高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)分析

彭山

摘 要：轉(zhuǎn)換層施工是高層建筑的"瓶頸"，從模板的支撐系統(tǒng)、鋼筋的綁扎、鋼框架的安裝或預(yù)應(yīng)力的張拉順序、大體積混凝土的澆注等，具有一定的復(fù)雜性，對(duì)施工技術(shù)的要求較為嚴(yán)格。本文對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)進(jìn)行了分析，然后采用結(jié)合梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的原因，對(duì)應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以期指導(dǎo)實(shí)踐，保證高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工質(zhì)量得到切實(shí)有效的保證。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；高層建筑；施工技術(shù)

伴著城市建設(shè)迅速發(fā)展，高層建筑日益向著多功能、多用途方向發(fā)展，其建筑上下層結(jié)構(gòu)受力不均，要求必須合理布置：下部受力大，要求柱網(wǎng)密的同時(shí)墻也需要多一些，上部受力小，柱網(wǎng)疏的前提下墻相對(duì)少一些。但此要求下的建筑功能就跟常規(guī)結(jié)構(gòu)布置有所出入。為了適應(yīng)此類建筑多功能和非常規(guī)的要求，需要在結(jié)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件，來(lái)實(shí)現(xiàn)自上而下結(jié)構(gòu)形式和軸線的自然過(guò)渡。這就涉及到了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

1 轉(zhuǎn)換層的概況

在高層建筑中，其下部結(jié)構(gòu)受力與上部結(jié)構(gòu)受力有所不同，下部較大，上部較小，在施工布置中最為合理的就是下部柱網(wǎng)密、墻多，上部柱網(wǎng)疏、墻少。這樣情況下建筑功能要求將與常規(guī)結(jié)構(gòu)布置存在極大的差異。為確保建筑多功能的需求，就要將轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)置在結(jié)構(gòu)中，最大限度地滿足自上而下結(jié)構(gòu)形式的要求，布置軸線要求過(guò)渡自然。轉(zhuǎn)換層就是轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件所在的樓層。

根據(jù)轉(zhuǎn)換層中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的要求，可以分為以下幾種：第一，轉(zhuǎn)換上、下層結(jié)構(gòu)類型：這種轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用范圍主要集中在上部結(jié)構(gòu)為剪力墻和框架剪力墻施工中，它將上部剪力墻轉(zhuǎn)化為下部框架，為內(nèi)部創(chuàng)建一個(gè)更大的自由空間。第二，改變上、下層柱網(wǎng)、軸線：沒有改變轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)形式，但利用轉(zhuǎn)換層擴(kuò)大下層柱距，進(jìn)而促使大柱網(wǎng)的形成。通常應(yīng)用于外框筒下層施工中，形成的入口較大。第三，同時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸線位置：也就是利用轉(zhuǎn)換層軸線將上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)錯(cuò)開，使其布置呈現(xiàn)出上、下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的情況。

2 高層建筑采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換原因分析

1）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從抗剪和抗沖切的角度考慮，轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大。一般可達(dá)2.0m～2.8m。這樣的厚板一方面重量很大，增大了對(duì)下部垂直構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)要求，另一方面本層的混凝土用量也很大。轉(zhuǎn)換梁常用截面高度為1.6～4.0m，只有在跨度較小以及承托的層數(shù)較少時(shí)才轉(zhuǎn)換梁常用截面高度0.9～1.4m，而跨度較大且承托較大且承托的層數(shù)較多時(shí)，或構(gòu)件條件特殊時(shí)才采用較大的截面高度1.5～4.0m。

2）抗震性能。由于厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量，在地震作用下，地震反應(yīng)強(qiáng)烈。不僅板本身受力很大，而且由于沿豎向剛度突然變化，相鄰上、下層受到很大的作用力，容易發(fā)生震害。以往的模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究表明，厚板的上、下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫和混凝土剝落。另外，試驗(yàn)還表明，在豎向荷載和地震力共同作用下，板不僅發(fā)生沖切破壞，而且可能產(chǎn)生剪切破壞，板內(nèi)必須三向配筋。帶有厚板轉(zhuǎn)換層的商住建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工都比較復(fù)雜，材料用量和造價(jià)都較高，而且抗震設(shè)計(jì)上的問(wèn)題較多，目前還在進(jìn)一步研究，所以采用這種結(jié)構(gòu)形式要慎重對(duì)待。

3）轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)。首先，帶轉(zhuǎn)換層的多高層建筑，轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求，其剛度會(huì)產(chǎn)生突變，一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及承載力的變化，以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)換構(gòu)件為重要傳力部位，應(yīng)保證轉(zhuǎn)換構(gòu)件的安全性。而對(duì)于2.8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)除考慮豎向荷載、風(fēng)荷載或水平地震作用外。還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響，轉(zhuǎn)換構(gòu)件的豎向地震作用，可采用反應(yīng)譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算；作為近似考慮，也可將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力乘以增大系數(shù)。

3 梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用

在高層建筑施工中，梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)作為其施工的主要技術(shù)，在施工應(yīng)用中必須嚴(yán)格遵循工程施工的實(shí)際情況及相關(guān)規(guī)定，規(guī)范各個(gè)階段的施工工藝，做好施工質(zhì)量控制工作，提高施工技術(shù)的科學(xué)性、有效性，只有這樣才能有效提升高層建筑的施工質(zhì)量，確保高層建筑的整體施工質(zhì)量和效益。

