武汉科技大学湖北武汉420065
摘要:在国家经济快速发展的同时,城市高层建筑得到了快速的发展。在现代高层建筑设计中,在结构变化较大的两楼层间设置合理的结构转换层,从而有效地传递上部楼层之间的荷载,确保结构受力性能的稳定。但是,随着建筑结构体系逐渐复杂化,从而增加了转换层施工的难度,因此,需要严把转换层施工各工序的质量,确保高层建筑建设的可持续发展。本文主要对高层建筑结构转换层施工技术的应用做简要的阐述。
关键词:高层建筑;转换层;施工技术
一、高层建筑转换层的具体结构形式
高层建筑转换层可以实现结构变化较大楼层间荷载的传递,例如,某一建筑内上部结构为小开间,而下部结构为大空间的商业用房,这就需要在两个楼层间设计转换层,以实现上部框架结构与下部剪力墙结构间的荷载传递。研究发现,现代高层建筑的转换层类型主要有梁式、桁架式、箱形、板式等。而在我国建筑中设置转换层的建筑多数选用梁式转换层结构。
研究发现,高层建筑转换层结构具体如下几种形式:(1)梁式转换层,结构受力性能明确,施工便捷,对于抵抗地震有着明显的效果,多应用在高层建筑底部空间较大的剪力墙结构体系中。(2)箱形转换层,其主要是由上下层较厚楼板与单双向托梁所组合而成的,受力结构相对较复杂,多应用在解决纵向与横向结构的受力转换建筑中。(3)板式转换层。该种转换层结构可以灵活地实现对上下层结构柱网的有效布置。但是,此转换层施工耗材量较大,且结构自身也较大,其适用于上下柱网轴线错开情况严重以及较难实现采用梁结构直接对上下结构进行承托的楼层中。(4)桁架式转换层,该种转换层结构传力明确,且实际传力途径较为清晰,有着很强的灵活性,由于其构造特点,导致施工复杂程度较高,该种结构适用于转换梁构架跨度较大且上层负载也很大的楼层中。
二、转换层的施工特点
在高层建筑转换层处,部分竖向构件会被打断,使竖向力传递发生转折,而实现功能转换的大型水平构件便是转换层。但同时,要实现这些功能,必会导致该结构本身受力复杂、不利于抗震的特点:
2.1转换层构件大,楼面荷载高
如果建筑有转换层,其承载需求是通过利用转化和改变构件截面内力实现的,建筑内部应力状况非常复杂,为了实现结构的水平剪力能够顺利向下传导,应该保证转换层楼面具有较高的水平刚度。当前,转换层的构件尺寸均较大,楼板厚度不低于16cm,楼面荷承载力较大。
2.2叠加浇筑的要求高
转换层的构件体积大,因而高跨比也随之增大。再者,转换层截面出现弯曲变形时水平向的,所以内部结构容易发生错动。针对这种情况,施工时浇注的要求一定要高,在叠加浇注时,要进行仔细的分析和研究,对分层处水平剪力的影响作充分考虑,保证叠加浇注的质量,确保在使用中构件的承受力。
2.3支撑系统需灵活布置
为达到建筑的抗震要求,在设计时,转换层的形式往往十分灵活。其支撑系统也应结合转换层上下结构合理采用,以避免上下层发生剪力和刚度的突变。
三、高层建筑结构转换层施工技术的应用分析
高层建筑工程随着国家经济的提升而蓬勃发展起来,其结构的设计过程中,往往需要在楼层之间配备相应的转换层,起到承接上层荷载,维持结构整体稳定的效果。一般来说,转换层的结构比较繁琐,施工过程中需要重视施工工艺的选择,可运用模板支撑、控制网的布置以及混凝土浇筑等技术进行全面的施工。
3.1控制网的布置
在对高层建筑进行转换层施工的时候,为了保证施工的质量以及整体的施工进度,需要对高层建筑的垂直度以及相应的施工测量数据进行有效地控制,这样才能确保在施工的过程中不会出现相应的问题。并且转换层结构由四个层面组成,这四个层面分别为顶层、转换层以上、转换层以下以及转换层。为了更好地对这些层面进行相应的控制,可以通过布置控制网来将相应的施工内容显示出现,从而确保工程施工的顺利进行。
