结合实例探析转换层施工技术在高层建筑中的应用_论文发表__58期

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:209

副标题#e#结合实例探析转换层施工技术在高层建筑中的应用
　　贵州省兴义市建设局杨亦秋562400
　　摘要:本文结合工程实例，分别从模板支撑选择、钢筋施工、混凝土施工等技术措施对转换层施工技术加以论述。
　　关键词:转换层；施工技术；探讨
　　1工程概况某大厦为高层建筑工程，总建筑面积50695~，设计为钢筋混凝土框架一剪力墙结构。建筑物总高度98．7m，地上31层，地下2层，抗震等级为二级。地下室为停车场，1～5层为商场，框架结构，6～31层为住宅标准层，剪力墙结构。
　　2转换层特点
　　该大厦1～5层为大柱距钢筋混凝土框架结构，转换层设在第6层楼面，标高为23．77m，为梁板式结构。支承上部26层钢筋混凝土剪力墙结构的全部荷载，将传递下部框架柱，是整座建筑的结构关键部位。主要工程特点如下：
　　(1)结构构件的截面尺寸大、数量多、受力复杂。大部分大梁的高2m，宽1m。最大梁高3m，宽1．5m，楼板厚度200．m。转换层混凝土量非常大，属大体积混凝土施工。结构布置复杂，转换层梁纵横交错，各种大截面梁数量多，几乎所有纵横轴线均设有大截面梁，而且多数大梁与下层框架梁不在同一轴线上，布置完全不同，受力复杂。
　　(2)钢筋排布密集，穿插复杂。大梁纵横交错，最密集的梁交汇处钢筋排布有32层之多，钢筋最小间距只有10～20衄。施工时绑扎困难，保证混凝土浇筑密实度的难度较大。
　　(3)混凝土强度高，浇筑量大。设计的框架柱、梁、板混凝土强度等级为C45，大体积高强度混凝土水化热高，构件内外温差大，必须采取抗裂措施防止混凝土产生温差裂缝，同时，混凝土一次浇筑量大，浇筑过程要采取措施连续浇筑，防止产生施工冷缝，保证混凝土的整体性。
　　3施工技术方案
　　3．1模板支撑系统设计本工程转换层结构自重比较大，达5416t，不均匀地分布在1560~结构平面上．例如截面为1m×2m的大梁线荷载达52kN／左右，根据施工进度要求，在转换层能承受设计荷载前，要求模板支撑系统具有足够的承载能力承受上部楼层的结构自重和施工荷载。住宅标准层施工进度要求为每月4层，模板承重架所承受的总面荷载达在137kN／m2。转换层梁板混凝土未达设计强度前，根据其下各层的楼板设计承载力，按传统常规方法支撑须加至底层地面。因此，采用分层支撑，通过其下各层楼板和模板的垂直支撑共同支承转换层。同时，利用叠合梁原理留置水平施工缝，将转换层大梁分两次浇筑，即利用第一次浇筑形成的钢筋混凝土梁和模板垂直支撑共同支承第二次浇筑的混凝土和施工荷载，形成叠合梁，减少施工荷载，降低支撑费用。
　　3．2钢筋施工
　　本工程结构钢筋层次多，密度大，在框架梁柱节点部位，钢筋绑扎和混凝土下料及振捣较困难，如钢筋采用普通搭接法，造成钢筋节点过于密集，排距过小，无法正常浇捣。因此钢筋连接采用镦粗等强直螺纹接头，可以克服以上难题。连接接头质量高，连接速度快，套筒成本低，质量检验直观，又减少了现场工作量，加快了施工进度。
　　3、3混凝土施工
　　为防止温差裂缝，减少混凝土水化升温，混凝土配合比采用高标号普通硅酸盐水泥和掺用粉煤灰降低水泥用量。
