淺談厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)及混凝土施工

苗宇

（綠地地產(chǎn)集團(tuán)牡丹江愛(ài)民置業(yè)有限公司）

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)部分大中型城市發(fā)展速度的加快，以及城市人口數(shù)量的驟然增中，我國(guó)城市的整體住房壓力也在逐年加大，這是急需得到解決的民生問(wèn)題之一，在我國(guó)建筑行業(yè)初步興起的階段，由于受到施工工藝、施工技術(shù)、工程管理水平等諸多因素的約束和限制，我國(guó)傳統(tǒng)建筑普遍以多層建筑形式為主，多層建筑普遍只有5層-7層，居住的人口數(shù)量和整體住房面積也必將局限在一定的范圍內(nèi)，而高層建筑的層數(shù)一般在15層-25層，這樣就在客觀上樣加了住房的面積。并有效緩解了城市日趨嚴(yán)峻的住房壓力。高層建筑施工過(guò)程中，對(duì)于施工技術(shù)的要求是表現(xiàn)在多方面的，其中關(guān)于轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新需要注意；本文簡(jiǎn)要總結(jié)了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)，重點(diǎn)探討了混凝土的主要施工工藝。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；高層建筑；施工工藝

1 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

為了滿足建筑功能的要求，結(jié)構(gòu)必須以與常規(guī)方式相反進(jìn)行布置，上部小空間，布置剛度大的剪力墻，下部大空間，布置剛度小的框架柱。由于不同的建筑使用功能要求不同的空間劃分布置，相應(yīng)地，要求不同的結(jié)構(gòu)形式，如何將他們之間通過(guò)合理地轉(zhuǎn)換過(guò)渡。沿豎向組合在一起。就成為多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵技術(shù)。為此，必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，稱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。

結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換層概念，主要是指在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系中，合理解決豎向結(jié)構(gòu)的突變性轉(zhuǎn)化和平面的連續(xù)性變化的結(jié)構(gòu)單元體系。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是上下兩層的結(jié)構(gòu)不一樣，必須設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換層來(lái)承上啟下。

高層建筑轉(zhuǎn)換層的突出特點(diǎn)主要有兩個(gè)方面：一是轉(zhuǎn)換層通常設(shè)置在建筑物的下部，在它的上面承受著幾十層的荷載，受力復(fù)雜，它的破壞將會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。由于設(shè)計(jì)時(shí)分析方法的限制，對(duì)各種形式轉(zhuǎn)換層難以做到精確分析；另一方面是轉(zhuǎn)換層部位地震反應(yīng)強(qiáng)烈。由于轉(zhuǎn)換層承載巨大，導(dǎo)致其截面超出常規(guī)，鋼材耗用量大，剛度大，重量也較一般樓層顯著加大。

2 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)尺寸大，樓面支撐荷載重。帶轉(zhuǎn)換層體系內(nèi)力的改向是通過(guò)引發(fā)截面內(nèi)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較復(fù)雜，同時(shí)為保證上部結(jié)構(gòu)水平剪力順利傳往下部，對(duì)轉(zhuǎn)換層樓面水平剛度有嚴(yán)格要求，故一般轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大，樓面荷載較重轉(zhuǎn)換層水平構(gòu)件高跨比大，截面彎曲時(shí)水平纖維相對(duì)錯(cuò)動(dòng)不可忽略，平截面假定不再適用，一般呈現(xiàn)短深梁或厚板的受力特性。采用二次疊澆法進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)對(duì)疊和構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)分析，考慮分層處水平剪力對(duì)構(gòu)件的影響，必要時(shí)應(yīng)與設(shè)計(jì)單位配合，進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，確保一次疊澆構(gòu)件在施工階段和正常使用狀態(tài)下的承載能力。

2.2 結(jié)合下部結(jié)構(gòu)，靈活布置支撐系統(tǒng)。為減少結(jié)結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上下層發(fā)生剛度突變和剪力突變，設(shè)計(jì)不落地支撐系統(tǒng)時(shí)可以結(jié)合下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活合理的布置。

2.3 通過(guò)下部豎向構(gòu)件卸荷。根據(jù)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)“強(qiáng)化下部、弱化上部”的原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度、弱化上部結(jié)構(gòu)剛度，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在由地震荷載參加組合的工況下，下部豎向構(gòu)件軸壓比限值有嚴(yán)格的控制，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，這使轉(zhuǎn)換層下部豎向構(gòu)件在施工階段比一般豎向構(gòu)件具備更大的延性和承載力儲(chǔ)備，可以利用下部承載力富余的豎向構(gòu)件作為支撐的傳力構(gòu)件。

