综述建筑工程板式转换层的施工
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摘要：本文主要论述了转换层结构的特点,对厚板转换层结构的优缺点和注意事项进行了分析,对厚板转换层结构施工技术进行了探讨，供同行参考。
关键词：转换层结构； 板式转换层； 施工技术；
前言
本文主要对转换层结构的特点以及对梁式转换层结构的优缺点和注意事项进行了认真总结分析,对板式转换层结构施工技术进行了探讨, 可供工程技术人员在实际转换层结构工程中参考。
一、 论述厚板转换层
厚板转换层通常用于上下层既有结构类型的改变又有柱网、轴线变化的情况。对于体型复杂的高层建筑, 特别是多塔楼体系, 上部住宅单元剪力墙布置很不规则, 而下部商场要规则大柱网, 难以布置转换梁和框架, 采用厚板转换层成为一种较好的选择。整个转换层是一块厚达 2. 0 m~ 3. 0 m 的实心钢筋混凝土承重板。有的厚板转换层在一定部位也设有暗梁, 以满足上部结构的变化要求。作为一种新型的转换层, 厚板结构转换层可以使建筑物上下部的墙、柱轴线不受任何限制, 从而更好地实现对高层建筑多功能的要求。但从结构上讲, 这是一种对抗震不利的复杂结构体系。厚板的重量达数千吨以至上万吨, 这样大的质量集中在建筑的中部, 振动性能极为复杂, 加之该层刚度非常大, 下层刚度又很小, 容易产生底部变形集中和震害。振动台试验表明, 邻近厚板的上下层容易产生应力集中, 往往最后在这些部位发生破坏。此外, 建研院结构所进行的厚板剪力墙和厚板柱节点实验表明, 在集中力作用下, 板墙节点和板柱节点应力分布十分复杂, 容易产生剪切破坏和冲切破坏。由于板太厚, 不仅有平面内的各种应力, 而且沿板厚产生明显的竖向应力, 这些拉应力甚至会使板产生横向撕裂。现阶段一批学者正围绕着预应力混凝土厚板转换层结构的整体抗震性能, 对结构分析、设计建议与优化及大体积混凝土的施工等一系列影响该类结构应用的各个技术难题进行探讨。总的说来, 厚板转换层适用于上下柱网极不规则的结构, 它的结构布置方便, 但缺点也很明显。厚板的传力途径不明确, 计算困难, 而且由于刚度极大, 易使结构上下部由于刚度突变形成薄弱层。
二、论述厚板转换层施工
1、施工模板系统
为保证安全可靠施工, 大体积混凝土架空施工模板系统必须满足下列要求: 1) 模板系统每个受力构件要有足够的强度和刚度。2)支撑系统要有足够的整体刚度。3) 由于施工时产生的振动荷载很大, 模板系统在巨大的荷载作用下容易整体失稳破坏,因此模板系统整体稳定性要好。4) 使用的支撑材料和构件多, 安装工作量大, 对工期要求紧, 因此支撑系统的构造要易装、易拆,构件能通用, 以便于缩短工期, 减少造价。
2、混凝土施工
①混凝土浇筑前的注意事项。采用泵送商品混凝土。现场配备混凝土输送泵, 并有备用混凝土输送泵一台。厚板转换层是大体积混凝土结构, 浇筑后水泥的水化热较大。由于混凝土体积较大, 聚集在内部的水泥水化热不易散发, 混凝土内部温度将显著升高, 会在升温和降温过程中引起温度应力剧烈变化, 导致混凝土结构产生有害裂缝, 因此在配合比设计及养护过程中要充分考虑这一因素, 以降低混凝土最高温度和内外温差。混凝土内部的温度是水化热的绝对温度、浇筑温度和结构物的散热温降等各种温度的叠加, 同时, 在高温条件下, 大体积混凝土不易散热, 混凝土内部最高温度一般可达 60℃ ~ 70℃ , 并且有较长的延续时间。在这种情况下, 合理的温度控制措施, 防止混凝土内外温差引起的过大温度应力显得更为重要。大体积混凝土的温度, GB 50204-92 混凝土结构工程及验收规范规定不宜超过 28℃ 。