(中國建筑第四工程局有限公司, 510000)
談建筑轉換層結構的施工技術問題經驗分析
蔡王澎
(中國建筑第四工程局有限公司, 510000)
現階段,城市建設不斷推進,高層建筑如雨后春筍般涌現,這對施工技術也提出了更高要求。對于高層建筑來說,通常涉及到轉換層結構,這一結構對建筑整體質量有直接影響,同時也關系著建筑物的使用時間,因此需要重點把握施工技術。本文對建筑轉換層結構特點進行分析,并探究其施工技術,以期建筑工程提供參考。
建筑工程;轉換層結構;施工技術
由于城市建設和發展,城市用地壓力不斷增加,而為滿足廣大民眾的生活需求,高層建筑數量不斷增加,而且形式和結構也逐漸向多樣化、高層次方向發展,這也使轉換層結構得到廣泛應用。鋼筋密閉是轉換層結構的特點之一,利用一次性澆筑混凝土的方式,使留置施工縫、支撐模板排架更加困難,所以在施工中把握好施工技術,這樣才能保證工程質量。
在建筑工程中,轉換層形式包括以下幾種:一是桁架式轉換層;二是梁式轉換層;三是板式轉換層;四是箱式轉換層。其中,以梁式轉換層最為常用。建筑工程應用轉換層的目的在于使高層建筑多種功能需求得到充分滿足。通常情況下,高層建筑上部結構和下部結構受力存在較大差別,下部受力明顯大于下部,使得下部網密墻多,但上部網疏墻少,這與常規布置結構之間產生矛盾。建筑中轉換層的應用主要是用于補充轉換結構構件的不足,確保建筑結構從上至下布置為一條軸線上,并平穩過度,一般情況下,轉換層結構在上下層結構轉換中應用,還可以在上下層柱網軸的變化中應用,另外還可以在結構軸線位置變化中應用。
對于高層建筑來說,轉換層結構作為一個水平構件,具備轉折功能。由于轉換層受力相對復雜,因此需要大尺寸結構。建筑上部結構產生的水平剪力需要向下部結構進行傳遞,在這一過程中樓面支撐負荷則比較重,因此需要轉換層具備較強的水平剛度。同時為避免對結構抗震性能產生嚴重影響,在不落地支撐系統設計過程中則需要將轉換層上層和下層發生剛度突變問題考慮在內,使結構延性得到保障。
一.工程概況
某建筑工程,主樓為5-33層,裙房為1-4層,另外還包括地下1層。其中1-4層為框支結構,6-33層為短肢剪力墻結構,5層為轉換層,采用厚板結構,厚度為165cm,受力筋直徑分別為32mm、36mm、40mm,箍筋直徑為14mm,頂板標高為20m,共用鋼筋550t,通過一次性澆筑混凝土的方式進行施工。
二.鋼筋施工技術
首先,針對梁與梁之間節點以及梁與柱之間節點的鋼筋施工。由于轉換層存在較大的配筋率,因此在梁與梁之間節點、梁與柱之間節點處會涉及到大量鋼筋,綁扎更加困難,尤其是角柱位置,需要將錨固鋼筋插入角柱內,一個平面中需要構造超過3層鋼筋,在受力條件下無法形成約束機制,且可能導致脆性破壞,對于此可通過等強代換方式進行施工,對鋼筋位置進行調整,通過倒三角形楔子增加相鄰鋼筋間的距離,使鋼筋綁扎難度降低,并對之后的混凝土澆筑以及振搗有利。其次,鋼桁架混合節點的鋼筋施工。由于本工程所涉及到的轉換層,其大梁鋼筋布設的形式為貫通模式,并通過實腹式雙H型鋼進行配筋,而在對配筋預設貫穿孔進行制作時發現不能與鋼筋有效貫通相適應,因此需要對貫穿孔進行重鉆處理,這將導致鋼柱截面發生脆化,對于此應通過等強代換的方式,不僅要對主梁內鋼筋數量進行控制,還需要將之前采用的二級鋼換成三級鋼,主要是為了對主梁內鋼筋布置形態進行調整,基于原有鋼桁架梁,在梁頂處增加附梁。