　　为防止浇筑时产生施工冷缝，使用高效缓凝减水剂，控制初凝时间，有利于延长混凝土层间搭接覆盖时间。同时混凝土浇筑时要求投入的大产能机械设备和较多的人力才能保证混
　　凝土的连续浇筑，并考虑混凝土设备应急方案。
　　4施工技术措施
　　4．1模板工程
　　4．1．1荷载计算
　　(1)恒载标准值。混凝土结构：T型梁最大断面为1300mm×3000mm，板宽(5／3+4／3)=3000m，板厚200m，则混凝土自重荷载为：1o6kN／m2，钢模板钢楞及连接件荷载0．75l‘N／m2；钢管支撑自重荷载0．25l‘N／合计：107kN／m
　　(2)活载标准值。施三I=人员及设备荷载：2．5l‘N／；振动冲击力：取2．#p#副标题#e#OkN／m。；合计：4．5kN／m~荷载承载力设计值：P=I．2×107+1．4×4．5=134．7kN／~
　　4．1．2模板支撑方案选择
　　转换层施工荷载巨大，在保证安全前提下，应采取有效措施降低支撑成本。
　　方案1：模板支架采用临时钢桁架系统。在转换层转换粱下设置主次钢桁架，支承在框架柱临时钢牛腿上，梁板混凝土一次浇筑。临时钢桁架为一次性使用，耗钢量大，不经济。
　　方案2：采用传统支模方式，转换层梁板一次整体浇筑粱板自重及其他施工荷载近102l‘N／，根据转换层以下各层楼板的设计承载力，须1～5层支撑共同承受转换层荷载．
　　方案3：利用叠合梁原理，将转换层梁板作两次浇筑成型。第一次先浇筑施工至板底，达到9o％强度后，和其下各层模板支撑系统形成统一的受力体系一起支承上一层的施工荷载．转换层施工计划工期为4O天，通过荷载和楼板承载力校核计算表明，转换层以3、4、5层楼板的共同承载力能够承受转换粱第一次浇筑高度的荷载。待第一次浇筑的混凝土达到90％强度后，能与3、4、5层楼板形成共同支撑承受第二次浇筑混凝土和上一层施工的荷载。可以通过提前设计3、4、5层支撑，对局部受力大的补充加固的方法解决受力问题。
　　通过比较，采用方案3较为合理。此方案耗用周转材料量较小，而工地的模板周转材料量是根据标准层月度进度计划的使用量，刚好满足方案3的要求，故选择方案3。
　　4．1．3模板的支撑结构设计
　　(1)本工程采用覆膜木胶合板模板，支撑用由48mX3．5m钢管搭设。假定转换层荷载由下部各楼层均匀承受转换层混凝土约为2300m~，重5416t，楼层结构面积1560~，每m2结构荷载为3．470t．此荷载由三、四、五共三层承担，各楼层对应高度大予2．5m的转换层粱位置处按原纵横间距设立杆和水平撑杆，加垫及楔顶紧。
　　(2)模板钢管支撑架主要验算立杆承载力及其稳定性可简化为按两端铰接的受压杆件计算．考虑到立杆本身存在弯曲，对接扣件的偏差和荷载的不均匀，可按偏心受压杆件计算．
　　(3)各立杆布置双向水平撑，上中下共三道，并适当布置重直剪刀撑。按上面计算得的荷载设计值进行计算，结果为立杆间距0．3m，排距0．7m．对于梁高小于1m的，其立杆下需垫18reX200幽×200衄木胶板，粱高大于1m的，支撑排架扫地杆下隔一排垫5O哪×lOOmX2000~的木方。
　　4．1．4模板的安装及加固