2.4 利用鋼骨架或預(yù)應(yīng)力卸荷。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中使用鋼骨混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減輕自重、改善結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。設(shè)計(jì)模板支撐時(shí)可以利用已經(jīng)成型的水平鋼骨或預(yù)應(yīng)力平衡部分或全部施工荷載，極大改善支撐受力性能，這種措施適用于轉(zhuǎn)換層與上部結(jié)構(gòu)沒(méi)有形成整體工作的情況。

3 混凝土施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備。大體積極混凝土施工前的準(zhǔn)備工作，除按一般混凝土施工前必須進(jìn)行的物質(zhì)準(zhǔn)備、機(jī)具準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備和現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備外，應(yīng)根據(jù)其施工的特殊性，做好附屬材料和輔助設(shè)備的準(zhǔn)備工作，如冰、冰水箱（池）、真空吸水設(shè)備、水泵、測(cè)溫設(shè)備等。尤其要做好施工方案的編制工作。根據(jù)減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結(jié)合措施；通過(guò)熱工計(jì)算，確定混凝土入模溫度以及對(duì)材料加熱或降溫的措施；確定混凝土攪拌、運(yùn)輸和澆筑的方案；制定混凝土的保溫方案；保證工程質(zhì)量、安全施工和消防措施的制訂。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 大體積混凝土的施工，一般宜在低溫條件下進(jìn)行，即最高溫度<30℃時(shí)為宜。氣溫大于30℃時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的降低溫差的減少溫度應(yīng)力的措施。

3.2.2 混凝土的配制，應(yīng)嚴(yán)格掌握各種原材料的配合比。混凝土的攪拌時(shí)間，自全部拌合料裝入攪拌筒內(nèi)起到卸料止，一般應(yīng)不少于1.5min-2min。雨季施工期間，應(yīng)勤測(cè)粗細(xì)骨料的含水量，并隨時(shí)調(diào)整用水量和粗細(xì)骨料用量。

3.2.3 攪拌后的混凝土，應(yīng)及時(shí)運(yùn)至澆筑地點(diǎn)人模澆筑。在運(yùn)送過(guò)程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。

3.3 混凝土澆筑要點(diǎn)。斜面分層法適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò)厚度三倍的工程，振搗工作應(yīng)從澆筑層底層開(kāi)始，逐漸上移，此時(shí)向前推薦的澆筑混凝土攤鋪坡度應(yīng)小于1：3，以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。分層的厚度決定于振搗器的棒長(zhǎng)和振動(dòng)力的大小，也要考慮混凝土的供應(yīng)量大小和可能澆筑量的大小，一般為20cm：30cm。插入式振搗器應(yīng)伸人下層50cm為宜。分層澆筑時(shí)，上層鋼筋的綁扎應(yīng)在下層混凝土經(jīng)一定養(yǎng)護(hù)其強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2，混凝土表面溫度與混凝土澆筑后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的室外溫度之差在25℃以下時(shí)進(jìn)行。為了加強(qiáng)分層澆筑層間的結(jié)合，可以采取在下層混凝土表面設(shè)置鍵槽的辦法。鍵槽可用100mm×100mm的木方每隔1cm左右留設(shè)。分層澆筑間隔的時(shí)間，應(yīng)以混凝土表面溫度降至大氣平均溫度為好，即水化熱溫升的峰值以后，一般為3-5d，因此間隔時(shí)間以大于5d為宜。當(dāng)混凝土的自由傾落高度超過(guò)2m時(shí)，應(yīng)采用串筒、溜槽下落。串筒和漏斗的布置應(yīng)根據(jù)澆筑面積、澆筑速度和鋪平混凝土的能力確定，一般其間距不得大于3cm，混凝土應(yīng)采用機(jī)械振搗。振搗棒的操作應(yīng)做到“快插慢拔”，在振搗過(guò)程中，宜將振動(dòng)棒上下略有抽動(dòng)，以使上下振搗均勻。每點(diǎn)振搗時(shí)間以20-30s為宜，但還應(yīng)視混凝土表面不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準(zhǔn)。分層振搗時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層5cmm左右，以消除兩層之間的接縫。振搗時(shí)要防止振動(dòng)模板，并應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋、管道、預(yù)埋件等。每振搗完一段，應(yīng)隨即用鐵鍬攤平拍實(shí)。

結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的蓬勃發(fā)展為建筑施工技術(shù)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)形式也日益大型化、復(fù)雜化。隨著使用功能的變化，設(shè)置轉(zhuǎn)換層已成為傳遞上下部結(jié)構(gòu)荷載的重要手段，而上部結(jié)構(gòu)荷載的增加，使得轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)尺寸往往較大，這將給施工帶來(lái)許多新的難度。因此對(duì)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究，有著十分重要的工程意義。

參考文獻(xiàn)

[1]韋亮.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝七轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2004.

[2]趙挺生等，混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.