最后,針對型鋼混凝土梁與柱節點的鋼筋施工。本工程中,型鋼混凝土梁與柱之間節點的連接采用剛性方式,焊接過程中,在剪力和彎矩的共同影響下,型號構件產生局部變形,對于此可以在型鋼混凝土梁與柱安裝過程中,通過高強螺栓對其進行固定,使其垂直偏差得到及時糾正,并在設置好型鋼骨架后,對增加荷載條件下的螺栓和焊接情況進行觀察,并觀察焊縫外觀質量。另外針對型鋼腹板孔位的預留問題,若不能與鋼筋穿過要求相符合,則基于設計標準,通過鉸刀作擴充處理,使節點受力盡量減小。
首先,混凝土配合比。本工程采用加入沸石粉的火山灰硅酸鹽水泥,而沸石粉的加入主要是為了對水泥水化熱進行控制,另外加入適量減水劑,對水化熱峰值時間有推動作用,這也是對混凝土表面溫度有效控制的方式之一。對于減水劑、粉煤灰以及其他外加劑的加入需要合理控制配合比,應以材料含水量為依據對其進行調整。其次,混凝土澆筑。以預先擬定澆筑方式為依據對轉換層水平和豎向結構進行分開澆筑,并對轉換層中部及后部進行澆筑,然后從水平和豎直方向進行逐漸推進。在混凝土澆筑過程中,應盡量使工作面面積增加,主要是為了使混凝土水化熱更加有效的排出,并使模板側向壓力減輕。在對節點位置進行澆筑時,應對節點處鋼筋的密集程度考慮在內,在鋼筋施工過程中,不僅要留出充足的振搗空間,使振動器向節點位置插入,同時在澆筑過程中應安排專人對澆筑和振搗密實情況進行檢查,在澆筑完成18小時之后,可將節點處側模任意部分,對混凝土澆筑質量進行檢查,直至其初凝,并在其上覆蓋好草袋子,使其保持濕潤。最終,控制混凝土裂縫。在混凝土工程中,裂縫問題比較常見,同時也是影響混凝土工程質量的主要危險因素之一,裂縫產生原因包括很多種,如材料質量不達標、施工方式和技術不當、溫度差異、不均勻沉降等。在本工程中,混凝土澆筑由于受到水化熱影響,外界接觸表面與其結構中心存在一定的溫度差異,如果外界溫度大幅度降低,混凝土則收縮,這時再其內部將產生拉應力,應以熱交換原理為依據采取保溫措施,不僅需要將結構厚度、表面溫度考慮在內,還需要考慮中心最高溫度、傳熱系數及其修正值等,進而對保溫厚度進行計算,利于混凝土表面的熱擴散。
由于轉換層構件體型較大,不僅需要承受混凝土荷載,還需要承受其他荷載,因此本工程每米轉換層承受荷載在70kN以上,使得模板支撐施工難度增加,對于此在模板支撐系統施工前,需要對模板及支架自重標準值進行確定,同時對混凝土、鋼筋、施工人員、機械設備的重力標準值進行確定,另外還需要明確混凝土振搗過程中產生的荷載等,對混凝土側向壓力進行計算,并以上述各荷載分項系數為依據通過落地支撐技術實現模板支撐系統,使其系統結構更加完整。模板體系結構的布置要確保上層與下層豎向支撐荷載的準確傳遞,使模板變形承受能力和荷載充足,安排專人對支撐系統變形情況進行檢測,避免安全事故的出現,保證施工安全。
高層建筑工程不僅可以使國家發展要求得到滿足,還可以使土地利用率得到提升。而轉換層結構可以使高層建筑功能需求得到體現,同時可以作為雜樓層的過度結構,因此應對這一結構的施工技術給予重點關注,在實踐中,鋼筋施工技術、混凝土施工技術以及模板施工技術均為重點內容,只有控制好其技術質量,就能保證高層建筑工程質量,使其效益得到充分發揮。
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1007-6344(2017)08-0134-01