摘要:近年來,隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化速度的加快,高層連體建筑結(jié)構(gòu)成為了城市高層建筑發(fā)展的一個(gè)新動(dòng)向。而高層連體結(jié)構(gòu)不同的施工程序與施工方法對(duì)連體結(jié)構(gòu)施工完成后的內(nèi)力狀態(tài)有不同的影響。本文針對(duì)不同的連體結(jié)構(gòu)承力形式,研究不同的施工程序與施工方法對(duì)連體結(jié)構(gòu)最終內(nèi)力狀態(tài)形成的影響,找出其中的規(guī)律,并對(duì)這一影響提出一些控制的方法以便提供一點(diǎn)借鑒。
關(guān)鍵詞:高層連體結(jié)構(gòu);變形調(diào)控;施工技術(shù)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化進(jìn)程的加快,高層連體建筑在城市建設(shè)中越來越受到青睞。但是在高層連體建筑快速發(fā)展的同時(shí),其質(zhì)量卻沒有跟上發(fā)展的步伐,高層連體結(jié)構(gòu)的變形卻時(shí)有發(fā)生。因此,研究高層連體結(jié)構(gòu)變形調(diào)控的施工技術(shù)在高層連體建筑建設(shè)中就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、高層連體建筑的常用結(jié)構(gòu)形式
門形或設(shè)有空中連廊的高層建筑稱為高層連體建筑,高層連體建筑的跨越結(jié)構(gòu)部分的豎向荷載最終傳遞至兩側(cè)的高層建筑上,實(shí)現(xiàn)這一建筑意圖的結(jié)構(gòu)方案從結(jié)構(gòu)形式可分為:
。1)下承力結(jié)構(gòu)方案。下承力結(jié)構(gòu)是指在連體結(jié)構(gòu)下部采用轉(zhuǎn)換梁、空腹桁架(多道轉(zhuǎn)換梁共同工作形成空腹桁架)、轉(zhuǎn)換板、箱式轉(zhuǎn)換層等橫向傳力結(jié)構(gòu)將上部傳下的豎向荷載分配到兩側(cè)塔樓結(jié)構(gòu)上去;
。2)上承力結(jié)構(gòu)方案。即在連體結(jié)構(gòu)的上方設(shè)橫向傳力結(jié)構(gòu),如桁架、轉(zhuǎn)換梁等將下部傳上來的豎向荷載分配至兩側(cè)塔樓結(jié)構(gòu)上去,屬局部懸掛結(jié)構(gòu)。
目前的高空連體結(jié)構(gòu)多采用下承力結(jié)構(gòu)方案,當(dāng)連體結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時(shí),多采用空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),這樣可以通過多層的共同工作以減少集中傳力轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的尺寸,但為確保多層共同工作的實(shí)現(xiàn)需設(shè)計(jì)合理的各層剛度,同時(shí)在施工中還需采取相應(yīng)措施保證共同工作的實(shí)現(xiàn)。
二、變形調(diào)控的施工技術(shù)
1、彈性支撐控制法
彈性支撐控制法即通過結(jié)構(gòu)施工期間設(shè)置的剛度較大的彈性支撐來代替暫未完全成形的結(jié)構(gòu)承受荷載,一旦結(jié)構(gòu)隨施工過程的進(jìn)行,形成了具有較強(qiáng)剛度的整體結(jié)構(gòu)后,彈性支撐即可拆除。這樣就避免了隨施工過程慚變的建筑時(shí)變結(jié)構(gòu)在整體剛度較小時(shí)就已產(chǎn)生較大變形的不利影響。
彈性支撐控制法屬于結(jié)構(gòu)變形的被動(dòng)控制方法,根據(jù)結(jié)構(gòu)的施工狀態(tài)確定合適的彈性支撐剛度是保障控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要措施。目前建筑結(jié)構(gòu)施工中多層模板支架的周轉(zhuǎn)施工就屬彈性支撐法,此外被后澆帶分隔的鋼筋混凝土梁,在其后澆帶端部設(shè)置剛度較大的臨時(shí)支撐,將拆模后的懸臂結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一端固結(jié)一端鉸結(jié)的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),從而控制后澆帶封閉施工完成前梁結(jié)構(gòu)的變形,這種結(jié)構(gòu)變形控制也屬彈性支撐法。
2、基于主動(dòng)控制的預(yù)變形調(diào)控法
預(yù)變形控制法即通過對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)先的變形,而這個(gè)預(yù)先的變形方向與待控制的變形方向相反,使結(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生的變形與預(yù)變形相抵消,當(dāng)結(jié)構(gòu)變形與預(yù)期變形有差異時(shí)可通過設(shè)置的設(shè)備或機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行修正,從而達(dá)到控制結(jié)構(gòu)變形的施工方法。它是一種主動(dòng)控制的方法。結(jié)構(gòu)預(yù)變形的方法,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力,在空間結(jié)構(gòu)的安裝中表現(xiàn)為設(shè)置千斤頂?shù)男遁d胎架,在地下結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為預(yù)應(yīng)力鋼管內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)。
