筋定位圖、預制柱接預制柱插筋定位圖,其中又根據(jù)樓層細分。由于裙房的功能復雜,很多柱子的柱底及柱頂標高并不統(tǒng)一,需要對每根柱子的標高進行核對,且在圖紙中標明,以確保預制柱高度準確。

        2.2 梁

        很多梁與梁之間也是斜交的關(guān)系。由此涉及錨固的問題,要保證最短的鋼筋錨固滿足規(guī)范,預制梁的底筋長度各不相同,如圖 4 所示。

        圖 4 預制梁鋼筋大樣

        (1)裙樓采光頂部分由于建筑造型的原因,所以梁外形為異形,如圖 5 所示;且梁的跨度較大,如將一整根梁均做成預制,運輸及吊裝都有困難。因此,將此類梁拆成幾段,如圖 6 所示;中間用灌漿套筒連接,如圖 7 所示。

        圖 5 異形梁大樣

        圖 6 預制梁平面布置

        圖 7 預制梁節(jié)點連接大樣

        同時控制每段梁的重量不超過塔吊的最大載重。這種情況,需要精確控制每段梁鋼筋的定位,以免現(xiàn)場安裝時出現(xiàn)問題,影響梁的整體性。

        (2)異形梁。當梁寬為 300 mm 時,造型處的鋼筋錨入主體結(jié)構(gòu)中,位置與箍筋平行。因為造型的體積較大,若錨固不夠牢靠,會造成安全隱患,因此將梁每邊加寬 40 mm,造型的鋼筋充分錨入主體梁內(nèi)。由于裙房上有后澆帶,所以此處的梁預制做到后澆帶邊,將鋼筋預留伸入支座。這樣既能方便工廠生產(chǎn),也滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,如圖 8 所示。

        圖 8 預制梁局部平面布置

        2.3 樓板

        因柱跟梁是斜交的關(guān)系,所以很多預制樓板都是異形的(梯形、平行四邊形)。在這種情況下,盡量使相同外形的構(gòu)件,鋼筋的起始位置及伸出長度一致,以減少模具的用量。

        由于部分預制樓板板底齊梁底,為避免樓板鋼筋與梁底筋碰撞,所以在預制樓板內(nèi)將底筋按 1:6 放坡,抬高后錨入梁內(nèi),如圖9所示。

        圖 9 板邊支座連接節(jié)點

        對于有升降板的情況,根據(jù)圖集《16 G101-1混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》,局部升降板為 SJB 構(gòu)造,如圖 10 所示;并將現(xiàn)澆鋼筋和預制鋼筋進行焊接,具體做法如圖 11 所示。

        圖 10 局部升降板構(gòu)造做法

        圖 11 升降板詳圖

        由于裙房的體量較大,預制板塊數(shù)較多,為方便現(xiàn)場吊裝,將 2、3 層的樓板進行分區(qū),方便管理。

        2.4 點位預埋

        部分屋面板也做成預制。此處有立管的地方需要預埋剛性防水套管,如套管伸出預制面過高,會造成運輸和堆放的困難。最終定的是伸出預制面 100 mm,現(xiàn)場再電焊連接。

        2.5 防雷接地預埋

        本項目利用鋼筋混凝土灌注樁內(nèi)主鋼筋、基礎(chǔ)底板內(nèi)鋼筋、柱內(nèi)主筋及型鋼作接地裝置。電氣接地、安保接地、防雷接地、消防報警裝置及其他弱電系統(tǒng)接地共享該接地裝置。

        (1)在強電及電纜專用垂直豎井內(nèi)設(shè) 1 根 40 mm×4 mm 鍍鋅扁鋼作為強電間等電位接地。

        (2)在弱電垂直豎井內(nèi)設(shè) 2 根 40 mm× 4 mm 扁銅作為弱電工作接地主干線,與底板接地系統(tǒng)連通,并與墻體及每層樓板內(nèi)鋼筋絕緣。

        (3)1 層及以上各層弱電機房或弱電間采用 40 mm×4 mm 扁銅與弱電工作接地主干線連通。

        (4)電梯軌道接地,在離機坑底 0.5 m 處預埋 100 mm× 100 mm× 10 mm 接地鋼板,用 40 mm×4 mm 熱鍍鋅扁鋼兩處與基礎(chǔ)底板主筋焊接連通。

        對于以上電氣專業(yè)的要求是將需要預埋接地的 2 根柱縱筋用圓鋼焊起來,再在其中 1 根柱筋上焊接一片 200 mm×200 mm× 10 mm 的扁鋼,跟上下層進行連接。或是在柱內(nèi)預埋鋼套管,上面伸入現(xiàn)澆層,下面在預制柱底部預留手孔,跟下層進行連接。

        防雷預埋時,為保證上下層連接貫通,在預埋扁鋼的柱縱筋上涂色環(huán)標識,方便現(xiàn)場施工。為與幕墻主龍骨可靠連接成電氣通路,將外側(cè)柱的防雷預埋放置在與幕墻緊挨的一側(cè)。

        2.6 注意事項

        由于本項目梁柱鋼筋代換比較多,在控制土建造價的情況下,代換時盡可能地不浪費鋼筋。在深化設(shè)計完成后,將鋼筋增加的量進行了統(tǒng)計,約占整個項目鋼筋的 0.5%。

        3 結(jié) 語

        隨著裝配式行業(yè)的快速發(fā)展,技術(shù)愈發(fā)成熟,工業(yè)化已不局限于標準、模數(shù)統(tǒng)一的建筑。對于復雜結(jié)構(gòu)節(jié)點的處理也會日趨完善,既不影響主體結(jié)構(gòu)的受力,也更利于現(xiàn)場施工。相信在行業(yè)的驅(qū)動下,裝配式建筑會更環(huán)保,效率更高,施工周期也會大幅縮短。

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