浅析高层住宅转换层模板及支撑施工.docx

浅析高层住宅转换层模板及支撑施工 摘要：高层建筑转换层是建筑结构中的重要部位，也是建筑施工中的重点难点，其施工技术牵涉到力学、材料学、结构设计及管理学等多学科交叉应用，是一项复杂的系统工程。在高层建筑转换层施工中，其关键因素在于转换层结构的支撑系统、混凝土的浇筑方案、混凝土的后期养护、混凝土的温控技术，而这每一个方面都是转换层施工面临的崭新的课题。为确保高层建筑转换层施工的顺利、有效的完成，这就要求其施工应根据工程实际的情况，并结合类似工程的经验，能快速、有效的解决上述问题。 Abstract: Being both the key section of architecture structure and difficult point in constructions, high-rise building conversion layers is a complex systemic project, involving the interdisciplinary technological applications, such as mechanics, material science, structure design and managemproposal, post maintenance and temperature control technolooth and effective way, related experiences based on practical conditions are deemed necess关键词：高层住宅转换层；模板；支撑 Key Words: high-rise building conversion layer, module, prop up 中图分类号：TU761.6 文献标识码：A文章编号： 一、前言 随着国民经济的快速发展，高层建筑犹如雨后春笋般在各地发展起来，转换层是高层建筑为满足使用功能和传递结构荷载的需要而产生的结构变化。目前常用的转换层形式有梁式转换、板式转换、桁架式转换，其中以梁式转换层为最多。由于转换层需要承受上部结构荷载 其设计尺寸一般都较大，有的转换层大梁高达 3 米，要完成这样的大体积结构的施工，不仅要有周密的施工方案设计，还要有完善的技术组织措施和一套行之有效的管理方法。其具体体现在施工工艺比起普通的主体结构施工更为复杂，并有较高的技术难度，从一些工程实践来看，高层建筑转换层施工应从环境、材料、设计、人工等多方面的因素加以协调，并进行有效的事前控制和事中控制。而一些工程施工往往忽略这些协调和控制工作 酿成了工程事故，如对转换层支撑架未进行准确的设计和验算，只是凭以往的工程经验搭设 而支撑架又不能有效承担施工荷载而导致局部垮塌。又比如未组织有效、可靠的混凝土浇筑方案，未对高强混凝土的组成材料及其配合比进行有效的控制，而导致浇筑后转换层混凝土出现分层离析。显然，上述工程事故反映转换层作为高层建筑结构的特殊部位，其施工极具专业性且有较高的技术难度。正因为此，高层建筑转换层施工技术研究在工程实践中有着广泛的应用前景，并具有良好的经济效益和社会效益。 二、高层建筑转换层结构的施工特点分析 转换层就是实现转折功能的大型水平构件。带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系，该结构及其支撑系统有自身的特点。 1、结构尺寸大，楼面支撑荷载重。带转换层体系内力的改向是通过引发截面内力来实现的，结构内力分布比较复杂，同时为保证上部结构水平剪力顺利传往下部，对转换层楼面水平刚度有严格要求(规范一般要求楼板厚度不小于200)，故一般转换层的结构构件尺寸较大、楼面荷载较重。 2、分层浇筑，利用先浇部分构件承载。转换层水平构件高跨比大，截面弯曲时水平纤维相对错动不可忽略，平截面假定不再适用，一般呈现短深梁或厚板的受力特性。采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件进行仔细分析，考虑分层处水平剪力对构件的影响，必要时应与设计单位配合，进行一次设计，确保一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力。 3、结合下部结构，灵活布置支撑系统。为减少对结构抗震的不利影响，避免转换结构上下层发生刚度突变和剪力突变，设计不落地支撑系统时可以结合下部结构进行灵活合理的布置。 4、通过下部竖向构件卸荷。根据转换层设计时“强化下部、弱化上部”的原则，结构设计加强转换层下部主体结构刚度、弱化上部结构刚度，转换层结构在由地震荷载参加组合的工况下，下部竖向构件轴压比限值有严格的控制，以保证结构具有足够的延性.这使转换层下部竖向构件在施工阶段比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备，可以利用下部承载力富余的竖向构件作为支撑的传力构件。 5、利用钢骨架或预应力卸荷。在转换层结构中使用钢骨混凝土和预应力技术可以减轻自重、改善结构的整体抗震性能。设计模板支撑时可以利用己经成型的水平钢骨或预应力平衡部分或全部施工荷载，极大改善支撑受力性能，这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体工作的情况。 三、高层住宅转换层模板系统的组成和设计要求 1、高层住宅转换层模板设计要求与准则 模板系统是由模板和支撑两部分组成。模板是使混凝土结构或构件成型的模型。搅拌机搅拌出的混凝土是具有一定流动性的混合物，经过凝结硬化后，才能成为所需要的、具有规定形状和尺寸的结构构件，所以模板不仅需要与混凝土结构构件形状和尺寸相同，还要具有足够的承载力、刚度，以承受新浇混凝土的荷载及施工荷载。支撑是保证模板形状、尺寸及其空间位置的支撑体系，支撑体系既要保证模板形状、尺寸和空间位置，又要承受模板传来的全部荷载。所以。