高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)應(yīng)用

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摘要：高層建筑極大地滿(mǎn)足人們對(duì)于建筑實(shí)用性及多功能使用要求，但與中低層建筑相比較，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、施工難度更高，應(yīng)對(duì)不同高度結(jié)構(gòu)的承載性能及區(qū)域使用功能進(jìn)行綜合考量，而梁式轉(zhuǎn)換層技術(shù)應(yīng)用可解決建筑結(jié)構(gòu)布局問(wèn)題。為此，對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)理論及在高層建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行探究意義重大。本文首先闡述了梁式轉(zhuǎn)換層的定義，分析了梁式轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)特點(diǎn)，然后結(jié)合實(shí)例論述施工技術(shù)要點(diǎn)，旨在為類(lèi)似的工程建設(shè)提供參考，以促進(jìn)建筑行業(yè)理論發(fā)展與施工技術(shù)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑工程；梁式轉(zhuǎn)換層；技術(shù)要點(diǎn)

梁式轉(zhuǎn)換層在高層建筑工程中應(yīng)用廣泛，有助于提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，符合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣化要求。基于力學(xué)原理，建筑主體的下部結(jié)構(gòu)承受的橫向荷載較大，結(jié)構(gòu)剛度水平較高，轉(zhuǎn)換層的合理設(shè)置可擴(kuò)大建筑內(nèi)部柱距，這樣便可在建筑室內(nèi)空間設(shè)置可容納大量人流走動(dòng)的安全出入口，以提高建筑的安全性與穩(wěn)定性。

1梁式轉(zhuǎn)換層定義

1.1轉(zhuǎn)換層

高層建筑因不同高度或區(qū)域不同，其使用功能也不同，需要采用差異化的結(jié)構(gòu)形式，不同結(jié)構(gòu)體系間用于轉(zhuǎn)換的過(guò)渡樓層即為轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要包括梁式、板式、箱式與桁架式等。

1.2梁式轉(zhuǎn)換層

梁式轉(zhuǎn)換層是在已有樓板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上合理布設(shè)承托梁柱，用于承托上層樓板承重柱與剪力墻，以確保建筑結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力平衡、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)特點(diǎn)

2.1結(jié)構(gòu)形式

高層建筑中的梁式轉(zhuǎn)換層主要有鋼筋混凝土、鋼骨混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其中鋼筋混凝土應(yīng)用最為廣泛，施工成本低。

2.2受力特點(diǎn)

梁式轉(zhuǎn)換層受力關(guān)系簡(jiǎn)單，工程計(jì)算方便，受力由墻面轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換梁，后轉(zhuǎn)移至梁柱。若轉(zhuǎn)換梁上方有墻體結(jié)構(gòu)，則會(huì)影響彎矩，轉(zhuǎn)換梁對(duì)應(yīng)區(qū)域會(huì)出現(xiàn)受拉區(qū)，抵消部分彎矩。

2.3配筋要求

當(dāng)前，高層建筑轉(zhuǎn)換層樓板多采用雙向配筋設(shè)計(jì)方案，需要對(duì)轉(zhuǎn)換層鄰近樓板進(jìn)行加固處理。參照建筑物高度計(jì)算出抗震等級(jí)與內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑，則應(yīng)提高關(guān)鍵區(qū)域樓板的配筋率，以確保轉(zhuǎn)換層樓板與鄰近樓板結(jié)構(gòu)穩(wěn)固以及地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

3實(shí)例探析高層建筑中梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)要點(diǎn)

某高層住宅建設(shè)項(xiàng)目，擬建4棟塔樓。每棟樓均為30層，地下2層，用于停車(chē)；地上為28層，1層為大型商場(chǎng)及公共用房，2～28層為住宅。該項(xiàng)目總建筑面積達(dá)11.79萬(wàn)m2，總高度為87.2m。地上1層及地下2層采用的結(jié)構(gòu)形式為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，地上2層及以上的結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，地上1層與2層之間需要設(shè)置轉(zhuǎn)換層。該工程轉(zhuǎn)換層施工方案如下：大梁混凝土澆筑作業(yè)分兩次完成，一次澆筑形成的梁體必須能夠承載二次澆筑混凝土自重和施工荷載；因轉(zhuǎn)換層中樓板厚度較厚，故而該工程采用荷載傳遞法進(jìn)行施工。

3.1高支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換層模板均采用散拼散裝形式進(jìn)行施工，主要包括七夾板（厚度為18mm）+木枋（尺寸為50mm×100mm）+可調(diào)鋼支撐+滿(mǎn)堂承重架等。參照當(dāng)前轉(zhuǎn)換層的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，確定高支撐系統(tǒng)間的構(gòu)件參數(shù)如下：板底木枋間距為250mm，橫梁間距為900mm，立柱間距為900mm×900mm；梁底木枋，短向間距為300mm，長(zhǎng)向間距為250mm，立柱短向間距為250mm～350mm，長(zhǎng)向間距為500mm。

3.2模板及支撐系統(tǒng)計(jì)算

筆者以該工程中轉(zhuǎn)換層最大截面梁B×L1為例，對(duì)模板參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行分析，計(jì)算前先明確以下數(shù)值：梁截面尺寸為1.55m×1.0m；承重架采用Φ48腳手架鋼管搭建而成，鋼管壁的厚度為3.5mm；橫向短木枋間距為300mm，縱向長(zhǎng)木枋間距為250mm，如圖1所示。