就大体积混凝土的温度组成来看, 控制混凝土的浇筑温度, 就是相应地控制了混凝土的内部最高温度, 并减少了结构的内外温差。同时, 还可延长混凝土的初凝时间, 改善混凝土的浇筑性能, 这对于保证混凝土的施工质量也是十分有利的。混凝土配置时注意掺减水剂和粉煤灰以降低水化热。为降低水泥水化热, 可减小水泥用量并采用比较低的水灰比。可选用水化热较低的 42. 5 矿渣水泥, 并参照水泥厂的水泥强度历史资料, 充分利用水泥强度的后期发展, 尽量减小水泥用量, 降低水化热。选用粒径 5~ 31. 5的碎石, 含泥量控制在 1% 以下; 选用细度模数在 2. 5以上的中、粗砂, 含泥量小于 2% ; 粉煤灰采用I级灰、烧失量小于 5% 。
② 混凝土浇筑时的注意事项：1) 混凝土浇筑分两次完成, 每次浇筑厚度为 1 m。每次浇筑时应按照 分层、连续 的要求布料, 分层厚度为 400 mm~ 500 mm。2) 泵送混凝土流动性大、泌水多, 会影响混凝土的密实性和结构的整体性。为此, 在板四周侧模的上口开设排水孔, 使多余的水分从孔中自然排空。3) 两浇筑层结合面的处理措施。为使转换层厚板不因分两次浇筑而削弱整体抗力性能, 必须对结合面进行特殊处理, 以保证两层混凝土板能协同工作。
预留抗剪坑。第一次浇筑 700mm厚、板面设置间距1 000 mm、呈梅花形布置的混凝土坑, 坑深 150 mm, 边长 200 mm 200 mm,设置一次性木盒, 并用 4 根 500 mm 10 的钢筋固定, 防止因混凝土振捣而移位。
混凝土表面处理。首先对先浇混凝土板在初凝前用钢筋进行插孔, 并在其表面涂刷一道高效缓凝剂, 待混凝土终凝后立即用水冲洗混凝土表面, 使混凝土内粗骨料外露, 然后再刷一道界面粘结剂。另外, 在降温过程中, 混凝土由于体积收缩产生拉应力, 此时在混凝土内施加预压应力, 当拉应力大于预压应力时, 预压应力抵消了部分拉应力, 该温度拉应力将明显减小。当预应力大于该温度拉应力时, 混凝土内的应力是压应力, 不会出现温度裂缝。在转换板的施工中, 施加预应力后, 可以通过混凝土应变计测试混凝土内的应力变化情况, 显然预应力可以增强厚板混凝土的抗裂能力。混凝土浇筑结束后静停 1 h, 待混凝土面泌水渗出后, 在模板面上钻孔排水泌水, 用 30 mm~ 60 mm 碎石铺放在混凝土表面的水泥浆中; 碎石应一半埋入水泥浆中, 一半露在外面, 作石笋的碎石要经过筛选水洗, 另外支架及锚拉筋将上、下层混凝土拉结在一起, 可以增强抗剪能力。大体积混凝土泵送, 表面水泥浆较厚,浇筑后做了处理。在初凝前 1 h~ 2 h先用长刮尺按标高刮平, 再用铁滚筒碾压数遍, 以闭合收缩裂缝。
三、 结语
随着我国社会经济的发展和科学技术的不断进步, 高层建筑发展十分迅速。现代高层建筑对功能的要求越来越高, 在同一座建筑中, 沿房屋高度方向建筑功能经常需要发生改变, 许多高层建筑要求在底层或底下几层设置商场、餐厅、银行、邮局、大的门厅、大型车库及大型舞厅、影院等, 而在上部布置旅馆、住宅或办公用房等, 因而在建筑物的底部需要较大的空间。建筑的这种多元化发展, 使得结构在竖向必须具有不同的柱网及墙体设置。上部小空间, 下部大空间, 而在大、小空间衔接处需设置结构转换层。由于转换层承托着上部建筑巨大的垂直荷载, 又处于内力状态与边界条件都很复杂的高层建筑, 是整个建筑的关键部位, 所以带“转换层”结构已成为我国多层及高层结构中最基本、用得最多的形式之一。
参考文献:
[ 1] 江正荣. 建筑施工计算手册[ M ] . 北京: 中国建筑工业出版社 ,2001. 644- 679.
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