目前在施工控制中大都以千斤頂設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)施以預(yù)變形來對(duì)結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行調(diào)控。千斤頂預(yù)變形調(diào)控法是用千斤頂作為調(diào)控的設(shè)備,并將其安放在臨時(shí)結(jié)構(gòu)的一側(cè),通過千斤頂對(duì)結(jié)構(gòu)逐步施加頂推力,使結(jié)構(gòu)形成與調(diào)控變形方向相反的變形,這種調(diào)控變形的方法稱為千斤頂調(diào)控法。這一方法在控制深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形方面以及斜拉橋的橋塔施工中都起到較大的作用。
3、設(shè)臨時(shí)斜拉索的變形調(diào)控法
臨時(shí)索的布置位置主要考慮調(diào)控結(jié)構(gòu)變形的效率、臨時(shí)索拉結(jié)點(diǎn)的便利與可靠程度以及張拉錨固位置等影響因素。設(shè)臨時(shí)斜拉索調(diào)控結(jié)構(gòu)變形具有的優(yōu)點(diǎn)有:
。1)結(jié)構(gòu)布置方式靈活。當(dāng)采用柔性斜拉索時(shí),由于拉索的轉(zhuǎn)向布置靈活機(jī)動(dòng),從而使調(diào)控結(jié)構(gòu)變形的部位也變得相對(duì)靈活。
。2)結(jié)構(gòu)可保持穩(wěn)定。相比用千斤頂頂推結(jié)構(gòu)的做法,斜拉索變形調(diào)控法則利用了拉力作用于結(jié)構(gòu)上來實(shí)現(xiàn)變形的調(diào)控,而無需設(shè)置千斤頂?shù)呢Q向反力支撐(壓桿),從而可以確保調(diào)控結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。
。3)臨時(shí)索桿的連接構(gòu)造簡(jiǎn)單,張拉施工方便,可控性強(qiáng)。臨時(shí)索桿可利用混凝土預(yù)應(yīng)力的材料,如鋼筋、鋼絞線等,同時(shí)可利用對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力錨具及張拉配套設(shè)備,錨固構(gòu)造可靠,張拉施工方便。
(4)調(diào)控變形完整系統(tǒng)的可靠度高。斜拉索桿可根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的承載能力,布設(shè)于建筑結(jié)構(gòu)的不同部位,提高了整個(gè)調(diào)控系統(tǒng)的安全可靠度。
(5)綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯。由于斜拉索變形調(diào)控系統(tǒng)的工作效率高,投入的材料及人工設(shè)備等相應(yīng)降低,因而經(jīng)濟(jì)效益提高。
4、結(jié)構(gòu)起拱控制法
結(jié)構(gòu)起拱控制法的思路是,施工荷載在施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)上將產(chǎn)生向下的撓度,這一撓度值是由臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)的彈生壓縮與非彈性壓縮構(gòu)成的,根據(jù)預(yù)測(cè)此值為f,則在臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)安裝施工時(shí)將臨時(shí)結(jié)構(gòu)的標(biāo)高提高f值,則在荷載作用后,結(jié)構(gòu)發(fā)生下?lián)蟜的情況下永久結(jié)構(gòu)的標(biāo)高恰為設(shè)計(jì)的標(biāo)高。
結(jié)構(gòu)起拱的控制方法,雖然引入了預(yù)測(cè)控制的理念,但從根本上仍屬于被動(dòng)控制的方法,當(dāng)實(shí)際的結(jié)構(gòu)下?lián)喜皇?f 時(shí),也無其它措施來彌補(bǔ),F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中的模板起拱,鋼結(jié)構(gòu)制作安裝中結(jié)構(gòu)預(yù)拱或構(gòu)件預(yù)短制作,懸澆法施工橋梁線型控制中的起拱等,這些都屬于結(jié)構(gòu)起拱控制法。
這種控制方法成功應(yīng)用的關(guān)鍵是預(yù)測(cè)的模型應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況,即預(yù)測(cè)的精度是控制取得成功的關(guān)鍵。
在經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的今天,高層連體建筑質(zhì)量的優(yōu)劣不僅關(guān)系到整個(gè)高層建筑的安全和質(zhì)量,還關(guān)系到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全,因此對(duì)高層連體結(jié)構(gòu)變形的調(diào)控和控制手段就顯得極為重要。施工單位在建設(shè)中要密切關(guān)注結(jié)構(gòu)變形的情形,及時(shí)有效的采取調(diào)控方法,避免造成經(jīng)濟(jì)損失。
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