探讨高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术论文_马宝峰

探讨高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术论文_马宝峰

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摘要:随着现代化城市经济的快速发展,我国建筑工程逐渐向高层方向发展,在很大程度上缓解了我国城市用地紧张的现状。而人们生活质量水平的提高,对建筑物的使用功能和质量提出了新的要求,致使我国建筑物的功能朝着多样化的方向发展,从而大大增加了施工的难度。为了满足建筑多功能的要求,必须在建筑结构中设置转换结构构件,采用钢筋混凝土梁式转换层施工技术进行施工,可以实现自上而下结构形式,满足我国现代化建筑业的发展。在实际施工中,施工人员应根据施工的实际情况,确保钢筋混凝土梁式转换层施工技术的科学合理化,对施工全过程实施严格的监督和控制,确保高层建筑工程的稳定性,提高高层建筑的质量。

关键词:高层建筑;钢筋混凝土梁式转换层施工技术;应用

1钢筋混凝土梁式转换层施工技术的优势以及特点

1.1钢筋混凝土梁式转换层施工技术的优势

就建筑而言,由于其下部结构存在的受力较大,就致使建筑的施工困难增加。但是,建筑的上部结构受力较小,这就与一般的建筑物结构正好相反,也造成了施工的困难,从而对建筑工程的安全性产生了一定的影响。通过实践可以发现,针对建筑结构来说,设置转换结构构件可以很好的地解决这一问题。简单的说,转换结构构件所在的楼层就是转换层。

1.2钢筋混凝土梁式转换层施工技术的特点

对于钢筋混凝土梁式转换层施工技术来说,由于其结构类型的适用范围较为广泛,能够创造较大的内部自由空间就是它的最大的特点。此结构类型的应用范围集中在上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构,其结构优势较符合此类结构的实际情况。

通过上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开实现的,也是其优势所在。但是,在轴线发生改变的过程中转换层上、下结构形式没有随之改变,这是此类型的重要特征之一。在建筑施工的过程中,钢筋混凝土梁式转换层的施工技术是较为多样化的,需要根据实际工程具体选择。

2 高层建筑转换层支撑体系形式

高层建筑转换层施工荷载巨大,转换层支撑架的稳固可靠是转换层施工成功的关键。特别是用碗扣式脚手架系列构件可以组成不同组架密度,不同组架高度,能承受不同荷载的支撑架,现已广泛用十现浇混凝土结构工程施工。在高层现浇混凝土结构施工中,配备快速拆模系统,使模板和支撑架周转速度比常规快1倍左右,材料占用量减少近一半,经济效益显著。横杆层高可根据荷载等要求选择0.6m.、1.2m、或1.8m。使用不同长度横杆组成不同立杆密度的支撑架,其水平框架尺寸可有等几种型式。使用同样长度的横杆也可组成不同立杆密度的支撑架,当用长横杆搭设高密度支撑架(即小立杆间距)时,采用两组或多组组架交叉叠合布置,横杆错层连接;当用短横杆搭设低密度(即大立杆间距)支撑架时,采用两组或多组组架分别设置,增大其中间间距的办法实现。对于楼板等荷载较小的模板支撑,一般不需把所有立杆都连成一整体,高宽(以窄边计)比小于3:1即可,但至少应有两跨(即二根立杆)连成整体。对转换层重载支撑架或高度较高(大于10m)的支撑架,则需把所有立杆连成整体,并根据具体情况适当加设斜撑、横托撑或扩大底部架。

