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摘要:转换层是高层建筑中普遍使用的主体结构,但是因为转换层结构本身就很复杂,也要根据高层建筑类型来确定其施工技术要点,所以为了保证转换层施工顺利进行,针对该结构的不同施工环节,探讨了该结构的施工技术。
关键词:高层建筑、转换层、施工技术
一、前言
高层建筑结构转换层在整体建筑物中起着重要的联结作用,通过结构转换层可以提供大的室内空间,为建建筑的提供大的入口,同时还可以在高层建筑中部提供大空间。所以需要对高层建筑转换层结构的施工进行有效的控制,确保施工的规范性和科学性,从而确保高层建筑转换层结构施工的质量,确保整体工程施工质量能够得到有效的保证。
二、高层建筑转换层的应用现状
随我国城市建设发展速度快,高层建筑也越来越多,当前国内钢筋混凝土高层建筑一般为20~50层,以20~35层之间居多,且占全部高层钢筋混凝土建筑的80%左右,因此转换层结构在高层建筑上得到普遍的应用。转换层施工是高层建筑施工的重要部分,其梁、柱和板的尺寸比较大,因此在施工技术要求上对模版的支撑系统、钢筋的安装、大体积混凝土浇筑要严格把关,做到合理规划、科学施工、现场组织有条不紊、监工落实到位。这不仅对施工管理工作有帮助,也提高施工效率,施工质量也得到保证,产生良好的经济效益与社会效益。
三、转换层的受力和结构施工特点
1、转换层的受力特点
转换层是建筑结构的受力关键部位,承托着上部结构巨大竖向荷载(或悬挂下部多层的重量),又处于内力状态与边界条件比较复杂高层建筑的下部,所以布置转换层上下主体竖向结构时注意三个方面的问题。
(1)转换层上下主体结构尽可能布置成竖向连续贯通,尤其针对核心筒框架结构中的核心筒的布置。
(2)转换层上下主体结构布置时尽可能使水平转换构件传力直接,避免多级复杂转换。
(3)高层建筑受力复杂,抗震性能不强,应加强构件措施。
2、转换层结构施工特点
(1)整体结构大
在高层建筑结构中结构尺寸大,其结构内力分布复杂,支撑荷载重力主要通过截面的内力而实现,同时为保证上部结构水平剪力顺利传往下部,对转换层楼面的水平刚度提出了严格的要求,规范要求楼板厚度不小于200mm.
(2)下部竖向构件的卸荷
进行转换层设计时根据“强化下部、弱化上部”的原则,加强转换层下部主体结构的刚度、弱化上部结构的刚度。在地震荷载力组成的施工情况下,为保证转换层的下部竖向结构具有更好的承载力,需加强控制下部的竖向构件轴压比,使其结构有良好的延性,并利用下部承载力的富集,成为支撑的传力结构。
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(3)分层浇筑
转换层的水平构件高跨比较大,对截面弯曲时产生的水平纤维相对错动不可忽视,假如出现短深梁或厚板的受力现象,则是平截面不适用。通过对叠和构件进行认真分析,考虑分层处水平剪力对构件的影响,采用二次叠浇法进行施工,为保证设计的合理性必要时与设计单位配合,保障一次叠浇构件在施工时及后期应用中保持承载能力。
四、转换层结构施工过程中存在的问题
1、过量使用支撑材料
由于高层建筑中的转换层空间巨大,另外还会受到自重、结构等多方面因素的影响,所以实际的施工难度是很大的。如果运用常用的混凝土浇筑技术进行施工作业,建筑的支撑体系需由转换层开始贯穿至所有楼层直到地面,有些甚至还需要延伸至地下,所需支撑材料总量可想而知,施工成本也会因此而显著提升,即使转换层结构效果显著,但由于成本巨大其适用性还有待商榷。
2、转换层结构自重的影响
转换层结构具有一定自重,所以转换层会对下层结构造成不同程度的影响。在转换层结构的施工环节中,由于转换层结构的规模和自重均较大,所以转换层的下方结构会因此而受到明显的影响。所以,施工中应对转换层结构进行严格的控制,将其对底层造成的影响控制在最低的水平。
