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摘要:在结构转换层的施工过程中需要解决的技术难点较多。施工前应对各技术难点提出针对性的解决办法和质量保证措施。本中阐述了高层建筑转换层的施工技术,以供参考。
关键词:高层建筑;转换层;施工技术
前言:
高层建筑转换层在整体工程项目施工中所占的比例较小,但是却占据着十分重要的位置。国内高层建筑普遍采用钢筋混凝土的建筑形式,其转换层的形式主要有:箱式转换层、板式转换层、梁式转换层、空腹桁架转换层等。近年来,我国高层建筑转换层施工技术的应用形式逐渐呈现出良好的发展态势,并获取了广阔的发展空间。
一、转换层结构的施工特点
部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。
1.1结构尺寸大,楼面支撑荷载重
带转换层体系内力的改向是通过引发截面内力来实现的,结构内力分布比较复杂,同时为保证上部结构水平剪力顺利传往下部,对转换层楼面水平刚度有严格要求(规范一般要求楼板厚度不小于200),故一般转换层的结构构件尺寸较大、楼面荷载较重。
1.2分层浇筑,利用先浇部分构件承载
转换层水平构件高跨比大,截面弯曲时水平纤维相对错动不可忽略,平截面假定不再适用,一般呈现短深梁或厚板的受力特性。采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件进行仔细分析,考虑分层处水平剪力对构件的影响,必要时应与设计单位配合,进行一次设计,确保一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力。
1.3结合下部结构,灵活布置支撑系统
为减少对结构抗震的不利影响,避免转换层上下层发生刚度突变和剪力突变,设计不落地支撑系统时可以结合下部结构进行灵活合理的布置。
1.4通过下部竖向构件卸荷
根据转换层设计时“强化下部、弱化上部”的原则,结构设计加强转换层下部主体结构刚度、弱化上部结构刚度,转换层结构在由地震荷载参加组合的工况下,下部竖向构件轴压比限值有严格的控制,以保证结构具有足够的延性。这使转换层下部竖向构件在施工阶段比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备,可以利用下部承载力富余的竖向构件作为支撑的传力构件。
二、转换层施工技术
2.1原材料要求
(1)水泥:在满足强度和耐久性等要求的前提下,宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥(发热量270-290Kj/kg),严禁使用安定性不合格的水泥。
(2)骨料
骨料中不得含有有机杂质,其含泥量应<1%。细骨料宜选用粗砂或中砂,含泥量应≤ 3%。当采用泵送混凝土时,其粗细率以2.6-2.8 为宜。控制细砂以0.3mm 筛孔的通过率为15%-30%;0.15mm 筛孔的通过率为5%-10%。
(3)粉煤灰为了减少水泥用量,可掺入水泥用量10% 的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的烧失去量应<15%,SO3 应<3%,SiO2 应>40%,并应对水泥无不良反应。
(4)外加剂为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。
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2.2混凝土用料设计
为寻求大体积混凝土合理的配合比,首先分析一下其产生温度裂缝的原因,众所周知,大体积混凝土温度裂缝主要是由于水泥水化产生的热量,使大体积混凝土内外温差过大所致。这是由于混凝土具有热胀冷缩的性质,混凝土是热的不良导体,散热很慢,浇注后的大体积混凝土内部温度远比外部高,温差可达60℃左右,造成内胀外缩,在外表面产生很大的拉应力而开裂,其次从混凝土用集料品种看,热膨胀系数大小对混凝土温度应力及结构的温度变形有很大影响,选取用热膨胀系数小的骨料可减小大体积混凝土的温度应力,提高抗裂性。再次,从骨料的粒径看,骨料粒径较大的混凝土,其水泥浆量较少,热膨胀系数小,可减小大体积混凝土的温度应力,提高抗裂性。混凝土配合比,应根据使用的材料通过试配确定。水灰比应≤ 0.6。砂率应控制在0.33-0.37(泵送时宜为0.4-0.45)。坍落度应根据配合比要求严加控制。当采用商品混凝土泵送时,坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决,严禁在现场随意加水以增加坍落度,并应将坍落度控制在10-14cm为宜。
2.3施工准备
大体积混凝土施工前的准备工作,除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外,应根据其施工的特殊性,做好附属材料和辅助设备的准备工作,如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。
2.4施工要点
(1)大体积混凝土的施工,一般宜在低温条件下进行,即最高温度延30℃时为宜。气温大于30℃时,应采取相应的降低温差的减少温度应力的措施。
(2)混凝土的配制,应严格掌握各种原材料的配合比。混凝土的搅拌时间,自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止,一般应不少于1.5-2min。雨季施工期间,应勤测粗细骨料的含水量,并随时调整用水量和粗细骨料用量。
(3)搅拌后的混凝土,应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中,要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象。如发生离析现象,必须进行人工二次拌合后方可入模。
2.5混凝土浇筑要点
大体积混凝土的浇筑,应根据整体连续浇筑的要求,结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况,选用以下三种方法:
(1)全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑,当已浇筑的下层混凝土尚未初凝时,即开始浇筑第二层,如此逐层进行,直至浇筑完成。这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程,施工时宜从短边开始,沿长边推进;也可分为两段,从中间向两端,从两端向中间同时进行。
(2)分段(块)分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土,进行到一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。
(3)斜面分层。适用于结构的长度超过厚度三倍的工程,振捣工作应从浇筑层底层开始,逐渐上移,此时向前推荐的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3,以保证分层混凝土之间的施工质量。分层的厚度决定于振捣器的棒长和振动力的大小,也要考虑混凝土的供应量大小和可能浇筑量的大小,一般为20-30cm。插入式振捣器应伸入下层50cm 为宜。分层浇筑时,上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/mm2,混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之差在25℃以下时进行。
2.6混凝土的养护
混凝土拌和物浇筑成型后应及时进行养护。混凝土浇筑完毕后,应在12h 内加以覆盖和浇水。具体要求是,普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d,矿渣水泥、火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。养护方法分为降温法和保温法两种。降温法即在混凝土浇筑成型后,用蓄水、撒水或喷水养护;保温法是在混凝土成型后,使用保温材料覆盖养护(如塑料薄膜、草袋等)及薄膜养生液养护,可视具体条件选用。
结束语:
总之,转换层结构要承受上面各层的全部荷载,因此设计对转换层的刚度、强度有严格的要求。在施工过程中必须严格控制好施工质量,有切实的质量保证措施,精心施工,避免出现质量问题。
参考文献:
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[4] 罗彪原.高层建筑结构转换层施工技术分析[J].科技创新与应用.2012(11)
论文作者:杜吉俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签:混凝土论文; 结构论文; 构件论文; 骨料论文; 水泥论文; 体积论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2018年第5期论文;