高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)分析

彭萬榮

摘要：隨著我國城市化水平的不斷提高，以及越來越多的人涌向城市，我國建筑物的發(fā)展越來越趨向于向高層建筑的方向發(fā)展，而現(xiàn)代高層建筑具有體型復(fù)雜、功能多樣、造型新穎等特點(diǎn)。但是因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)上部樓層受力較小，而下部樓層卻受力很大，而一般建筑物結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密，而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置，以擴(kuò)大柱網(wǎng)。為了適應(yīng)高層建筑物功能的變化，就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。本文針對(duì)高層建筑物轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并總結(jié)出一些相應(yīng)的措施來加強(qiáng)其施工技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層建筑物結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)換層；施工；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU974 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-3954（2013）21-0026-02

引言

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑受力復(fù)雜，結(jié)合某高層建筑商住樓工程實(shí)例，扼要介紹高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、構(gòu)造情況及轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)方法。詳細(xì)闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的多種型式，結(jié)構(gòu)傳力機(jī)理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和計(jì)算方法，并對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)計(jì)算結(jié)果具體數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。

1 某高層建筑物轉(zhuǎn)換層施工

1.1 工程概況

某高層建筑物屬于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)；整個(gè)工程是由a、b、c三棟高層塔樓住宅及地下車庫和商場組成的群樓建筑，地上23層，地下1層；地下-1層為停車場，戰(zhàn)時(shí)兼做人防。建筑總高度：80m；總建筑面積：71046.6m²；結(jié)構(gòu)類型為人工挖孔樁基礎(chǔ)，該工程轉(zhuǎn)換層均設(shè)在主體結(jié)構(gòu)二層，在二層上下部的柱截面尺寸、位置均作了較大的變化，在二層上部的大部分柱均為梁上柱。

1.2 結(jié)構(gòu)尺寸

轉(zhuǎn)換梁梁高設(shè)計(jì)有500mm、600mm、700mm、1000mm、1200mm、1500mm、1600mm、1800mm幾種，但梁寬變化較大，從300-600toni不等，其跨度最大達(dá)6600～7800mm；鋼筋轉(zhuǎn)換層梁縱向主鋼筋直徑為18mm、20mm、25mm、28mm，為Ⅲ級(jí)鋼。其中25mm直徑最多。箍筋直徑為8mm、10mm、12mm，其中大多數(shù)為12mm。框支梁均為6mm肢箍，箍筋間距為100mm；混凝土轉(zhuǎn)換層墻、柱、梁、板混凝土等級(jí)均為C50，墻、柱、梁、板混凝土方量約為1500m³。

1.3 高層建筑物施工流程

首層施工放線→首層柱鋼筋制綁及二層框支梁底板模板制安→首層柱模板制安一首層柱混凝土澆搗（澆至首層梁底彎錨段底部往下500位置）→二層框支梁鋼筋制綁→二層框支梁側(cè)模制安→二層板模制安→二層板鋼筋制綁→二層剪力墻柱放線定位→二層剪力墻柱插筋→二層梁板混凝土澆搗→混凝土養(yǎng)護(hù)。

施工放線施工流程：首層樓面控制線→首層軸線→首層柱邊線→二層樓面控制線→二層軸線→二層柱邊線。

首層柱施工流程：柱鋼筋制綁→柱模制安及加固→首層梁底部柱混凝土澆搗→柱模板拆除及混凝土養(yǎng)護(hù)。

二層框支梁施工流程：梁模支架搭設(shè)及加固→梁底板模制安→二層框支梁鋼筋制綁→梁側(cè)板模制安→二層梁板混凝土澆搗→混凝土養(yǎng)護(hù)。

二層板施工流程：板模支架搭設(shè)及加固→板模制安→板鋼筋制綁→二層梁板混凝土澆搗→混凝土養(yǎng)護(hù)。

1.4 施工材料選用

（1）鋼管是所有建筑物的必選材料，豎向支撐體系采用扣件式φ48×3.5mm鋼管架；水平方向采用φ48×3.5mm鋼管做模箍。作為豎向支撐的鋼管表面應(yīng)平直，不應(yīng)有裂縫、結(jié)疤、分層壓痕等質(zhì)量缺陷。