3、混凝土浇筑不规范
在转换层结构的施工过程中,混凝土浇筑时需注重细节,但在实际情况中,由于一些人为或客观的因素,使混凝土浇筑并不规范,主要表现在施工缝存在较大的沉淀、施工缝中的钢筋数量不足、钢筋长度及间距等参数较为模糊、缺乏防止温度裂缝的关键步骤等,这些实际存在的问题和不足都会对混凝土的浇筑造成不同程度的影响,不但会使转换层结构失去基本的作用,还有可能引发严重的安全事故。
五、解决高层建筑转换层结构施工问题的对策
1、在转换层结构的安装环节中,应结合高层建筑的基本特点和实际需求,妥善制定高层建筑的支撑体系,将该环节的工作重点放在建筑的下部地基中,因为下部地基才是建筑负荷的主要承受体。虽然转换层结构的功能明显,但这并不代表转换层结构可以无限增加对下部地基的压力,在施工时,从细节入手,完善转换层结构的设计工作,使其在不影响实际效果的前提下尽可能地减小自重,将主要负荷传递至垂直方向的受力部件中,从而降低对下部地基的负荷,提高建筑的稳定性。
2、模板支撑系统在搭设、钢筋安装、混凝土浇捣过程中及混凝土终凝前后要防止沉陷、坍塌等情况发生。在整个施工过程中,测量人员应采用水准仪、经纬仪等设备,对预先设定的模板和支架的监测点,进行位移监测。浇筑混凝土前仔细检查支撑是否可靠、扣件是否松动。浇筑混凝土过程中由监测人员密切监测、木工组设专人看模,发现下沉、松动或变形现象应立即停止浇筑作业并及时处理。确认安全后,方可再次进行浇筑施工。
3、在混凝土的浇筑过程中,应根据实际情况确定适宜的浇筑顺序,以此降低建筑所承担的实际载荷。在实际施工中,转换层结构具有很大的水平跨度,如果结构受力不均衡,其中的厚板会出现异常,对整体施工质量造成影响。为此,施工企业在浇筑混凝土之前,应该编制专项的施工方案,应进行模拟浇筑等操作,进而确定科学、合理的浇筑顺序,从根本上减小转换层结构施工带来的载荷和压力。浇筑梁混凝土时,应该分层浇筑,每层浇筑高度不超过500mm,避免施工荷载集中堆积。当混凝土浇筑达到板底位置时即与板的混凝土一起浇筑,随着阶梯形的不断延展,则可连续向前推进,倾倒混凝土方向与浇筑方向相反。当浇注至梁截面的3/4高时,加强对支顶变形的监控。另外,在施工的过程中,还应对具体构件的受力情况进行密切的关注和全面的分析,及时发现并解决出现的问题,确保施工正常进行。
4、首次混凝土浇筑的高度应比预期水准高出一定距离(不宜超过50mm),在浇筑完成以后应运用高压冲洗的方法将浇筑面上的残留物彻底冲洗干净。整个浇筑过程都必须严格按照规范进行。混凝土的浇筑还应该避免在新浇筑的混凝土重量及施工荷载作用下产生过大的集中荷载或偏心荷载,混凝土不能集中堆放,不得直接将混凝土集中倾倒在模板上。在混凝土出料过程中,采用软管均匀布散混凝土,并及时用人工将板面上的混凝土用铁铲扒平。
六、总结
综上所述,高层建筑转换层结构施工是一项复杂且系统的技术,虽然难度较大,但却是现阶段高层建筑的关键环节。在实际施工中,由于自重及支撑方面的影响和限制,转换层结构施工势必会存在各方面的不足和缺陷,所以施工单位还需在实践的过程中不断提升自身的施工水平,确保施工效果,从而促进我国建筑行业的全面发展。
参考文献:
[1] 施晓.高层建筑转换层结构设计[J].铁道标准设计,2012(4):14-15.
[2] 陈洽阳 许桂森.高层建筑板式转换层施工技术[J].建筑施工,2012(3):17-19.
论文作者:邵孟利
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/26
标签:结构论文; 混凝土论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 构件论文; 过程中论文; 自重论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;