3基于极限状态设计的转换层支撑架立柱整体稳定计算

在工程施工中,工程技术人员一般都按照极限状态设计计算方法进行脚手架的设计计算,其优点是:可与国家的现行结构标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《钢结构设计规范》统一,可直接引用结构规范有关参数,以便简化计算。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆支撑架立柱稳定计算问题,实际上是一个节点为半刚性的空间框架稳定计算问题,为便于应用,对这一问题必须寻求既简便又符合上述支撑架的实际破坏特点的实用计算方法,为此,作如下简化:

a.把支撑架的整体稳定计算简化为对立柱稳定的计算。具体方法是将立柱步距乘以大于1.0的系数作为立柱稳定的计算长度,称这个系数为立柱计算长度系数,根据支撑架的整体稳定试验结果确定。该处理方法一方面反映了支撑架整体失稳的实质,另一方面又可区别不同步距、排距、连墙件竖向间距给出不同的值,以反映主要因素对支撑架整体稳定承载力的影响。

b.忽略作用于支撑架的竖向荷载偏心作用。一般情况下,施工荷载的合力总是偏离支撑架的形心轴作用线;除立柱外,其余的竖向荷载(纵向、横向水平杆施工荷载)通过纵向或横向水平杆与立柱连接的扣件传给立柱时,扣件传力也是偏心的,计算立柱稳定时对上述的施工荷载偏心作用和扣件的偏心传力均予以忽略。

c.由于高层建筑转换层支撑架是支撑于建筑内部,四周处于封闭状态,因此,可不考虑风荷载作用产生的弯曲应力。

-支撑架结构自重产生的轴力标准值,Hd-支撑架的搭设高度;gk-个柱距范围内的每米高支撑架结构自重产生的轴力标准值,-几个可变荷载产生的轴心压力标准值总和,对于高层建筑转换层重载支撑架来说,主要就是转换层施工荷载,1.4-永久荷载与可变荷载的荷载分项系数,fc-计算立柱段的稳定承载力设计值,一轴心压杆的稳定系数,根据所计算立柱段的长细比由《冷弯薄壁型钢规范》可查得,h一所计算立柱段的支撑架步距,i一立柱截面的回转半径,一计算长度系数。

4转换层结构施工技术实例

对半刚性的转换层支撑架的分析计算是很复杂的、特别是空间转换层支撑架结构,由于三维的约束作用,计算分析更是繁杂。在施工中也很少触及。我们对“广场”转换层支撑用SAP程序进行了支撑架的分析。

转换层支撑架为三维空间结构,用SAP程序进行分析时,纵向取三跨,并考虑按照实际搭设情况,用了斜撑。用空间析架建模、考虑到碗扣式脚手架节点抗剪性能强、连接可靠、各节点都近似为刚接、而把支座近似为铰接。支撑架的顶托传递施工荷载,因此,考虑在析架顶层节点作用集中荷载。经过SAP分析、其立杆的侧向最大挠度不超过1mm、其挠度能满足小于1/1000L的要求。

SAP分析的最大支反力与荷载效应组合设计法计算得的支座反力相差不超过6%、造成结果的微弱差异主要是荷载效应组合设计法把支撑架剪刀撑看作构造措施、及对杆件的计算长度系数的取值与实际有一定差异。而SAP计算模型则让剪刀撑参与受力、使角点支反力的分配增大、同时、计算模型中的节点刚接假定对此差异的形成也有一定的影响;同时,广场转换层下层楼板在设计时考虑到防止过大变形、楼板厚度设计为250mm,为满足施工技术设计的方便性,SAP计算模型假定楼板无变形对计算结果有一定影响.

5 结论

本文对高层建筑转换层支撑架半刚性连接的长度系数作较为符合实际的修正、运用实验手段、得出支撑架值经验数据、以便支撑架的稳定计算可符合实际,运用SAP有限元分析,进一步分析了支座反力和顶层节点挠度,可以为结构设计提供较为准确的数据参考。高层建筑转换层施工技术迅猛发展为我们提供了研究本课题的巨大空间、随着科学技术的进步,相信对高层建筑转换层施工技术的研究会更加深入。

参考文献

[1]刘大海 杨翠如,高层建筑结构方案优选(第一版)[M],中国建筑工业出版社,2011年.

[2]唐兴荣 高层建筑转换层结构设计与施工(第一版)[M],中国建筑工业出版社,2010年.

论文作者:马宝峰

论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期

论文发表时间:2017/12/28

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