梁式轉(zhuǎn)換層的應用與施工

福建漳州特房開發(fā)有限公司 蔡志剛

梁式轉(zhuǎn)換層的應用與施工

福建漳州特房開發(fā)有限公司 蔡志剛

近年來，由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的提高，對居住的高層建筑物要求也越來越高，更趨多元化和多樣化。現(xiàn)代高層建筑向體形復雜、功能多樣、造型新穎的方向發(fā)展，建筑物的功能不再單一。例如，在同一座建筑中，沿房屋高度方向建筑功能常要發(fā)生變化，上部樓層布置旅館、住宅；中部樓層用作辦公用房；下部樓層布置商店、餐館和文化娛樂設(shè)施，這種不同用途的樓層需要采用不同形式的結(jié)構(gòu)。為了適應建筑功能的變化，往往需要采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。本文介紹轉(zhuǎn)換層的概念與分類，描述梁式轉(zhuǎn)換層的特點及其在高層建筑中的運用，并結(jié)合廈門市某一高層建筑，探討梁式轉(zhuǎn)換層的實際工程應用及施工。

一、轉(zhuǎn)換層概述

現(xiàn)代高層建筑的塔樓、裙樓和地下室通常具有不同的使用功能要求，但在高層建筑中，從結(jié)構(gòu)受力上看，由于結(jié)構(gòu)下部樓層受力較大，上部樓層受力較小，正常合理的布置應是下部柱網(wǎng)密、墻多，到上部漸漸減少柱、墻的數(shù)量，這樣建筑功能要求就與常規(guī)結(jié)構(gòu)布置之間產(chǎn)生了矛盾。為了滿足建筑多功能的要求，就必須在結(jié)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以實現(xiàn)自上而下結(jié)構(gòu)形式、軸線布置的自然過渡，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件所在的樓層就是轉(zhuǎn)換層。按轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，可分為梁式、柑架式、空腹析架式、箱式和板式轉(zhuǎn)換層。

二、梁式轉(zhuǎn)換層的特點及應用

梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是一種利用下部的轉(zhuǎn)換大梁，將上部剪力墻落在框支梁上，再由框支柱支撐框支梁的結(jié)構(gòu)體系，也稱為梁式框式剪力墻結(jié)構(gòu)，其傳力途徑為墻→梁→柱（墻）。實際工程中梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，從跨度上，可分為單跨、雙跨及多跨；從上部墻體形式上，可分為滿跨和不滿跨、開洞和不開洞和開窗洞；從混凝土結(jié)構(gòu)梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)及其可靠性的研究轉(zhuǎn)換梁功能上，可分為托墻和托柱；從轉(zhuǎn)換梁形式上，可以分為加腋與不加腋；從轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)采用材料上，又可分為鋼筋混凝土、預應力混凝土和鋼骨混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等。梁式轉(zhuǎn)換層與其他主要形式的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層優(yōu)缺點比較如表1所示。

表1 梁式轉(zhuǎn)換層與其他主要形式的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層優(yōu)缺點比較

盡管梁式轉(zhuǎn)換有一定缺點，但由于其優(yōu)點仍然得到了最為廣泛的應用。從上世紀70年代中期國內(nèi)開始嘗試使用梁式轉(zhuǎn)換層到現(xiàn)在，短短的幾十年時間內(nèi)，梁式轉(zhuǎn)換層的工程應用發(fā)展很快。根據(jù)有關(guān)資料，從國內(nèi)外105棟高層建筑采用的轉(zhuǎn)換層的統(tǒng)計結(jié)果中，采用梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑有81棟，約占77%。梁式轉(zhuǎn)換層運用在商住樓開發(fā)中的好處很多，它滿足了地下室和下部樓層等需要較大跨度的公共空間，實現(xiàn)了在同一幢建筑中不同的用途需要不同的開間和不同的結(jié)構(gòu)形式。為了滿足現(xiàn)代人對現(xiàn)代高層建筑的功能需求，很多建筑往往在同一豎直線上，標準層用作公寓、住宅，或是用作辦公用房、旅館，裙樓用作商店、餐飲、銀行、公共大廳、文化娛樂設(shè)施、會議中心、停車場等，地下室用作車庫，從而實現(xiàn)了現(xiàn)代高層建筑向多功能、綜合用途的趨勢發(fā)展。

三、工程實例

1. 廈門“水岸筼筜”項目工程概況。該項目由三層裙樓將二幢蝶形塔樓聯(lián)系在一起，地上總建筑面積48 681 m2，地下室建筑面積5 460 m2；建筑層數(shù)為地上31 層，地下1層；建筑總高度為99.0m；建筑占地面積為3 111m2。地下室為設(shè)備用房，地下停車庫（平戰(zhàn)結(jié)合戰(zhàn)時人防工程）共一層；地上一層、二層 、三層為商場，四層為架空綠化及住宅，五層以上為住宅。

