大型复杂梁柱结构混凝土施工技术创新研究论文_牛三青

引言

随着我国社会经济的不断发展和提高,人们对生活空间和环境的要求也在不断提高。大型地下车库、大跨度会议室、大型商场等建筑物如雨后春笋般拔地而起。因此对结构的受力以及施工质量的要求也会更加的苛刻。大型复杂梁柱结构具有提高结构整体安全性能、减少环境污染等诸多优点,由于自重轻(较传统工艺)、整体性好的特点,该结构适合应用于大跨度、上部承受荷载的工程。但目前国内对大型复杂梁柱结构研究较少,其受力机理、变形特征、设计方法、施工工法等还不够完善。

针对大型复杂梁柱结构的混凝土施工技术,开展大型复杂梁柱结构钢筋绑扎施工技术研究、大型复杂梁柱结构模板施工技术研究、大型复杂梁柱结构混凝土浇筑及养护技术研究,形成指导大型复杂梁柱结构施工技术指导方案,指导施工。

1、项目意义与必要性

大型复杂梁柱结构在施工中由于结构大型复杂,对结构的施工提出了较高的要求,对钢筋的绑扎、模板的支设以及混凝土的浇筑施工等技术都提出了较高的要求,传统的施工技术方案已经无法满足该类梁柱结构的施工,从而导致大型大型复杂梁柱结构施工质量难以得到保障,影响着工程的建设和建筑业技术的进步。有针对性的对制约大型复杂梁柱节点施工质量和施工效率的关键进行进行系统的研究,能够有效的提高施工质量和施工效率,推动建筑业新技术的进步与发展。

2、与同类技术、产品的比较

在大型地下车库、大跨度会议室、大型商场等建筑物中长会有大量的大型复杂梁柱结构,其与普通的梁柱节点相对比具有以下几点特性。其与普通梁柱节点相比具有以下几个方面的特性。

(1)大型复杂梁柱结构的设计与施工应用,能够节约较多的钢材和混凝土,节约钢材,现浇混凝土量只为普通结构用量的三分之一。

(2)大型复杂梁柱结构的设计与施工应用成为混凝土结构大空间建筑的技术手段,满足了对建筑物多功能、多用途的要求。

(3)大型复杂梁柱结构的设计与施工应用,减少结构厚度、降低层高、减少楼梯等辅助面积、提高面积使用效率、减少建筑物间距、增加建筑层数。

(4)大型复杂梁柱结构的设计与施工应用,节能环保,降低了建筑的运行成本,如电梯的运行距离、建筑物的制热、制冷等。

(5)大型复杂梁柱结构的设计与施工应用,降低工程造价,节能、节材、节地、省去抹灰和吊顶、降低层高、都是直接减少造价的因素。

3、实施方案

(1)研究内容

1)大型复杂梁柱结构钢筋绑扎施工技术研究

由于大型复杂梁柱在结构设计中,会设计大量的间距较小的梁,且梁的配筋一般都比较多较密,且梁钢筋需要与板钢筋有一定的交叉等情况,针对这一情况,对大型复杂梁柱结构钢筋绑扎施工工艺分析,先对钢筋布置进行优化设计,并采用“三好施工实训平台软件、CAD绘图软件、广联达钢筋算量软件、品茗档案管理软件”四种软件综合交叉运用(模拟试验方法叫:虚拟实验法,利用施工图纸和四种软件虚实结合,达到在实验室里还原现场绑扎的效果)对其进行模拟分析,对绑扎难度大的钢筋制定绑扎方案,从而总结形成大型复杂梁柱结构钢筋绑扎施工技术,提高钢筋绑扎质量和绑扎效率,指导大型复杂梁柱结构钢筋绑扎施工。

2)大型复杂梁柱结构模板施工技术研究

在大型复杂梁柱结构模板工程的施工中,由于作业空间相对较小,模板支设的空间受到很大的限制,且大型复杂梁柱结构混凝土施工对模板的支设质量有着较高的要求,针对这一情况,对大型复杂梁柱结构模板支设技术进行创新研究,分析狭小空间下、构件空间变化大的情况下模板支设的主要影响因素,并有针对性的采用BIM软件对模板支撑体系的搭设行动画模拟分析演示,演示完成否对模板支撑体系的安全性进行分析,研发适应于大型复杂梁柱结构模板支设的专用支具(直径≥25的螺纹钢筋制作而成的U形夹具和对拉螺栓相结合,解决因梁较多较密集使得工人操作空间狭小,而造成的钢架杆支撑体系加固困难的难题),形成大型复杂梁柱结构模板施工技术,提高模板施工质量,指导施工。

