深度探讨建筑夹层结构的施工工艺改进措施

2022-12-15

长期以来, 现浇混凝土楼屋盖多使用肋型梁板或带柱帽的实心楼板等结构形式, 前者因梁的存在而降低了建筑净高, 管线安装不便;后者因自重大, 不宜大跨度、大开间, 柱帽不便于装修。钢筋混凝土空腹夹层板结构技术就是为克服常规结构形式的弊端而应运而生的一种新结构体系。这种结构具有用料省、自重小、跨越能力大、外观优美等突出特点, 在过去几年当中得到了大面积的工程应用, 取得了较好的经济及社会效益。本章首先介绍空腹夹层结构传统的施工方法, 并指出了其存在的不足之处, 重点阐述了改进后的施工工艺。

1 传统的施工工艺

在空腹夹层结构的施工之前, 首先要根据设计要求、设计跨度确定相关尺寸,

如上肋、下肋、剪力键和梁高等尺寸。空腹夹层结构的传统施工具体的操作步骤如下: (1) 带肋板的预制带肋板, 采用细石混凝土预制板, 强度等级由设计时确定, 在施工现场集中作业。内外模板采用定制木模, 脱模剂均匀涂刷, 混凝土采用机械搅拌, 振捣密实后用铁抹子抹平压光, 待到设计强度的90%后方可使用。 (2) 支下肋模板采用钢管搭设满堂脚手架, 搭设时应确保架体的强度、刚度和稳定性, 用水准仪在钢管上定出控制标高, 底模采用定型木模。 (3) 绑扎下肋及剪力键钢筋, 支好下肋侧模及剪力键模板按弹线位置绑扎好下肋和剪力键钢筋, 下肋钢筋的搭接采用单面焊, 焊缝长度>15d, 下肋和剪力键钢筋绑扎完毕后支下肋侧模, 并在下肋侧模上安装剪力键模板。 (4) 一次浇注底板、下肋及剪力键混凝土。 (5) 待底板、下肋及剪力键混凝土养护达到一定强度时, 在剪力键上安装上层预制板, 支好上肋底模, 绑扎上肋钢筋。 (6) 二次现浇上肋混凝土, 待混凝土强度达到设计要求时, 即形成上下层共同工作的整体。

空腹夹层结构的传统施工工艺已经在很多工程当中得到应用, 在很多方面表现出了其优势所在, 但是空腹夹层结构的施工周期相对较长, 某些部位的施工不方便, 其中突出的一点就是, 当空腹夹层结构的高度有限时, 剪力键的高度很小, 这样一来, 在有限空间内同时现浇下弦肋板、剪力键就是一件比较麻烦的事情, 如果能够解决好这个问题, 不仅使施工操作方便, 也能使施工时间缩短。

2 改进后的施工工艺

众所周知, 随着结构跨度的增加, 为了满足变形的要求, 结构的高度也相应地增加, 从结构受力的角度来看, 增加结构的高度可以使结构承受更大的弯矩, 试想, 在中、大跨度的屋顶结构中采用空腹结构可以减少材料的用量, 提高结构的承载效率, 同时空腹部分形成的空气间层提高了屋顶的热工性能。空腹夹层结构有很多优点, 但是其施工方法还有待改进。

2.1 改进的可行性

空腹结构由上弦肋板层和下弦肋板层通过剪力键连接而成。从结构受力性能分析, 该空腹结构的整体弯矩转化为上、下肋板的压、拉轴向力, 结构具有更大的刚度。无论是在竖向荷载作用下, 还是在水平荷载作用下, 剪力键中间部位的弯矩接近为零, 也就是可以认为空腹结构在载荷作用下, 剪力键中间部分几乎不受弯矩作用, 我们正是从这一点出发, 来考虑空腹夹层结构的施工改进。

改进后的空腹结构由上弦肋板层和下弦肋板层通过装配钢管剪力键连接而成。在竖向荷载作用下, 空腹结构主要表现为板的受力特点, 以两向弯曲变形为主;上、下层板肋是以轴力为主的压弯、拉弯构件;钢管剪力键承受双向的剪力和小量的双向弯矩, 并且弯矩的反弯点在剪力键高度的中间。因此在钢管剪力键的中部设置开孔螺母连接其上下两部分, 符合结构的受力状况。