3.2模板支撑安装施工技术控制
在高层建筑结构转换层结构施工中,常采用的模板支撑技术有一次性使用的支模技术、埋设型钢法支撑技术、荷载传递法支撑技术等模板支撑体系,对不同的转换梁时应根据相应的施工原理选择最合适的模板支撑技术进行施工。在进行高层建筑转换层结构模板搭建工作开始之前,相关施工人员应提前对高层建筑模板搭设的施工现场进行环境勘察,根据勘察的数据选择合适的模板支撑技术进行转换层的结构模板施工,在施工时模板的位置必须按照施工设计规范进行,要保证上、下楼层间的支撑柱在准确的位置。在进行具体的施工时,对梁的侧面模板应选择合适长度的扁铁拉片,同时,梁的侧面模板应使用钢管扣件夹具进行固定,梁的板支撑部位的横向水平杆的末端在顶住梁的两侧模板的同时,应与梁上的钢管扣件夹具相连接以承受来自浇注混凝土侧向的压力。因为梁模板是搭设而成的,在搭接处难免会有空隙,施工人员应使用塑料泡沫或毛草纸对其进行密封,以防止在浇注混凝土时有混凝土流出。另外,在高层建筑的结构转换层的下部空间如果允许采用叠合浇注或埋设钢筋进行模板搭设,相应的管理人员应对转换层下部的支撑模板系统进行施工阶段的承载力核算。
3.3钢筋绑扎技术
建筑施工过程中,钢筋是非常重要的建筑材料之一,其施工技术主要是钢筋制作和绑扎。对于钢筋的设置,应在其四周相同的距离,安置U形的钢支架,达到保障钢筋整体垂直度、外部保护层厚度的作用,同时确保绑扎的稳定性。绑扎过程中必须严格执行施工技术的相关标准,具体程序如下:首先设置好U形架,然后设置外围的开口底箍,绑扎牢固后,放置内开口箍,并从其中间位置相两端进行水平主筋的分层放置,从两侧插入水平开口箍。转换层施工中,需要严格遵守钢筋制作和绑扎工艺的相关要求,从而保证施工水平。
3.4混凝土施工
混凝土浇筑施工时转换层是重要部分,一般采用C60混凝土,并采用分层法浇筑,分成竖向结构和水平结构,先浇筑转换层的中间和后半部分,再就水平和竖向两个方向交替循序浇筑,浇筑过程中要想方设法增加工作面的面积,这主要为了提高混凝土水化热排出的有效性,还能减小模板的侧压力。浇筑高度在5cm~10cm为宜。混凝土浇筑的质量关系到转换层能否实现两种结构的转换。混凝土首选商品混凝土,原材料中水泥和骨料能够满足强度和耐久性的要求。水泥可以选择矿渣水泥和火山灰水泥等。骨料可以采用当地碎石,但不应把卵石作为碎石使用;碎石的最大粒径要小于钢筋的最小净距内保证混凝土的强度和和易性;浇筑过程中需严格按照施工规范进行,振捣的时间和流程要符合相关规定。骨料的级配应该均匀,粗骨料和细骨料混合使用。浇筑时需要安排专人检查浇筑的密实度并检查混凝土的浇筑质量。混凝土浇筑结束后采用薄膜或土工布进行养护,养护可保证混凝土在相对合适的温度内继续进行水化反应。当温度发生变化时应调整养护措施,保证混凝土在相对适合的温度下养生。
结束语:
随着高层建筑结构的不断发展和房地产市场竞争的加剧,带转换层的高层建筑有着广泛的市场需求,高层建筑转换层作为上下层结构转换的桥梁,实现了高层建筑多功能性和综合利用性。在施工设计中,要科学计算、精心组织、规范施工,严格做好施工过程中的质量控制,才能为建筑物的整体质量打下坚实基础,从而取得良好的社会经济效益。
参考文献:
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