　　(1)梁底铺50m×lOOmX2000ram木方和18咖厚木胶板，梁高大于2m的梁，木方间距为250m~梁高为2m以下的梁，木方间距为300m；粱高大于1．5m的梁，其侧模需按间距300m竖向安装50m×1oo帆的木方，其外装2条~48．nX3．5衄钢管，距梁底250m为第一层．扫地杆和立杆均设置纵横向水平杆连接以保证在巨大施工荷载的作用下不发生破坏性失稳。
　　(2)由于结构转换层与三、四、五层梁板结构布置的不同，故在三、四、五层梁板支撑结构对应于转换层(3)、(7)、(1O)、(14)、(17)、(23)、(25)等轴转换梁的相应楼板部位增加竖向支撑，保证转换梁传递至其下各楼层．
　　(3)转换层混凝土浇筑从西侧向东侧推进，支撑结构逐渐受力，由于施工荷载大及荷载的不均匀性，产生较大侧向推力，支撑排架需加剪刀撑和平撑以加强的侧向稳固整体性。混凝土浇筑开盘时，必须首先浇相邻两条以上大梁．
　　(4)转换梁截面大且混凝土连续浇筑，梁侧模板的侧压力很大(近60，另按竖向间距450m，水平问距45O～600m，设M12对拉螺栓和直径14m的对顶钢筋共同固定，加强梁侧支撑，以防止混凝土浇筑后位移和胀模。
　　4．2钢筋工程
　　(1)大梁纵向钢筋安装绑扎按“底筋一箍筋一腰筋一第二排底筋一各排纵向箍筋一面筋”的顺序进行。在计算钢筋下料长度时应充分考虑钢筋的相互关系，在规定有设计的范围内(保证锚固长度不变)按“主筋一次筋一预埋件”的先后次序作适当调整，使钢筋能顺利就#p#副标题#e#位。
　　(2)由于钢筋粗，间距密，自重大，单靠钢箍不能承
　　担钢筋自重，因此用钢管制作钢筋支架辅助钢筋(包括箍筋)绑扎，绑扎完毕，安装梁侧模板时拆除。保护层垫块用高强度砂浆，大尺寸，防止混凝土垫块压碎而造成保护层不足或露筋．
　　(3)直径大于22衄的钢筋连接采用镦粗等强直螺纹连接工艺，套筒为T45。对于钢筋密集处，钢筋转动困难，采用正反丝扣式直螺纹套筒连接，即将两钢筋端部分别与套筒对接，然后无需转动钢筋，只拧动套筒，在钢筋不转动的情况下实现钢筋连接。
　　4．3混凝土工程
　　转换层大部分粱断面在1．2m×2．0m以上，个别达1．3mX3．Om，断面大混凝土强度等级高，混凝土分两次浇筑仍属大体积混凝土，混凝土内部水化热高，据初步估算．粱内混凝土中心的最高温度可达7O℃以上．浇筑期问正值ll月份，气温低，混凝土内外温差达30℃以上易产生温差裂缝，必须采取抗裂措施。转换层混凝土强度等级高，浇筑量大，要求一次连续浇筑成型，浇筑过程中应采取措施防止出现施工冷缝。
　　4．4混凝土配合比控制
　　(1)选择水化热低和安定性好的普通硅酸盐42．5水泥，掺入20％的I级粉煤灰替代部分水泥用量，以减少水泥水化热。
　　(2)为提高混凝土的抗拉强度，采用级配良好的骨料，控制碎石和砂的含泥量不超过1％和2％。
　　(3)掺入高效泵送混凝土缓凝减水剂，使混凝土缓凝，推迟水化热峰值期，降低水化热峰值，使缓凝时间延长到5h以上，避免浇筑施工中出现冷接缝现象。
　　5效果分析
　　该转换层混凝土连续浇筑5d时间，混凝土强度达到了设计要求，没有出现施工冷缝，拆模时和拆模后相当长时间到交付使用至今，没有发现温度裂缝。模板支撑系统充分利用了下层钢筋混凝土楼板的承载力，加上采用了二次浇筑的方案，大大降低了支模的周转材料用量，其施工质量为本工程获得优良工程打下了良好的基础。
　　实践证明：该转换层施工方法是可行的，同时也验证了支撑设计的计算假定是偏于安全的，可以用于工程施工实践。