（2）扣件的選用，舊扣件使用前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，有裂縫、變形的嚴(yán)禁使用，出現(xiàn)滑絲的螺栓必須更換。

（3）絲桿的選擇，絲桿采用高強(qiáng)度絲桿，使用前應(yīng)有原材料試驗(yàn)報(bào)告，根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中絲桿最大抗拉力進(jìn)行驗(yàn)算，取絲桿最大抗拉值為30kN。

（4）模板、木枋選用，墻、柱、梁、板模板采用7層膠合板散拼散拆，50mm×100mm木枋做背楞。模板支撐體系安裝由于下層頂板厚120mm，允許施工活荷載設(shè)計(jì)值為5kN/m²，轉(zhuǎn)換層梁板自重、支撐架體自重以及施工活荷載約為10kN/m²，理論上轉(zhuǎn)換層處下層頂板能承受轉(zhuǎn)換層自重及施工活荷載；但因下層頂板承受的作用力為鋼管立桿的集中荷載，為保證下層頂板受力的整體性，下層頂板模板支撐體系在轉(zhuǎn)換層梁板混凝土澆筑后方可拆除。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)分析

高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置容易導(dǎo)致建筑物豎向剛度發(fā)生突變，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，轉(zhuǎn)換層上下成為薄弱環(huán)節(jié)，不利于建筑物的結(jié)構(gòu)抗震。在進(jìn)行高層建筑物轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工時(shí)，首先對(duì)建筑物的功能性和結(jié)構(gòu)傳力需求進(jìn)行分析，并且順著高層建筑高度方向進(jìn)行靈活的布置，這樣可以節(jié)省空間以便正常使用該樓層，同時(shí)也可以作為技術(shù)設(shè)備層，無論怎樣，前提是確保轉(zhuǎn)換層具有十足的剛度，避免沿豎向剛度過于懸殊。

2.1 混凝土分段、分層澆筑

轉(zhuǎn)換梁截面超大，5.0m、4.8m大梁更是跨越2層結(jié)構(gòu)。經(jīng)研究討論，第一次澆筑至下一層板面，梁內(nèi)混凝土在初凝前舀去浮漿并均勻種上石子（或用鋼釬在混凝土表面戳洞）；第二次澆筑至2.5m高轉(zhuǎn)換梁底；第三次和轉(zhuǎn)換層一起分層澆筑。

轉(zhuǎn)換梁澆筑時(shí)應(yīng)按照大體積混凝土澆筑要求按每層不超過500mm進(jìn)行分層澆筑，澆筑順序從邊跨向中間收進(jìn)，并遵循環(huán)狀澆筑路線。第二次澆筑混凝土前，應(yīng)將水平施工縫沖洗干凈，并澆水濕潤澆筑50mm厚同混凝土配比的減石子混凝土（澆筑一層50nun厚的水泥砂漿）?；炷翝仓^程中，應(yīng)均勻澆搗，及時(shí)平倉，防止混凝土超高堆置。

在振搗過程中，振搗棒略上下抽動(dòng)，使混凝土振搗密實(shí)，插點(diǎn)要均勻，插點(diǎn)之間距離一控制在50cm，離開模板距離為20cm。采用單一的行列形式，不要與交錯(cuò)式混用，以免漏振，振搗點(diǎn)時(shí)間要掌握好，不要過長，也不要過短，一般控制在20～30s之間，直至混凝土表面泛漿，不出現(xiàn)氣泡，混凝土不再下沉為止。嚴(yán)禁超振、漏振。

