高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术

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1 引 言随着城市建设的发展，很多高层建筑向多功能、多用途方向发展，由于建筑物各部分使用功能和要求不同，对建筑物结构形式、柱网布置也就提出了不同的要求。为了实现和适应这种结构型式的变化过渡，转换层应运而生。而在工程设计和施工实践中，梁式转换层得到了广泛的采用和认可，它可以较好地解决高层建筑中上下部结构在竖向不连续的问题。目前，梁式转换层的高层建筑在国内应用虽然很多，也在施工方面作了一些探讨和研究，但总体来说，都不够深入和全面。本课题是通过对钢筋混凝土梁式转换层的施工技术研究，力求为以后的梁式转换层施工技术的应用积累一定的经验，促进该项技术的推广应用。2 转换层概述由于高层建筑下部结构受力较大，上部结构受力较小，正常合理的布置应是下部柱网密、墙多，上部柱网疏、墙少。这样建筑功能要求就与常规结构布置之间产生了矛盾。为了满足建筑多功能的要求，就必须在结构中设置转换结构构件，以实现自上而下结构形式，轴线布置的自然过渡。转换结构构件所在的楼层就是转换层。按转换层所实现的结构转换可分为三类。上、下层结构类型的转换：这种转换层广泛应用于上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构，它将上部剪力墙转化为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。上、下层柱网、轴线改变：转换层上、下结构形式没有改变，但是通过转换层使下层的柱距扩大，形成大柱网。常用于外框筒的下层，形成较大的入口。同时转换结构形式和结构轴线位置：即上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开，形成上、下结构不对齐的布置。实际工程应用中转换层的结构形式有多种多样，转换层的结构形式主要有梁式、柑架式、空腹析架式、箱式和板式。从跨数上，可分为单跨、双跨及多跨；从上部墙体形式上，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞、开门洞和开窗洞；从转换梁功能上，可分为托墙和托柱：从转换梁形式上，可分为加腋和不加腋；从转换梁结构采用材料上，可分为钢筋混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。3 模板及支架的施工混凝土梁式转换层的模板工程技术是施工技术的重要组成部分，离不开施工技术的基本属性和特点，这就是条件的多变性、参数的难控性和理论与实际情况的差异性。追求最大程度地与实际情况相符合，是技术研究的基本要求。模板工程的设计包括：模板装置（或工程模板及支架，以下同）的结构和构造设计；模板装置的设置和装拆设计及模板装置的使用和周转设计。本文主要研究转换层的施工技术，因此对模板装置的使用和周转设计不作详细探讨。3.1 斜撑的施工要点所有斜撑杆按小于或等于 45°角设置，排距沿柱面竖向为1m，梁底斜撑杆同梁底模板的外钢楞相协调，间距为 400mm，其上端伸至模板底并与梁度模外钢楞相扣接，并作双扣件抗滑移保险，斜撑杆的下支点主柱面预留的内设定位短筋的凹槽，最下排斜撑杆的下支点为所在楼层的柱根部。梁底斜撑支架尽量与梁下排架同时搭设，如跟不上，也必须保证在大梁钢筋骨架就位前搭设完毕，以确保斜撑支架与梁下排架同步受力。所有斜撑杆要尽量与梁下排架的立杆、横杆相扣接（用转向扣件），同时与楼层满堂架连体，以增强斜撑支架的整体性和稳定性。3.2 立杆和扫地杆的施工要点立杆的上端直接与梁底的内楞、外楞分别相扣接（外楞紧贴在内楞下面），从而形成双扣件抗滑移保险。立杆的下端支撑在楼面上铺设的通长木板上设置的钢垫块上。梁下排架下设扫地杆，中间设两道大小横杆，梁底排架两侧，横向设置斜撑，纵向设置双肢剪刀撑，同时将梁下排架与楼层满堂架连为一体，以增加排架的空间刚度。3.3 钢管支撑的施工要点支撑体系中，一定要注意检查木楔是否顶紧、钉钉子、防滑动，这是避免钢管直接作用于楼板形成集中荷载的关键。