3.3構(gòu)造措施

由于該工程項(xiàng)目中的轉(zhuǎn)換層梁截面積較大，經(jīng)計(jì)算最大線荷載為55.5kN/mm?？紤]到地下室頂板的混凝土強(qiáng)度不高，不具備承受上部結(jié)構(gòu)的荷載能力，須將地下1層中的支撐結(jié)構(gòu)全部拆除，同時(shí)按照固定間距在地下2層梁下位置均勻布設(shè)M型鋼，設(shè)置間距為1.5m；地下1層與2層間的轉(zhuǎn)換層高度為4.8m，鋼支撐結(jié)構(gòu)施工無(wú)法一次到位，需要提前在空曠場(chǎng)地搭設(shè)滿(mǎn)堂承重架，承重架的高度為1.2m，工程選用Φ48腳手架鋼管進(jìn)行搭建，搭設(shè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制立管間的距離，如梁底位置的立管間距為500mm，其他位置的立管間距為800mm，掃地桿距離地面150mm；為提高模板支撐系統(tǒng)性能水平，應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)荷載，卸下邊緣支柱與剪力墻部位的部分荷載，借助鋼管、框支柱和剪力墻對(duì)中間部位進(jìn)行鎖緊處理；對(duì)于高度＞1.2m的梁，考慮到側(cè)模負(fù)荷較大，需要在合理位置布設(shè)斜撐與對(duì)拉螺桿，設(shè)置間距為400mm×500mm，布設(shè)數(shù)量為12對(duì)；高支模模板搭設(shè)結(jié)束后需要對(duì)以上工序進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保無(wú)誤后安排混凝土澆筑作業(yè)。澆筑工程中應(yīng)對(duì)模板及支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化與變形程度進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。

3.4鋼筋工程

該工程中，牛腿與框支梁節(jié)點(diǎn)位置布設(shè)的鋼筋密度較高，其中梁鋼筋共有3排，牛腿鋼筋為5～7排，后進(jìn)行鋼筋綁扎，其順序?yàn)椋簤w鋼筋（至梁底）→梁底筋→牛腿鋼筋→柱墻箍筋→梁面筋。因轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)力關(guān)系復(fù)雜，須嚴(yán)格控制鋼筋作業(yè)，該工程質(zhì)量控制要點(diǎn)詳細(xì)如下：工程所用鋼筋數(shù)量大、直徑大、分布密度高，為方便后續(xù)作業(yè)，應(yīng)先對(duì)鋼筋進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，明確各鋼筋的布設(shè)位置；在主筋翻樣及下料過(guò)程中，應(yīng)注意觀察鋼筋接頭的位置，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以確保主筋焊接接頭相互交錯(cuò)，每隔3m須設(shè)置一個(gè)由短鋼筋頭制作的墊鐵；對(duì)于轉(zhuǎn)換層中的梁采用冷擠壓方法將其連接為一體，而柱墻鋼筋豎向接頭須通過(guò)電渣壓力焊法進(jìn)行焊接，主梁腰筋、連系梁、板鋼筋接頭均使用閃光對(duì)焊法進(jìn)行焊接處理；施工方案中明確規(guī)定鋼筋錨固長(zhǎng)度為45d，上層剪力墻鋼筋須置入梁底至規(guī)定位置，然后進(jìn)行錨固處理，同時(shí)還須加設(shè)彎折，長(zhǎng)度為200mm，板內(nèi)向墻體的彎折錨固長(zhǎng)度控制在450mm左右，向梁內(nèi)的錨固長(zhǎng)度不得小于45d；按照規(guī)定順序完成鋼筋綁扎作業(yè)。

3.5混凝土工程

該工程混凝土施工設(shè)計(jì)參數(shù)如下：強(qiáng)度等級(jí)為C40，選用預(yù)拌混凝土，坍落度為14cm～16cm，初凝持續(xù)時(shí)間不得短于3h，分層澆筑，每層澆筑作業(yè)的間隔時(shí)間應(yīng)控制在45min左右?；炷磷鳂I(yè)在白天進(jìn)行，每層澆筑最低高度不得低于300cm，最高不得高于500cm。在混凝土澆筑過(guò)程中，兩臺(tái)泵車(chē)同時(shí)運(yùn)行，采用平行后臺(tái)方式運(yùn)行。需要注意的是，在泵送混凝土?xí)r泵管與溜槽應(yīng)相互配合。按照規(guī)定，施工設(shè)計(jì)方案對(duì)泵送沖擊力與混凝土泵送速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保護(hù)已有錨固筋與梁板面混凝土結(jié)構(gòu)的完整性，同時(shí)也可提高模板的荷載水平。另外，因工程采用的轉(zhuǎn)換層鋼筋直徑較大，最大直徑為32cm，分布密度高，施工難度較大。對(duì)此，可采用以下措施控制質(zhì)量：①梁柱節(jié)點(diǎn)人工推送下料，使用C30反復(fù)振搗混合材料，若振搗難度較高，則人工輔助操作，樓板位置更換為平板式振搗器進(jìn)行施工。②梁截面較大，應(yīng)控制入模溫度，在墻柱作業(yè)結(jié)束后24h，可安排施工人員進(jìn)行拆模，并在表層均勻涂刷養(yǎng)生劑。③梁板施工后，磨漿結(jié)束立即覆蓋塑料膜，均勻?yàn)⑺?，持續(xù)養(yǎng)護(hù)14d，強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值即可拆模。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分布有各類(lèi)功能區(qū)，根據(jù)功能設(shè)置的不同須在適宜位置布設(shè)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)性能突出，應(yīng)用廣泛，但要根據(jù)不同項(xiàng)目的實(shí)際情況科學(xué)編制施工方案。實(shí)踐表明，該工程施工方案科學(xué)經(jīng)濟(jì)，梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性效果顯著。

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作者：賀邵華 單位：湖南省第四工程有限公司