浅谈转换梁的施工技术
来源:用户上传
作者: 梁 斌
摘 要:在带有转换层的结构施工过程中转换梁造施工难度大。合理的采取施工构造措施,对保证结构转换层的质量及整个主体质量有着极其重要的作用。介绍了抗剪键在转换梁施工过程中的应用。
关键词:转换梁;施工;抗剪键
1 前言
随着城市建设进程的加快,高层建筑发展越来越迅速,目前在高层建筑中存在不少高大钢筋混凝土转换梁的施工,转换层梁因截面大、楼板厚、钢筋多、混凝土强度等级高、结构受力复杂,施工非常困难梁,易产生温差与收缩裂缝问题。工程上,实际施工时通常是分层分次浇筑,然而这样做的,在浇筑上层混凝土时,下层混凝土的早期变形趋于稳定,限制了上层混凝土的塑性变形。由于两层混凝土的变形差异较大,在施工过程中,若不采取措施,将直接导致早期界面裂缝的产生,影响结构的整体性。
2 转换梁裂缝控制措施
工程上通常采取的温度裂缝控制措施主要有:1)选择优质的骨料,控制骨料的含泥量,减少混凝土的收缩;2)选用水化热低和安定性好的普通硅酸盐水泥,并适量掺人外加剂改善混凝土性能;增加灰浆,改善混凝土的后期强度,以进一步减少水泥用量,降低水化热。比如掺入10%水泥用量的高效低碱的UEA微膨胀剂,使混凝土得到补偿收缩,以抵消或部分抵消由温度引起的约束应力,从而防止或减小温度裂缝的出现;3)对转换梁上表面进行蓄水养护,对混凝土进行保温、保湿,减少温度应力和体积收缩,并延长侧模的拆模时间,减小转换梁内外温差;4)掺入缓凝型的高效减水剂,推迟水化热峰值期。
施工过程中梁裂缝的产生对梁的抗剪能力有较大的影响。本文将主要讨论在转换梁施工过程中通过增设设混凝土抗剪键来增强混凝土抗裂的性能。我们先看一下规范中斜截面受剪承载力相关的公式(按梁托剪力墙为例):考虑地震作用组合的框架梁,当跨高比l0/h≥2.5时,其受剪截面应符合条件:Vb≤(0.15βcfcbh0)(高规10.2.9)。斜截面受剪承载力应符合公式计算:Vb≤(0.42ftbh0+1.25fyvh0) (砼规11.3.4)。再根据《型钢混凝土组合结构技术规程JGJ138-2001》5.1.4条和5.1.5条规定:考虑地震作用组合的型钢混凝土框架梁,其受剪截面应符合条件:Vb≤(0.36βcfcbh0) ,其斜截面受剪承载力应符合公式:Vb≤(0.06fcbh0+0.8fyvh0+0.58 fatwhw)
从以上可得出,型钢混凝土梁的抗剪能力主要由三部分组成:砼抗剪能力、箍筋抗剪能力、型钢梁腹板抗剪能力,其中后者占绝对主导地位;又由于不考虑型钢梁翼缘的抗剪能力,故我们可以仅引入型钢的腹板以承受剪力,即抗剪钢板。比较公式可知,同等截面,同等砼标号情况下,加入抗剪钢板的梁的受剪截面承载力最高可提高数倍。综合以上各点,在转换梁中加入抗剪钢板可以使转换梁的受剪截面承载力会有较大提高。
为了保证高大钢筋混凝土梁的施工质量和安全,在高大钢筋砼转换梁纵向水平施工缝处加设混凝土键的施工,可充分利用混凝土键的抗剪能力,最大限度提高施工缝处的水平抗剪能力,使得二次浇筑的高大钢筋混凝土梁更加做到近似整体浇筑。
3 工程应用
3.1 工程概况
某住宅小区工程,地下两层,地上分别为32层、32层和12层。地下一层分别设置了停车库及设备用房,地下二层为停车库,战时部分为人防区,一层主要包括住宅入口大堂、管理、消防控制室及电表间,其余部分作架空层,二层(转换层)及以上部分为住宅。
建筑竖向高度分别为95.3m(32层)、99.3m(32层)和32.95m(12层)(均不包括屋面设备用房的高度)。建筑层高:地下二层4.6m,地下一层4.3m(A、B栋)和5.85m(C栋),架空层6.4m(A、B栋)和5.0m(D栋),标准层3.1m。
转换层的梁截面尺寸达到1200mm×2200mm～1800mm×2400mm,这些梁属于建筑高大钢筋混凝土梁,为了保证工程质量和施工安全,落实责任,确保人身和财产安全,因此在高大钢筋混凝土梁的中部(约沿高度方向1000mm处)设前后浇筑施工缝,先浇筑高大梁底部(约1000mm高以下)混凝土,待该混凝土强度达到80%时再完成高大梁上部和楼盖的二次浇筑工作,同时在水平施工缝处置混凝土键。
3.2 施工措施
3.2.1 受力分析
转换大梁分二次浇筑, 与一次整体浇筑有很大的区别,因为分层浇筑与原结构设计中将转换梁作为一个整体进行验算有一定不同,因此叠层施工应作为一种工况进行结构复核,对原结构设计进行必要的调整、补充,使得用该方案实施的转换梁在结构受力中能够不分层,正常协同工作。本工程施工过考虑在施工过程梁截面抗剪不足,经计算在交接面增设-6×200×400×200的抗剪钢板。