2.2 改进后的施工工艺流程

操作要点如下。

(1) 施工准备。材料准备:根据图纸及工程情况, 编制详细的材料订货供应计划单。

施工机具:对所用机具进行检测, 确保其性能良好。

人员准备:对技术工人进行技术培训、交底。

技术准备:熟悉图纸, 准备有关图集、质量验收标准和内业资料所用的表格。

(2) 测量放线。根据设计图纸, 进行标高测量, 确定空腹结构下弦层板肋底标高, 同时根据图纸的定位轴线, 测量确定模板的平面位置。

(3) 下弦层板肋底支模。该步没有特别要求, 根据传统混凝土结构的要求支模。

(4) 绑扎下弦层板肋钢筋。调整模板的标高和平面尺寸后, 绑扎下弦层板肋的钢筋。

(5) 定位并安放钢管剪力键下部。安放带栓钉的钢管剪力键下部分, 并控制其与下弦层板肋面的标高关系。

(6) 浇注下弦层板肋混凝土。

在混凝土浇注过程中注意确保钢管剪力键位置的正确。

(7) 待混凝土强度达到设计强度后, 铺设下弦层板肋上表面的保温层。

(8) 通过开孔螺母连接带板钢管剪力键的上部。

(9) 调节钢管剪力键上部顶板的标高, 通过拧动中间的开孔螺母, 调节钢管剪力键上部顶板的标高达到设计值。

(10) 搁置上弦层预制板、预制板带于钢管剪力键上部的顶板上, 由于预制板及预制板带较轻, 可以人工或机械调整安放到位。

(1 1) 绑扎上弦层板肋钢筋预制板和预制板带作为上弦层板肋的一部分, 同时又是上弦层板肋的模板, 根据设计图纸调整好其位置后, 在其上放置并绑扎钢筋笼。

(12) 浇注上弦层板肋的后浇混凝土, 并进行养护。

(1 3) 后浇混凝土强度达到设计强度的70%后, 拆除下弦层的支撑模板, 形成整体受力的空腹结构。

(14) 铺设上弦层上表面的防水层。

2.3 施工准备及注意事项

(1) 施工材料。 (2) 装配式钢管剪力键:钢材的钢号根据设计要求确定, 剪力键分为下部分、连接螺母和带项板的上部分组成, 其中下部分和上部分均要求在钢管外焊接栓钉, 连接螺母要求开孔。 (3) 混凝土根据设计要求确定其强度等级。 (4) 钢筋根据设计要求确定规格和等级。 (5) 保温隔热及防水材料。 (6) 电动机械及其他工具:吊机、小型切割机、钢材切割机、电锤、电钻、交流弧焊机、混凝土振捣器;测量工具经纬仪、水准仪、水平尺、线锤;其他工具钢管扳手, 混凝土表面平整器等。

3 安全措施

(1) 钢管装配剪力键大、中跨度屋顶空腹保温隔热结构施工人员需要配备必要的劳动保护用品, 如安全帽、安全带、工具袋、防毒面具、手套等, 铺设施工安全网防止人员及物件的坠落伤人。 (2) 在现场焊接钢结构部件时, 应在焊件的下方加设接火斗, 以免发生火灾。 (3) 浇灌混凝土用脚手架, 工前应检查, 不符合脚手架规程要求的, 应当拒绝使用。施工过程中应派专人对脚手架和模板、支撑进行检查维护, 发现问题的时候, 需要及时进行处理。

摘要：本文基于笔者多年从事建筑施工的相关工作经验, 在参考大量相关文献的基础上, 以建筑夹层施工为研究对象, 探讨了改进的建筑夹层结构施工方法。论文首先探讨了传统的施工方法, 而后分析了改进后的施工工艺流程及注意事项, 全文是笔者长期工作之余学习研究的成果, 希望能在西安得到推广应用, 也相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：建筑夹层,施工,节能,改进