对模板的基本要求是:（1）模板的接缝不应漏浆，在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水;（2）模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂，但不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的隔离剂;（3）浇注混凝土之前，模板内的杂物应清理干净;（4）对清水混凝土工程及装饰混凝土工程，应使用能达到设计效果的模板。 模板工程的费用约占混凝土结构工程费用的1/3，支拆用工量约占1/2，因此模板设计是否合理，对节约材料降低工程成本关系重大。所以，模板结构和其他结构设计一样。必须进行设计计算。模板结构设计的原则：（1）实用性。即要保证混凝土结构工程的质量。模板结构要能保证混凝土结构和构件各部分的形状、尺寸和相互位置，构造简单，装拆方便，能多次周转使用。同时，便于钢筋的绑扎和安装以及混凝土的浇筑工作。（2）安全性。模板结构必须具有足够的承载力和刚度，保证在施工过程中，在各种荷载作用下不破坏、不倾覆、不倒塌，变形在允许范围内，结构牢固稳定，使用安全。（3）经济性。结合工程结构的具体情况，进行技术经济比较，因地制宜，就地取材，择优选择模板一次性投入，加快模板周转，减少模板支拆用工，减轻模板结构自重，并为后续装饰施工创造条件，做到既节约模板费用，又实现文明施工。 2、模板结构设计计算的依据 （1）拟建工程的设计图纸。混凝土结构的位置、形状、尺寸是按照建筑物的使用要求和受力情况确定的，所以模板工程的设计应根据构件各部分的位置、形状、尺寸等相互关系，合理的选用模板和支架，同时，还要根据建筑装修设计的要求，选择相应的模板材料，明确组合方法，规定制作及安装要求，并根据实际的荷载情况计算出模板和支架应选截面的大小。（2）施工组织设计。施工组织设计是具体指导施工的技术经济条件，它全面地对拟建工程的生产作业进行了合理的布置，明确规定了拟用的施工方法，是模板设计的主要依据。因此，应根据此确定模板的选型、配置数量和周转程序。（3）施工单位现有的技术物资条件。在进行模板设计时，要对各种可行性方案进行比较选择，而施工单位现有的技术物资条件，是施工方案选择的重要依据，只有这样，才能做到尽量发挥现有模板的作用，就地取材制作，减少外加工，节约投资。（4）有关的设计、施工规范。由于我国目前还没有关于模板设计的有关规范，因此，模板设计只能遵守我国现行的有关设计、施工规范规定执行。其强度、刚度、稳定性应符合有关规定的要求，其构造除了遵照执行有关规定外，还要考虑施工的特殊要求。 3、模板材料选用原则 混凝土结构施工用的模板材料种类很多，较常用的木材和钢材两种，所选的材料应具有以下特性:（1）材料应具有足够的刚度，以保证模板结构有足够地承载能力;（2）材料应具有足够的弹性模量，以保证模板结构的刚度。在使用时，变形在允许范围内;（3）模板接触混凝土的表面，必须平整光滑。尽量选用轻质材料，并且能够经过多次周转而不损坏。 四、高层住宅转换层支撑架结构要求 高层建筑转换层结构支撑架是由纵、横向水平杆与立柱组成的多层、多跨框架结构，只不过此框架结构比较特殊，和一般的框架相比其主要特点是:脚手架的横向宽度较其纵向长度、竖向高度要小得多，因此对一转换层的脚手架又可视为一块“格构式”平板，由于它在垂直于建筑物表面方向的刚度较差，远小于其纵向。因而脚手架必须依靠与建筑物的可靠连接(即设置连墙件)才具有承受其自重、施工荷载和风荷载等的能力。连接杆件的扣件节点，在荷载作用下具有相当的抗转动能力，即所述的框架结构节点虽然不是完全的刚接，但也不是完全的铰接，而是一种半刚性节点。扣件节点的抗转动能力(刚性大小)与扣件的质量和拧紧程度密切相关，当然也直接影响到脚手架的结构刚度，但对于用得较多的碗扣式支撑架来说，其节点形式近似于刚接，因此这极大的增加了脚手架分析的复杂性。 对高层建筑转换层的支撑一般应有以下几点要求: 1、可靠性和安全要求。确保在架设使用和拆除过程中的安全是对架设工具和支撑架技术的首要要求，而可靠性则是实现安全要求的前提和基础。在现代建筑施工对建筑脚手架的要求越来越高的情况下，其搭设工作单凭经验进行的作法已不能可靠地确保支撑架的使用安全，需要进行必要的设计计算和履行严格的检查验收手续。 2、方便性和适用要求。提高工效、降低成本是企业管理中的重要方面和提高市场竞争力的关键环节。使用方便才能提高工效，因此，力求达到方便性和适用要求，也是高层建筑转换层结构支撑架施工的重要内容。 3、多功能和系列化要求。扩大使用功能及其应用的灵活性是当今建筑脚手架(支撑架)技术的又一发展趋势，各种先进的脚手架系列已不仅是满足搭设几种常用脚手架的要求，而且，作为一种常用的多功能施工设备，力求满足其他要求。 五、转换层结构施工技术控制要点 基于混凝土转换结构的上述特点，在确定施工方案时应重点考虑以下几个方面的问题: 1、转换板的自重、施工荷载以及所承受的上部结构荷载往往非常大，所以应选择合理、可行的模板支撑方案，并根据转换板的结构特点进行模板支撑体系的设计。 2、设置模板支撑系统以后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段的不同，应对转换层及下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。转换板本身受下部支撑体系的作用或混凝土施工方法的影响，在板中易产生设计时未考虑到的附加内力，故需对转换板在施工阶段的受力状态做具体的分析和计算，必要时可采取一定的构造措施来抵抗这些附加内力。 3、对于大体积混凝土转换板，施工时应考虑采取减小混凝土温度差值、温度变化以及混凝土收缩徐变的措施，防止新浇混凝土产生温度裂缝和收缩裂缝。4、转换板承受的荷载很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定。 5、应及时做