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淺談高層建築結構轉換層施工技術_高層建築結構施工

摘要:詳細闡述了高層建築結構轉換層的作用和分類,闡述了高層建築結構轉換層的施工技術要點。關鍵詞:高層建築;結構轉換層;施工技術高層建築的結構轉換層既是上部結構的“基礎”,又是下部結構的“屋頂”,在整個高層建築結構體系中起著極其重要的連接作用。但高層建築轉換層結構承受的豎向荷載大,跨度大,導致其截面尺寸較大。而且連續施工強度大,施工過程非常復雜。因此,高層建築結構轉換層的施工技術壹直是高層建築的難點。

1高層建築結構轉換層的功能及分類

1.1轉換層的建築功能。在高層建築中設置轉換層可以實現以下建築功能:

1.1.1提供室內大空間。

在傳統的剪力墻結構中,剪力墻間距較小,適合布置酒店、住宅的客房層。當商店、會議室、餐廳、文化娛樂等空間較大的公共用房需要布置在底部時,可通過轉換層將部分剪力墻改造成框支剪力墻,用框架柱代替剪力墻,形成大空間剪力墻結構,滿足建築功能要求。大空間剪力墻結構可以在建築下面的壹層或多層形成大空間。

1.1.2提供大出入口。

轉換構件沿建築平面周圍的柱或角柱布置。外框筒轉換層可采用桁架、梁、拱等多種轉換結構。

2轉換層按結構功能分類

從結構上看,轉換層主要實現以下結構改造:

2.1上下結構類型轉換

為了創造更大的內部自由空間,轉換層將原來的上部剪力墻轉換為下部框架。這種轉換層可廣泛應用於框架-剪力墻結構和剪力墻結構中,這種類型的轉換層稱為ⅰ類轉換層。

2.2上下樓層的網和軸線的變化並不改變上下樓層的結構形式,而是通過擴大轉換層下部柱的柱距,從而形成大柱網。這種轉換層多用於外框底部形成大入口的情況。這種類型的轉換層稱為第二類轉換層。

2.3同時,轉換結構形式和結構軸線位置。

通過轉換層結構,可以將上部樓層的剪力墻結構變為框架結構,同時上部樓層與柱網軸線錯開,實現上下結構的錯層布置。這種類型的轉換層被稱為第三類轉換層。

3高層建築結構轉換層施工技術要點

3.1鋼筋工程施工

3.1.1合理安排鋼筋就位順序。

由於梁柱節點區鋼筋密集、主筋長、含鋼量高,壹些高層建築大跨度大梁甚至采用大直徑鋼筋和工字鋼。因此,合理安排鋼筋的擺放順序,正確進行下料和翻樣,是鋼筋施工最關鍵的壹點。加固工程開工前,需要掌握現行規範的相關規定,查閱熟悉的設計文件,弄清設計意圖。鋼筋翻模時應確定綁紮順序、安裝順序和制作尺寸,並考慮鋼筋之間的穿插和避讓關系。

3.1.2鋼接頭焊接

高層建築轉換層結構中的工字鋼壹般都是焊接的。焊接後,所有這些焊接點必須進行無損檢測。符合檢測標準要求並取得許可證後,方可進行下壹步鋼筋的安裝和綁紮。直徑大於32mm的鋼筋宜采用機械連接,直徑小於32mm的鋼筋宜采用閃光對焊,連續連接可采用冷擠壓套筒連接和錐螺紋連接。當轉換板厚度較大或轉換梁高度較大時,應采取必要措施保證鋼骨架的穩定運行。

3.2混凝土工程施工

在大跨度超高轉換梁和轉換厚板的混凝土施工中,應采取措施防止新澆混凝土產生溫度裂縫。目前在實際工程中采取的措施有:

3.2.1根據混凝土配合比、預測的施工氣候和現場條件,采用大體積混凝土結構三維有限元溫度分析程序,模擬計算大跨度超高轉換梁和轉換厚板全過程的溫度狀態,掌握澆築後壹個月內混凝土各部分的溫度變化規律,為大跨度超高轉換梁和轉換厚板的施工提供科學的預測分析和依據。

3.2.2大體積混凝土轉換結構施工時,應采取措施控制混凝土內部與混凝土表面的溫差小於25℃。

工藝流程

優化方案→支撐系統設計→模板設計→模板支撐→鋼構件制作→鋼構件安裝→鋼筋綁紮→混凝土原材料選擇→配合比設計→混凝土攪拌→混凝土運輸→混凝土泵送→測溫探頭布設→混凝土布料→混凝土振搗→泌水和表面處理→混凝土溫度養護。

混凝土泵送

(1)現場根據施工方案的要求,布管前檢查管道內有無混凝土殘渣,如有,要及時清理,固定管道,特別是斜管和垂直管,以減少泵送壓力損失。

(2)泵送前,用清水濕潤管道,然後用水泥砂漿潤滑管道和泵。

(3)泵送料鬥前,要有人值班檢查混合料中的大石塊和雜物。在泵送過程中,料鬥中的混凝土量至少保持在20厘米,以避免泵的吸入速度過低或吸入的空氣堵塞。

(4)泵送暫時中斷時,應采取措施使泵反轉,使管內混凝土能來回往復運動,保持良好的可泵性。

混凝土攪拌

①進料順序。采用同樣的拌和方法,外加劑用拌和水稀釋,同時與其他材料混合,粉煤灰和水泥應同時加入攪拌機。

②攪拌均勻。外加劑應在混凝土中均勻分布,避免局部過量造成不良後果,因此攪拌時間應延長1min。

(3)投料後,保證攪拌時間在2.5分鐘以上

3.3轉換層底模支撐系統

高層建築結構轉換層的混凝土自重和施工荷載很大,確定轉換層底模支撐體系是關鍵之壹。轉換層底模板壹般有三種支撐體系:

3.3.1滿堂紅鋼管支撐架

這種支撐體系適用於板式轉換層結構的施工,施工荷載和結構自重相對較小,轉換梁布置密集。這種支撐體系通常在立桿下有200mm×50mm的木墊,立桿間距在600mm×600mm之間,采用鋼管腳手架。華西美容館和曼哈頓國際公寓(第壹家)就采用了這種支撐體系。

3.3.2沿轉換梁方向設置鋼管支撐架。

該支撐體系適用於轉換梁位置低、施工荷載大、轉換梁重量大的結構。施工前必須合理設置豎向剪刀撐和水平剪刀撐,並確定立桿的間距和步距。

鋼架支撐

該支撐體系適用於轉換層位置高、施工荷載大、轉換梁重量大的結構。方法為:鋼框架作為轉換梁的模板支撐體系,鋼牛腿埋設在下柱中,豎向荷載由柱傳遞。

3.4預應力混凝土轉換層結構施工技術

由於高層建築的轉換梁(板)承受幾層甚至幾十層的荷載,荷載壓力比較大,預應力筋的用量也相應較大,施工時應註意避免預張拉區出現過大的反拱或開裂現象。

3.4.1可采用選擇性張拉技術,即在高層建築轉換結構上部施工七八層後,再次張拉預應力。值得註意的是,必須加強轉移結構下的支持。

3.4.2采用分階段張拉技術,即通過逐步施加預應力來不斷平衡各階段的荷載,但會存在造價略高的問題,這是由於張拉次數較多,相應費用較高。

3.4.3在預張拉區域配置壹定數量的預應力筋,實現反拱。

4結論

總之,轉換層結構已成為現代高層建築的發展趨勢之壹。轉換層結構在高層建築中的應用,使高層建築的發展進入了壹個新的發展時期,具有巨大的經濟價值和社會效益,值得探討。