CN112627569A - 灯芯绒混凝土的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种灯芯绒混凝土的施工方法,用于对既有筒仓结构进行改造,包括如下步骤:对既有筒仓结构进行三维建模以得到筒仓模型;于筒仓模型的内侧建立支模体系模型;根据所建立的支模体系模型获取对应的模板形状、尺寸及编号,并依据所获得的模板的形状、尺寸及编号制作得到对应的模板;将制得的模板根据编号按序的支设在既有筒仓结构的内侧,且所支设的模板的内表面与既有筒仓结构的内壁面之间形成有浇筑空间;向浇筑空间内浇筑清水混凝土形成清水饰面结构。本发明以混凝土本色体现工业遗址特色,且灯芯绒装饰效果还实现了装饰性线型和纹理质感,满足现代工艺的建筑立面外观装饰设计要求,实现了工业遗产与现代工艺相融合。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,特指一种灯芯绒混凝土的施工方法。
背景技术
近年来,我国建筑业得到蓬勃发展,在此期间涌现出大量工业厂房,为国民经济提供有力支撑。随着产业的更新换代,环境保护标准的提升,工业厂房逐步被淘汰,同时工业厂房多为砖砌体结构,建造时间较早,使用年限较长,不但建筑的空间结构难以满足工业生产要求,同时,还存在安全隐患。
相比拆除工业厂房,将不同的工业遗址改造为餐饮、住宿等业态,不仅可减少建筑垃圾的产生,而且将工业遗产与现代工艺相融合,使废旧工业遗址加以保留的做法,符合国家建设节约型社会的理念及可持续发展战略,对社会发展有重要影响和意义。但如何对既有工业厂房进行改造以实现工业遗产与现代工艺相融合,是目前亟需解决的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种灯芯绒混凝土的施工方法,解决现有的工业厂房如何改造以实现工业遗产与现代工艺相融合的问题。
实现上述目的的技术方案是:
本发明提供了一种灯芯绒混凝土的施工方法,用于对既有筒仓结构进行改造,所述施工方法包括如下步骤:
对所述既有筒仓结构进行三维建模以得到筒仓模型;
于所述筒仓模型的内侧建立支模体系模型,在建立支模体系模型时,根据所需的灯芯绒混凝土造型于支模体系的模板内表面设计连续交替设置的竖向凹槽和竖向凸条;
根据所建立的支模体系模型获取对应的模板形状、尺寸及编号,并依据所获得的模板的形状、尺寸及编号制作得到对应的模板;
将制得的模板根据编号按序的支设在所述既有筒仓结构的内侧,且所支设的模板的内表面与所述既有筒仓结构的内壁面之间形成有浇筑空间;以及
向所述浇筑空间内浇筑清水混凝土形成清水饰面结构,待所述清水饰面结构达到设计强度后,拆除所支设的模板,从而完成灯芯绒混凝土的施工。
本发明提供的灯芯绒混凝土施工方法能够用于对既有筒仓结构(既有工业厂房)进行改造,通过施工形成的清水饰面结构能够加强既有筒仓结构的结构强度及结构稳定性,还能够通过清水饰面结构形成灯芯绒装饰效果,以混凝土本色体现工业遗址特色,且灯芯绒装饰效果还实现了装饰性线型和纹理质感,满足现代工艺的建筑立面外观装饰设计要求,实现了工业遗产与现代工艺相融合。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,制作模板时,提供波纹板,对所述波纹板进行切割、弯折以使得所述波纹板与模板的形状及尺寸相适配;
提供钢模,对所述钢模进行切割、弯折以使得所述钢模与模板的形状及尺寸相适配;
将所述波纹板贴设于所述钢模的内表面并与所述钢模固定连接,从而制得模板。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,还包括:
基于所述支模体系模型对所述模板进行受力分析得到模板所需的设计应力;
根据模板所需的设计应力选择对应的钢模并于所述钢模的外表面设计加劲板,以使得制得的钢模的承载力大于设计应力。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,支设模板时,让上下相邻的两个模板的波纹板相对齐设。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,施工灯芯绒混凝土时,从底部至顶部分段施工。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,所支设的模板拼接连接成筒状结构;