3)大型复杂梁柱结构混凝土浇筑及养护技术研究

针对大型复杂梁柱结构的特性,对混凝土浇筑施工的要求、混凝土浇筑施工中的浇筑技术、混凝土的浇筑速度,混凝土浇筑后的振捣技术要求以及混凝土浇筑后的养护技术进行分析,形成适应于大型复杂梁柱结构这一特殊混凝土结构的混凝土施工技术方案,指导大型复杂梁柱结构混凝土的浇筑施工。

(2)解决的关键技术

1)通过大型复杂梁柱结构钢筋绑扎技术的研究分析,优化钢筋绑扎方案,解决了传统大型复杂梁柱结构钢筋绑扎难度大(传统绑扎方法极易造成梁柱节点处钢筋绑扎完成后,交叉处的节点钢筋标高高于现浇结构板面的标高,无法保证钢筋保护层的尺寸),绑扎质量难以保证的技术难题。

2)通过大型复杂梁柱结构模板支护技术的研究分析,形成指导大型复杂梁柱结构模板支护的技术方案,解决大型复杂梁柱结构模板支护空间狭小,构件变形大等因素造成的模板支设质量差的问题。

3)通过大型复杂梁柱结构混凝土浇筑顺序、振捣及养护技术等多方面的创新,有效提高了混凝土的浇筑以及养护质量,解决了大型复杂梁柱结构混凝土浇筑容易产生空鼓、麻面等技术问题。

(3)具体技术方案和实施步骤

第一阶段,项目策划阶段,主要任务是研究分析及制定技术方案,成立项目研究小组,确定项目成员及分工,搜集相关资料和工程实例,制定本项目的技术方案并进行可行性分析。

第二阶段,大型复杂梁柱结构钢筋绑扎技术的分析研究。

第三阶段,大型复杂梁柱结构模板支护技术的分析研究。

第四阶段,大型复杂梁柱结构混凝土施工技术的分析研究。

第五阶段,研究总结,形成研究成果。包括确定关键施工工艺流程,制定解决关键技术问题的措施,并应用于实际工程中,解决应用中遇到的难题,同时进一步优化研究内容,形成标准化技术文件,在企业内部推广应用。

4、预期经济、社会效益

(1)经济效益

以某大型框架结构工程为例,其采用了大型复杂梁柱结构设计和传统的施工工艺 ,本课题拟只对大型复杂梁柱结构中的十个大型大型复杂梁柱节点施工分别与普通的梁柱节点施工进行经济对比。

通过材料消耗分析可知,大型复杂梁柱结构比普通梁柱楼板每平方节省钢筋用量37.8千克,节省混凝土0.28立方,但是多耗费模板一平方。通过价格对比分析可以,采用大型复杂梁柱结构每平方可节省造价165元,在工程建设中,一个大型车库小则两三万平方米,大则十几万甚至几十万平方米,以一万平方米的相当于采用该技术一个项目可节省约165万左右的工程造价,经济效益显著。

(2)社会效益

本技术通过对大型复杂梁柱结构的施工技术进行系统的分析研究,有效提高了大型复杂梁柱结构的施工质量,降低了施工成本。同时满足的现阶段大型地下停车场、商场、场馆的建设需要,解决了大跨度混凝土结构结构性能控制难度大,施工难度大的技术难题,促进了建筑施工技术的进步。

结束语

总之,积极研究大型复杂梁柱结构的混凝土施工技术,开展大型复杂梁柱结构钢筋绑扎施工技术研究、大型复杂梁柱结构模板施工技术研究、大型复杂梁柱结构混凝土浇筑及养护技术研究,关系到房屋工程建设参与各方的经济利益。因此,形成指导大型复杂梁柱结构施工技术指导方案,指导施工,努力提升施工管理水平,强化施工技术人员的技术能力,促进建筑行业的健康发展。

论文作者:牛三青

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年05期

论文发表时间:2020/4/16

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大型复杂梁柱结构混凝土施工技术创新研究论文_牛三青
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