在浇筑首次混凝土时,模板和支撑系统仅承担该部分结构自重和施工荷载; 在浇筑第二混凝土时,前期浇筑成型的混凝土结构将和支撑系统共同承担新浇混凝土的自重和施工荷载。这种施工方法的优点是节约大量的支撑材料,但在进行支撑设计时,应重点解决支撑体系和新浇混凝土结构承重比例分配的问题,也就是说,新浇混凝土结构不能无限承担上部荷载,以免造成转换梁自身的结构安全隐患。
第二次浇筑的混凝土对前期浇筑成型的结构施加的应力,应对其负弯矩区进行验算,并根据实际计算的内力增加原设计中没有考虑的梁腹部负弯矩钢筋;同时在两道水平施工缝位置采取特殊构造措施,保证结构完整的承载能力。
本工程中,钢管脚手架支撑体系选用Φ48×3.5普通钢管,转换梁下共设10排,每排由4根立杆组成.每根立杆顶部设一个032U型可调顶撑,铺设10#糟钢以铺设梁底模;
3.2.2 支撑系统
(1)由于框支梁部位的施工荷载大于一层楼板的设计荷载,所以在所有梁底模顺着梁的长度方向支撑立杆下端设置120号工字钢作为枕木,避免立杆的集中荷载破坏楼板结构。工字钢铺设时,应在工字钢下面采用铁板垫实并与工字钢焊牢。在工字钢铺设完毕后用Φ25的钢筋与其焊接拉结,使工字钢形成整体,防止倾覆。
考虑立杆垂直方向受力存在偏心距,在排架搭设过程中所用的水平钢管应在立杆两侧交差布置,不应在立杆的同一侧布置。顶板排架立杆间距取框支梁长度主向立杆间距的双倍数。
(2)立杆排架搭设好以后,在排架下端设一道水平拉结扫地杆,再向上按不大于1500mm设置水平拉杆,并与顶板排架连结。每一把梁排架立杆沿梁的长度方向设置二道剪力撑,垂直于梁的长度方向
每间隔2400mm设剪力撑并与顶板排架立杆拉结,这样使梁排架与顶板排架连成整体,增加稳定性。
(3)考虑扣件质量及人为因素,在梁底模外楞所用扣件部分均采用双扣件加固,以防扣件滑移。
(4)梁侧模固定所用的Φ14对拉螺栓水平间距400mm,垂直间跨不得大于430mm,固定模板所用
螺帽均采用双螺帽,以防螺杆丝口滑丝。由于对拉螺栓比较密集,考虑对结构受力将会造成影响,经
与设计探讨确定,框支梁中所用的对拉螺栓均为一次性投资。
(5)梁底模内楞布置根据立杆的布置情况,在立杆间铺设50×100m木方,其净间距不得大于100mm。
梁侧模内楞间距不得大于200mm,外楞间距不得大于430mm。
3.2.3 键位放样和键钢板网模施工
(1)混凝土键的设置:以混凝土键水平投影面积与混凝土梁纵向总水平投影面的比值控制,由图纸会审时,根据梁结构要求,由设计确定,一般为20%～30%之间;
(2)根据键面积百分率,具体规划绘制混凝土键的平面尺寸和位置并放样定位;
(3)混凝土键的高度须大于混凝土骨料粒径的4倍,通常不大于200mm;
(4)混凝土键在梁宽方向只设一个,沿梁的纵向键长度宜大于键高三倍;
(5)混凝土键边距梁边宜不小于100mm,混凝土键间净距宜大于200mm,混凝土键边与箍筋净距大于40mm;
(6)键模用二层错孔(实际净孔小于5mm)厚1mm～2mm的钢板网叠合制作,钢板网按错缝点焊(四角及中部)并与围筋Φ12点焊或绑扎成围片(见图5.2.3-1钢板网错孔示意图);
(7)支模在转换梁下部支模后,混凝土浇筑前悬挂,根据放样确定的尺寸和位置将钢板网模点焊固定在箍筋上,也可连接成围片,用14#铁丝以十字扣与箍筋绑扎连接成悬模,键模须下伸下部(一次浇筑)混凝土面60mm。
3.2.4 抗键砼的浇捣
(1)转换梁下部混凝土按要求先浇至施工缝水平面,待混凝土接近初凝前续浇键砼,防止混凝土流向四周,先行人工辅助扦插为主,后在键中部插入小型振捣器轻振,减少水泥砂浆四周流失,小振捣棒振捣时应下插已浇的施工缝面;
(2) 键混凝土振捣宜采用二次成型、二次振捣的方法;
(3) 混凝土键使用混凝土宜采用低坍落度、低砂率,必要时强度提高一级;
(4)禁止利用施工缝的浮浆和清理的余料浇筑混凝土键。
(5)梁大体积砼浇筑到设计标高后,在砼初凝前,用滚筒纵、横碾压数遍,再用木搓打磨、压实,砼经收水后,第二次再用木搓搓、磨、以闭合砼表面的收缩裂纹和微裂现象。
4 结语
在转换梁的水平施工缝处设置混凝土键,克服了传统施工工艺在水平施工缝处加插钢筋由于箍筋密集表面自然粗糙面凹凸处理、凿毛、清除浮浆操作难度大、质量难以达到梁受力要求、成本费用高的困难。同时利用混凝土键的抗剪能力,承受高大钢筋混凝土梁在施工缝处的水平剪力,使得二次浇筑的高大钢筋混凝土梁更加近似整体浇筑,保证高大钢筋混凝土梁的完整性。
参考文献
[1]黄毅勤,浅谈混凝土工程施工质量通病的防治[J].山西建筑,2005,31(9):107-108.
[2]建筑工程模板施工手册[J].中国建筑工业出版社,2002.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-554833.htm