提供支撑件,将所述支撑件设于所述筒状结构的内侧并顶撑于对应的模板之间,通过调节所述支撑件的长度调节所述模板的支设位置以使得所述模板的姿态与所述支模体系模型中对应的模板的姿态相一致。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,在支设模板之前,于所述既有筒仓结构的内侧设置钢筋结构,并将所述钢筋结构通过植筋的方式与所述既有筒仓结构固定连接。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,所述清水混凝土包括如下重量份的原料:水泥290份、矿粉70份、碎石780份、瓜子片300份、天然砂800份、外加剂5.6份以及水120份。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,拆模后,对所述混凝土表面的竖向凸起进行凿毛处理。
本发明灯芯绒混凝土的施工方法的进一步改进在于,三维建模之前对所述既有筒仓结构的内壁面进行清理。
附图说明
图1为本发明灯芯绒混凝土的施工方法的流程图。
图2为本发明施工方法所需改造的既有筒仓结构的示意图。
图3为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中在既有筒仓结构的内侧绑扎好钢筋结构的示意图。
图4为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中支设模板后的结构示意图。
图5为图4所示结构的俯视图。
图6为图4所示结构中部分结构的放大示意图。
图7为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中支设一块模板的结构示意图。
图8为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中浇筑形成清水饰面结构后省去部分模板而露出清水饰面结构表面的结构示意图。
图9为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中模板的结构示意图。
图10为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中模板上的波纹板的结构示意图。
图11为本发明灯芯绒混凝土的施工方法中模板上的钢模的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1,本发明提供了一种灯芯绒混凝土的施工方法,属于清水混凝土施工方法的一种,用于对既有筒仓结构(也即现有的工业厂房)进行改造,以将既有筒仓结构改造为餐饮、住宿等建筑,相比于拆除既有筒仓结构的做法,能够减少建筑垃圾的产生,节约成本,避免浪费。本发明采用灯芯绒艺术造型,以混凝土本色体现工业遗址特色,灯芯绒混凝土具有造型工艺复杂、模架体系设计难、清水混凝土要求高等难点,本发明的施工方法克服以上难点,解决了废弃的既有筒仓结构保留改造的难题,保留了工业遗址,施工速度快,安全性高,质量有保证,推动了既有建筑加固改造的技术进步,社会效果显著,在要求混凝土艺术效果的当前,具有广泛的应用前景。下面结合附图对本发明灯芯绒混凝土的施工方法进行说明。
参阅图1,显示了本发明灯芯绒混凝土的施工方法的流程图。下面结合图1,对本发明灯芯绒混凝土的施工方法进行说明。
如图1所示,本发明的灯芯绒凝土的施工方法用于对既有筒仓结构进行改造,该施工方法包括如下步骤:
执行步骤S11,对既有筒仓结构进行三维建模以得到筒仓模型;结合图2所示,既有筒仓结构10为柱状结构,通过三维建模复原该柱状结构得到三维模型,也即筒仓模型;接着执行步骤S12;
执行步骤S12,于筒仓模型的内侧建立支模体系模型,在建立支模体系模型时,根据所需的灯芯绒混凝土造型于支模体系的模板内表面设计连续交替设置的竖向凹槽和竖向凸条;接着执行步骤S13;
执行步骤S13,根据所建立的支模体系模型获取对应的模板形状、尺寸及编号,并依据所获得的模板的形状、尺寸及编号制作得到对应的模板;结合图9所示,由于既有筒仓结构10为柱状结构,该模板20为弧形模板,以与既有筒仓结构10的内壁面101相匹配;接着执行步骤S14;
执行步骤S14;将制得的模板根据编号按序的支设在既有筒仓结构的内侧,且所支设的模板的内表面与既有筒仓结构的内壁面之间形成有浇筑空间;接着执行步骤S15;
执行步骤S15,向浇筑空间内浇筑清水混凝土形成清水饰面结构,待清水饰面结构达到设计强度后,拆除所支设的模板,从而完成灯芯绒混凝土的施工。