（1）用中 Φ48-3.5 碗扣式脚手钢管搭设排架作为转换结构模板支架，可调支托安放于钢管支撑顶端，再把小 准48-3.5 钢管安放在可调支托上，碗扣式钢管立柱承受的是轴向力。作用在模板支架上的荷载特别大，用钢管碗扣脚手架做支撑最关键的问题是绝对不能出现模板支撑倒塌事故，否则损失和影响极大，因此，即使在排架三维间距均满足设计要求条件下，仍须采取必要的附加保证措施。利用转换结构区域的边缘构件如框架柱，剪力墙卸失一部分荷载。中间部分用钢管与柱子锁紧。（2）对进场的构配件进行检查验收，扣件及底托等要有出厂合格证，碗扣脚手架要检查碗扣与杆件的焊接质量，杆件的变形情况。达到规定后方可使用。扣件符合《钢管脚手架扣件》的规定要求。（3）各级共同制定施工方案，并逐级进行技术交底，参照公司的碗扣式脚手架施工工法及已施工的梁式转换架体支设的经验进行施工，执行《组合钢模板技术规范》和《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》。4 钢筋的连接和绑扎高层建筑梁式转换层钢筋用量大、型号多；转换梁截面大，梁上下钢筋布置错综复杂。准确放样与下料、合理安排好钢筋连接和绑扎尤为重要。4.1 钢筋翻样与下料转换大梁的含钢量大，主筋长，布置密，在两梁相交的柱节点区上下共有几十层上百根主筋在此相聚，加上腰筋、柱筋等，主筋还须弯起锚固，众筋抢位现象十分突出。任何一根主筋的就位错误，均会造成大量的返工。因此，准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提。（1）钢筋翻样前必须弄清设计意图；审核、熟悉设计文件及有关说明；掌握现行规范的有关规定。翻样时要结合实际并考虑方便施工。（2）一般设计转换大梁的主筋在柱节点区均弯起锚固，施工难度大。可与设计单位协商解决，如：大梁的最上一排面筋向下弯并锚固至底筋以上；底筋的最下一排主筋尽量靠柱边上弯25d，其余主筋全部取消弯锚，负筋亦不起弯，均伸至弯起筋即可（柱截面大，锚固长度满足要求）。这样一来，增大了节点空间，为混凝土的灌注和振捣提供了条件。（3）梁上部的主筋接头要求设置在跨中 1/3 跨长内，下部主筋接头要求设在靠近支座 1/3 跨长内。由于梁内主筋多，主筋下料时，必须考虑并调整好每根钢筋的接头位置，以保证主筋的焊接接头相互错开并满足现行规范要求。（4）为方便钢筋的安装就位，满足上述规范要求，必须对所有梁主筋按就位顺序进行编号。（5）梁箍筋大，下料时要注意对焊接头位置，避免接头出现在箍筋的弯折处。4.2 各部位钢筋连接方式转换层中钢筋的种类繁多，不同位置钢筋受力情况也不尽相同，因此，各部位应综合受力情况、施工难度、经济效益等采用不同的连接方式。（1）转换层大梁的主筋是转换层中最重要的受力单元，应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式，通常采用冷挤压连接法。（2）转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊。（3）转换层主梁腰筋及箍筋、联系梁主筋、板钢筋一般采用闪光焊接。（4）其他受力较次要部位，如联系梁架力筋及箍筋可采用绑扎连接。5 混凝土浇筑技术转换梁混凝土浇筑量大，浇筑速度块，总的浇筑时间长，又要考虑温度应力的影响，因此，施工过程中要注意以下几点：（1）混凝土施工尽量安排在白天进行，并确保混凝土的输送不间断。混凝土浇筑应分层进行，每层高度控制在 300～500mm。每层间隔时间 1.5～2h。（2）混凝土的振捣采用机械振捣为主，人工扦插为辅。插入振动器宜采用快插慢拔，振动时间以出现泛浆为准，同时插入点距离应在振动棒有半径 1.25 倍范围内。在梁柱节点处，若钢筋太密，振动不能插入，则采用钢扦插，在梁柱侧模用橡皮锤敲打，用人工振捣来弥补。（3）楼板混凝土浇筑，除在梁处采用插入式振动器外，其余均采用平板振动器沿垂直浇筑方向来回振捣。平板振动器依口成排进行，且排与排之间应有一定的搭接，确保混凝土不漏振，以达到其密实度。为保证楼板混凝土厚度，除在柱墙筋外注有标高标志外，还应加设用钢筋制作而成的移动式高度控制件，用于控制板厚，以保证板厚，满足设计要求。