1）鋼筋施工。高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層施工需要使用大量的鋼筋材料，鋼筋型號(hào)多樣化，布置鋼筋時(shí)比較復(fù)雜，因此應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)鋼筋施工技術(shù)，做好以下幾點(diǎn)：其一，下料和翻樣，高層建筑工程鋼筋翻樣之前，全面了解梁式轉(zhuǎn)換層施工設(shè)計(jì)要求，了解圖紙?jiān)O(shè)計(jì)意圖，認(rèn)真審核翻相關(guān)施工說(shuō)明和設(shè)計(jì)文件，熟悉相關(guān)規(guī)范標(biāo)注，結(jié)合高層建筑工程具體情況，做好鋼筋翻樣，考慮到梁式轉(zhuǎn)換層施工的便捷性和穩(wěn)定性，優(yōu)化制定翻樣方案，按照梁主筋的安裝順序，對(duì)鋼筋進(jìn)行編號(hào)，下料過(guò)程中校正接頭位置，保障焊接質(zhì)量，防止鋼筋接頭彎折；其二，連接鋼筋，高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層施工需要使用多種類的鋼筋，不同部位的鋼筋受力不同，應(yīng)考慮到高層建筑工程各個(gè)位置的施工難度和受力情況，選擇最合適的鋼筋連接方式，一般情況下，梁柱主筋是建筑工程最主要的受力結(jié)構(gòu)，使用電渣壓力焊將剪力墻結(jié)構(gòu)筋和主鋼筋連接起來(lái)，通過(guò)閃光焊方式連接梁上朱金和腰筋，控制鋼筋連接質(zhì)量。

2）模板施工。一方面要合理設(shè)置掃地桿和立桿，梁底內(nèi)外楞和立桿上端分別扣接，便于抗滑移，形成雙扣件，樓板鋼墊塊上設(shè)置立桿下端。在排架梁柱下方設(shè)置掃地桿，中間區(qū)域布設(shè)橫桿，豎向設(shè)置斜撐結(jié)構(gòu)，橫向設(shè)置剪力撐，將滿堂架和梁下排架穩(wěn)定牢固的連接起來(lái)，提高排架的強(qiáng)度和剛度。另一方面，優(yōu)化斜撐設(shè)置，結(jié)合高層建筑施工設(shè)計(jì)要求，應(yīng)按照小于45度角設(shè)置斜撐桿，按照建筑柱面結(jié)構(gòu)斜撐排距應(yīng)小于1m，模板外鋼楞和梁底的斜撐桿相互協(xié)調(diào)，間距應(yīng)小于400mm，上層樓板外鋼楞和斜撐桿上端牢固進(jìn)行扣接，采用科學(xué)合理的抗滑移方法，同步搭接下排架和斜撐支架，使兩下排架和斜撐支架同時(shí)受力，梁下排架立桿和橫桿應(yīng)與斜撐桿穩(wěn)定扣接，提高斜撐支架的穩(wěn)定性。

3）混凝土澆筑技術(shù)。轉(zhuǎn)換梁混凝土澆筑量大，澆筑速度塊，總的澆筑時(shí)間長(zhǎng)，又要考慮溫度應(yīng)力的影響，因此，施工過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)：混凝土施工盡量安排在白天進(jìn)行，并確?；炷恋妮斔筒婚g斷?；炷翝仓?yīng)分層進(jìn)行，每層高度控制在300～500mm。每層間隔時(shí)間1.5～2h。混凝土的振搗采用機(jī)械振搗為主，人工扦插為輔。插入振動(dòng)器宜采用快插慢拔，振動(dòng)時(shí)間以出現(xiàn)泛漿為準(zhǔn)，同時(shí)插入點(diǎn)距離應(yīng)在振動(dòng)棒有半徑1.25倍范圍內(nèi)。在梁柱節(jié)點(diǎn)處，若鋼筋太密，振動(dòng)不能插入，則采用鋼扦插，在梁柱側(cè)模用橡皮錘敲打，用人工振搗來(lái)彌補(bǔ)。泵送施工全過(guò)程除了按常規(guī)操作外，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：布管及拆管要嚴(yán)格配合施工順序和施工縫留設(shè)要求；管泵送前，加強(qiáng)壓送水濕潤(rùn)管和泵體，必要時(shí)將濕麻袋覆蓋于泵管上，降低混凝土溫度；泵送過(guò)程中，有泵管與溜槽配合，控制泵送沖擊力，避免撓動(dòng)深梁錨固筋；混凝土入模溫度控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，高層建筑發(fā)展迅速，建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)多變，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式也復(fù)雜多樣。高層建筑一般面積大，垂直度高，施工組織管理難度大。在施工的過(guò)程中，需要組織專業(yè)的施工隊(duì)伍，選擇合適的施工技術(shù)，控制工程質(zhì)量，使各個(gè)階段都能夠符合施工的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)高層建筑施工技術(shù)、質(zhì)量和安全控制措施的科學(xué)分析和探索是高層建筑穩(wěn)定發(fā)展的重要保證，具有一定的實(shí)踐與借鑒意義。

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