本发明的施工方法采用三维建模方式,复原既有筒仓结构的实际形状,依据该三维建模形成的筒仓模型进行模板排版,设计出符合高精度要求的模板的形状及尺寸,为清水混凝土施工质量提供保障。本发明设计的模板的表面具有连续交替设置的竖向凹槽和竖向凸条,结合图8所示,利用该竖向凹槽和竖向凸条在清水饰面结构40的表面401形成相匹配的竖向凸起和竖向凹陷,实现了对混凝土表面塑造肌理,形成类似灯芯绒表面的纹理形状,达到了灯芯绒饰面效果。
在本发明的一种具体实施方式中,在三维建模之前对既有筒仓结构的内壁面进行清理。结合图2所示,既有筒仓结构10是砖砌体结构,其内壁面101处涂抹有白水泥保护层,因废弃已久,需将强度较低的白水泥保护层清理干净,对既有结构筒仓结构的内壁面101进行清理时,利用高压水枪进行冲洗,以将白水泥保护层冲掉,对冲洗处理后仍保留的残留水泥块,人工利用电镐进行破除。清理后的既有筒仓结构10的内壁面101处露出结构层,也即砖砌体结构。
在本发明的一种具体实施方式中,在三维建模时,对清理后的既有筒仓结构10的内部数据进行反复测量,该内部数据包括既有筒仓结构10的标高、弧度和坡度,并采用三维建模软件根据测量的内部数据建立筒仓模型,基于筒仓模型合理的确定内部增强清水饰面结构的厚度及内径(清水饰面结构形成的内筒的直径),同时进行模板排版并形成支模体系模型。
在进行模板排版时,对清水饰面结构的立面分段的进行多种形状设计,形状包括圆柱形、正圆台形和倒圆台形,以此来增强建筑效果。
在本发明的一种具体实施方式中,如图3和图7所示,在支设模板之前,于既有筒仓结构10的内侧设置钢筋结构31,并将钢筋结构31通过植筋的方式与既有筒仓结构10固定连接。较佳地,钢筋结构31为双层双向钢筋,水平筋采用C10钢筋以150mm为间隔等间隔布设,竖向筋采用C12钢筋以150mm为间隔等间隔布设。钢筋结构31通过植筋方式与既有筒仓结构10连接,植筋采用C8,HRB400钢筋,直径12mm,呈梅花形布设,相对设置的钢筋之间间距为600mm,植筋的拉拔力承载力检验值应大于等于40.7kN,以确保清水饰面结构与既有筒仓结构10间的结合强度。
在本发明的一种具体实施方式中,如图9所示,制作模板20时,结合图10所示,提供波纹板21,对波纹板21进行切割、弯折以使得波纹板21与模板20的形状及尺寸相适配;
结合图11所示,提供钢模22,对钢模22进行切割、弯折以使得钢模22与模板20的形状及尺寸相适配;
将波纹板21贴设于钢模22的内表面并与钢模22固定连接,从而制得模板20。
其中模板20的形状及尺寸根据三维建模中设计的支模体系模型可获得,该支模体系模型中包括多个模板模型,该些模板模型拼装在一起形成待浇筑的清水混凝土的模板,模板模型的形状及尺寸即为待制作的模板20的形状及尺寸。依据该模板模型的尺寸对波纹板21和钢板进行切割,在根据模板模型的形状对波纹板21和钢板进行塑型,因清水饰面结构的立面形状为圆柱形、正圆台形和倒圆台形,故而波纹板21和钢板的形状为弧形。波纹板21与钢板的尺寸相一致,形状相匹配,将波纹板21与钢板的内表面相贴,四周对齐,而后利用自攻螺丝将波纹板21与钢板固定连接。
进一步地,如图9和图10所示,波纹板21具有相对设置的内表面211和外表面212,该波纹板21的内表面211形成有连续交替设置的并呈凹凸状的竖向凹槽213和竖向凸条214,通过竖向凹槽213和竖向凸条214的连续交替设置使得该波纹板21的内表面211形成凹凸不平状,波纹板21的整体呈波浪形。波纹板21的材质较佳采用PVC。
再进一步地,还包括:如图9所示,基于支模体系模型对模板20进行受力分析得到模板20所需的设计应力;
根据模板20所需的设计应力选择对应的钢模22并于钢模22的外表面设计加劲板223,以使得制得的钢模22的承载力大于设计应力。
结合图11所示,钢模22包括钢板221、垂直于钢板221四周的连接边框222以及设于钢板221外表面的加劲板223,加劲板223的设置位置根据受力分析结果进行排布。连接边框222上设有连接孔,用于拼接连接相邻的两个模板20。由于波纹板本身无承载作用,其与钢模22结合在一起形成模板20,该模板20的承载力来自钢模22。钢板221的结构强度依据受力分析结果进行选择。加劲板223较佳设置多道,且沿横纵向交错设置,加劲板223顶撑于相对的两个连接边框222之间。
较佳地,采用Abaqus对支模体系模型中的模板模型进行有限元分析,模拟施工过程的变形以及受力状态,预测得到模板在施工过程中受到的侧向作用力作为设计应力。对模板采用弹性本构嘉定,弹性模型E取2.05x105N/mm2,泊松比0.3,模板受到混凝土侧向作用,承受倒三角分布的侧压力,混凝土容重按25KN/m3计算。模板的底部与下层模板采用螺栓连接,两侧与相邻模板采用螺栓连接,边界调节按铰接计算,模板顶部为自由边界。在模板的外侧竖向沿三等分点设置支撑,该支撑按铰接设置。经过受力分析,可得到优化设计的钢模,能够降低模板制作和加工成本。