澆筑懸挑部位斜向梁時(shí)，應(yīng)等底部混凝土澆筑完停歇1～2h后，以防根部混凝土由于上部斜向部位的混凝土壓力而導(dǎo)致溢出。

混凝土表面用木抹子拍實(shí)搓壓后，再用鐵抹子壓光，保證混凝土表面的密實(shí)度和平整度，減緩混凝土表面失水速度，防止表面龜裂。

2.2 梁板模板豎向鋼管支撐架體施工

梁下支撐鋼管立桿在橫向（垂直梁方向）間距不大于500mm，縱向（沿梁長度方向）間距不大于500mm。板下支撐鋼管立桿縱、橫方向間距不大于1000mm；滿堂鋼管腳手架每步高度不應(yīng)大于1500mm，梁下受力水平橫桿與立桿的連接設(shè)置雙扣件；滿堂模板支架四邊與中間每隔4排支架立桿應(yīng)設(shè)置一道縱向剪刀撐，且間距不大于6.0m，由底至頂連續(xù)設(shè)置。在模板支架兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔兩步設(shè)置一道水平剪刀撐。

2.3 高層建筑物搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工

搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是一種新穎的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工體系，轉(zhuǎn)換柱作為轉(zhuǎn)換構(gòu)件，混凝土用料較少造價(jià)低、自重小，轉(zhuǎn)換層本層建筑空間可充分利用，上下層沿豎向剛度突變較小。搭接柱轉(zhuǎn)換基本保證了框架柱直接落地整體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性及地震作用下的工作狀態(tài)與貫通落地簡體一框架結(jié)構(gòu)無異，因此核心簡體為整體結(jié)構(gòu)最主要的抗側(cè)力構(gòu)件，其承載力、延性和截面尺寸應(yīng)予以保證，當(dāng)簡體自下而上變化混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸及配時(shí)，美籍變化均因延伸至搭接柱區(qū)段上一層，且需逐漸變化減弱搭接柱轉(zhuǎn)換引起局部剛度退化應(yīng)力集中的影響，保證整體機(jī)構(gòu)抗震承載能力不致突變。

3 做好轉(zhuǎn)換層養(yǎng)護(hù)工作

轉(zhuǎn)換梁兩側(cè)在平臺(tái)上距離梁邊100mm處預(yù)埋DB25@500的鍍鋅管，管兩頭出混凝土面100mm，混凝土澆筑完后，即將管上端用三通，水平管接通，用于大梁側(cè)壁通水養(yǎng)護(hù)。

在混凝土澆筑2h后按標(biāo)高用長刮尺初步刮平后，在初凝前用木抹搓面兩遍、鐵抹子壓平。初凝后即進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

大梁側(cè)模拆除，先將側(cè)模撬開后不拆除，將預(yù)埋水管接至轉(zhuǎn)換梁表面，對(duì)水管通水養(yǎng)護(hù)；整個(gè)轉(zhuǎn)換層平臺(tái)混凝土澆筑完后采用覆蓋麻袋進(jìn)行淋水保濕養(yǎng)護(hù)，保證混凝土表面保水。

在混凝土終凝前對(duì)可能產(chǎn)生的微裂縫予以搓壓處理。抹平后不間斷澆水。達(dá)到降低混凝土內(nèi)外溫差和混凝土表面與環(huán)境溫差的目的。

考慮具體的氣溫條件，應(yīng)降低混凝土表面溫差最大不超過25℃為宜，以達(dá)到預(yù)防溫差應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的目的，確?；炷凉こ虉A滿完成。

混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa以上，方可允許操作人員在上行走，進(jìn)行一些輕便工作，但不得有沖擊性操作，如圖1為轉(zhuǎn)換層側(cè)壁養(yǎng)護(hù)方案圖。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著現(xiàn)代高層建筑物的涌現(xiàn)，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在其施工上的應(yīng)用也成為必然的發(fā)展趨勢。因此在進(jìn)行高層建筑轉(zhuǎn)換層施工時(shí)，應(yīng)該應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定仔細(xì)對(duì)現(xiàn)場條件做好分析計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)場的條件進(jìn)行綜合性的分析；同時(shí)也要考慮到高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜性的特點(diǎn)，采取有效的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施來加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層施工；并且做好高層建筑物轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，以達(dá)到科學(xué)經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目的。

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