又佳地,将支模体系模型沿竖向进行分段,每个分段的高度为1500mm,对每个分段的环形模板均分成8片,每片模板为50°范围圆弧段,钢板采用Q235钢板,厚度为6mm,加劲板223的宽度为120mm,厚度为16mm。
波纹板切割时,确保单个模板20上的波纹板21的凹凸面连续,模板拼接时,在波纹板拼缝位置采用发泡剂密封严实,以提高拼缝处的混凝土外观效果。
在本发明的一种具体实施方式中,支设模板时,让上下相邻的两个模板的波纹板相对齐设,也即波纹板21上的竖向凹槽213和竖向凸条214沿竖向相对齐设置。左右相邻的两个波纹板21对接时,波纹板21边缘处对接形成一个完整的竖向凹槽213或者竖向凸条214,如此可确保成型混凝土表面的灯芯绒饰面效果和饰面质量。
在本发明的一种具体实施方式中,如图4至图6所示,施工灯芯绒混凝土时,从底部至顶部分段施工。
具体地,模板安装时,根据模板的变化按照由下而上的空间顺序,分段安装,先安装最底部的模板形成筒状结构后,设置支撑件将模板支设的所需的位置处,完成支模后浇筑清水混凝土形成一段清水饰面结构,而后向上安装模板,进行下一段清水饰面结构的施工,如此反复直至完成清水饰面结构的施工为止。
进一步地,如图4和图5所示,所支设的模板20拼接连接成筒状结构;提供支撑件32,将支撑件32设于筒状结构的内侧并顶撑于对应的模板20之间,通过调节支撑件32的长度调节模板20的支设位置以使得模板20的姿态与支模体系模型中对应的模板的姿态相一致。
安装模板20时,结合图6和图7所示,将模板20进行标高、左右前后的位置调整并校正,完全符合要求后,利用连接螺栓将对应的模板连接在一起。较佳地,支撑件32的长度可调,根据筒状结构的尺寸进行长度调节以让支撑件32能够顶撑在对应的模板20之间。支撑件32包括两个支撑杆,两个支撑杆有部分重叠设置,两个支撑杆重叠部分的长度可调,从而实现了支撑件32的长度可调节。进一步地,支撑件32有多个,交错的支撑在筒状结构的内部。支撑件32在模板20上沿纵向间隔设有多道。支模完成后,向浇筑空间内浇筑清水混凝土,该清水混凝土结构与既有筒仓结构10连接成整体,既能够对既有筒仓结构10进行加工,还为既有筒仓结构10提供美观的灯芯绒饰面。
在模板调整到位并支撑好后,在模板20的顶部间隔设置连筋,连筋与模板20的钢模22固定连接,还与钢筋结构31固定连接,通过连筋的设置能够防止浇筑清水混凝土时钢模产生侧向位移,影响灯芯绒混凝土浇筑截面精度。
模板根据现场实测复核尺寸进行工厂定制,在工厂加工有利于控制模板成型后的圆度及上下模板之间的拼缝。波纹板与钢模尺寸相一致,减小拼接接头。上下层波纹板的起始点一直,保证成型后上下两端波峰波谷一致。
在本发明的一种具体实施方式中,清水混凝土包括如下重量份的原料:水泥290份、矿粉70份、碎石780份、瓜子片300份、天然砂800份、外加剂5.6份以及水120份。
清水混凝土中的水泥采用信宁52.5,矿粉采用S95,碎石的粒径范围在16mm至25mm,瓜子片的大小在5mm至16mm,天然砂的尺寸在2.4mm至2.6mm,外加剂采用PCA-10。
为确保清水混凝土浇筑成型质量,控制清水混凝土的坍落度为180±20mm。
为提高清水混凝土浇筑的密实度,结合图3和图7所示,在设置钢筋结构31时,在钢筋结构31内设置竖向的导轨,并在导轨上滑设振捣棒,该导轨从既有筒仓结构10的底部延伸至顶部,初始时,振捣棒位于既有筒仓结构10的底部处,浇筑一段清水混凝土后,向上提拉振捣棒以让振捣棒对浇筑的清水混凝土进行振捣密实。在结构的纵向横向留设排气孔,以排除混凝土内的气体,提高混凝土的成型质量。
在本发明的一种具体实施方式中,拆模后,对混凝土表面的竖向凸起进行凿毛处理。
结合图8所示,拆模后,对清水饰面结构40的表面401的竖向凸起进行凿毛,凿毛的深度控制在6mm,凿毛处理时从上到下一次成型,保证清水饰面结构表面呈现凹凸肌理。凿毛应满足以下条件:混凝土凿毛施工在混凝土强度达到固化后强度的50%;凿毛施工应按照自上而下的顺序依次施工。
本发明的施工方法具有如下有益效果:
通过对筒仓内壁进行数据采集,通过三维建模方法,将每个筒仓内壁垂直度、造型等精确反馈,以合理确定新增清水混凝土厚度及内筒直径。
模板属于预制散装式,运输方便,半成品保护容易,清洁、维修、现场调整方便。
利用灯芯绒造型PVC波纹板作为模板罩面板进行支模,混凝土施工采用清水混凝土配比,保证了混凝土的艺术效果,以混凝土本色凸显了工业遗址特色。
采用人工配合特制机械,施工方便快捷,大大缩短工期。对成型后混凝土凸面进行工艺面层处理,形成不规则纹理,保证面层粗糙效果,与工业遗址历史气息相呼应。
根据现场实测复核尺寸模板工厂定制,有效控制模成型后的圆度及上下钢模之间的拼缝,减少拼接接头,提高钢模安装效率。
现场钢模连接采用装配式施工,焊接量较少,减少了消防隐患,减低了对环境的污染程度,大大提高了安装效益。
灯芯绒混凝土毛化,在混凝土一次成型基础上加以简单凿毛修饰,突出混凝土原色,体现工艺混凝土特点,减少后期装饰修饰。
本发明采用的灯芯绒艺术混凝土施工工艺,解决了废弃砖砌体筒仓保留改造的难题。不仅以混凝土本色凸显了工业遗址特色,而且使工业遗址得到保留,施工速度快,安全性高,质量有保证。推动了既有建筑加固改造技术的进步,社会效益显著,在要求混凝土艺术效果的当前,具有广泛的应用前景。所采用的关键技术施工方便、安全、可靠、成熟,在应用中,经济效益良好,且符合国家节能与环保的要求,社会效益显著,具有广泛的推广应用前景。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种灯芯绒混凝土的施工方法,用于对既有筒仓结构进行改造,其特征在于,所述施工方法包括如下步骤:
对所述既有筒仓结构进行三维建模以得到筒仓模型;
于所述筒仓模型的内侧建立支模体系模型,在建立支模体系模型时,根据所需的灯芯绒混凝土造型于支模体系的模板内表面设计连续交替设置的竖向凹槽和竖向凸条;
根据所建立的支模体系模型获取对应的模板形状、尺寸及编号,并依据所获得的模板的形状、尺寸及编号制作得到对应的模板;
将制得的模板根据编号按序的支设在所述既有筒仓结构的内侧,且所支设的模板的内表面与所述既有筒仓结构的内壁面之间形成有浇筑空间;以及
向所述浇筑空间内浇筑清水混凝土形成清水饰面结构,待所述清水饰面结构达到设计强度后,拆除所支设的模板,从而完成灯芯绒混凝土的施工。
2.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,制作模板时,提供波纹板,对所述波纹板进行切割、弯折以使得所述波纹板与模板的形状及尺寸相适配;
提供钢模,对所述钢模进行切割、弯折以使得所述钢模与模板的形状及尺寸相适配;
将所述波纹板贴设于所述钢模的内表面并与所述钢模固定连接,从而制得模板。
3.如权利要求2所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,还包括:
基于所述支模体系模型对所述模板进行受力分析得到模板所需的设计应力;
根据模板所需的设计应力选择对应的钢模并于所述钢模的外表面设计加劲板,以使得制得的钢模的承载力大于设计应力。
4.如权利要求2所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,支设模板时,让上下相邻的两个模板的波纹板相对齐设。
5.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,施工灯芯绒混凝土时,从底部至顶部分段施工。
6.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,所支设的模板拼接连接成筒状结构;
提供支撑件,将所述支撑件设于所述筒状结构的内侧并顶撑于对应的模板之间,通过调节所述支撑件的长度调节所述模板的支设位置以使得所述模板的姿态与所述支模体系模型中对应的模板的姿态相一致。
7.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,在支设模板之前,于所述既有筒仓结构的内侧设置钢筋结构,并将所述钢筋结构通过植筋的方式与所述既有筒仓结构固定连接。
8.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,所述清水混凝土包括如下重量份的原料:水泥290份、矿粉70份、碎石780份、瓜子片300份、天然砂800份、外加剂5.6份以及水120份。
9.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,拆模后,对所述混凝土表面的竖向凸起进行凿毛处理。
10.如权利要求1所述的灯芯绒混凝土的施工方法,其特征在于,三维建模之前对所述既有筒仓结构的内壁面进行清理。
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