建筑抗震設(shè)防類為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度0.15g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為II類，特征周期Tg=0.35sec；建筑類別調(diào)整后用于結(jié)構(gòu)抗震驗算的烈度為7度。建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比取0.05?？蚣芸拐鸬燃?，A、B幢六層（標高21.650m）以下框支柱特一級，框支梁及普通框架梁柱一級；A、B幢六層以上框架二級。抗震墻抗震等級，A、B幢六層以下一級，六層以上二級?？拐饓Φ撞考訌妳^(qū)范圍為六層（標高21.650m）以下。

2. 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)概況。該轉(zhuǎn)換層設(shè)在第六層樓面，轉(zhuǎn)換層層高為4.2m，為梁式轉(zhuǎn)換層，板厚90~120mm，轉(zhuǎn)換層以上為住宅樓。

3. 梁式轉(zhuǎn)換層的施工。本工程梁式轉(zhuǎn)換層因為承重主梁截面尺寸和跨度較大，結(jié)構(gòu)層樓面自重大，施工階段所要求的承載力也較大，對于轉(zhuǎn)換層支撐體系強度和穩(wěn)定性的要求高；轉(zhuǎn)換層梁與梁柱節(jié)點處鋼筋密集，鋼筋安裝、混凝土振搗難度大，施工要求高；轉(zhuǎn)換層梁體積較大、水化熱高，內(nèi)外溫差控制、養(yǎng)護保溫措施要求較高。因此在施工前，要求施工單位必須制訂具體施工方案，提交總監(jiān)理工程師審查通過后，召集相關(guān)班組進行技術(shù)交底。

（1）轉(zhuǎn)換層的施工工序。放樣、軸線復核→搭設(shè)滿樘腳手架→柱、剪力墻鋼筋焊接→綁扎柱、剪力墻鋼筋→支設(shè)柱、剪力墻模板及梁底模→澆筑轉(zhuǎn)換梁下柱及剪力墻砼→鋪放梁底筋→鋼管搭設(shè)支撐架至梁面筋標高處→鋪放梁上層鋼筋及綁扎腰筋、箍筋→支設(shè)梁側(cè)模板及板底模板→綁扎板鋼筋→澆筑梁、板砼→養(yǎng)護→拆模。

（2）鋼筋施工。鋼筋工程是保證整個建筑物結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)換梁的含鋼量高，主筋長，梁柱節(jié)點鋼筋密集。因此，正確地抽筋、下料和制作，合理安排好鋼筋安裝順序是鋼筋施工的關(guān)鍵。所以在施工前應認真研究設(shè)計圖紙，領(lǐng)會設(shè)計意圖，在弄清結(jié)構(gòu)配筋的基礎(chǔ)上，著手進行鋼筋抽筋放樣，斷料尺寸、規(guī)格數(shù)量等，經(jīng)復核無誤后，交付加工制作。綁扎前根據(jù)圖紙要求核對配料樣本并檢查已加工的鋼筋是否齊全、準確，避免造成中途停工待料。安裝時必須進行技術(shù)交底，明確綁扎順序、方法以及注意事項，設(shè)專人管理，專人指揮安裝。梁筋綁扎過程為在梁側(cè)模上標出箍筋位置→放立梁四角筋并套箍筋，按所標位置排放→固定梁箍筋→綁扎主梁其余鋼筋→穿次梁上層筋，并與箍筋綁扎。梁節(jié)點處鋼筋穿插十分稠密，應注意梁頂面主筋間的凈間距要留有30mm，以滿足灌注砼的需要。轉(zhuǎn)換層梁柱節(jié)點處，鋼筋分布較為密集，應先穿高梁鋼筋，然后再穿低梁鋼筋。澆筑砼時應派專人隨時檢查保護鋼筋，避免鋼筋變形移位。

（3）模板工程施工。模板工程流程：按規(guī)格堆碼→材料驗收和加工→控制線布設(shè)→搭滿樘架→墻柱鋼筋隱蔽驗收→墻柱、梁板模板安裝→墻柱模板加固檢查→墻柱砼澆搗→梁板模板加固→24小時拆側(cè)模、養(yǎng)護→清理。墻柱、梁、樓板模板均采用九夾板，梁板模板支撐均采用鋼管支撐。梁模板安裝：在柱子上彈出軸線、梁位置和水平線，釘柱頭模板。梁底模板按設(shè)計標高調(diào)整支柱的標高，然后安裝梁底模板，并拉線找平。當梁底板跨度大于4m時，跨中梁底處應按設(shè)計要求起拱，設(shè)計無要求，起拱高度為梁跨的1‰~3‰，主次梁交接時，先主梁起拱，后次梁起拱。樓板模板安裝：根據(jù)模板的排列圖設(shè)支柱和龍骨，支撐與龍骨間距按模板方案搭設(shè)，支撐排列要考慮設(shè)置施工通道。通線調(diào)節(jié)支撐高度，將大龍骨找平，架設(shè)小龍骨。鋪樓板時，可從四周鋪起，在中間收口，樓板鋪完后，應認真檢查支架是否牢固，模板梁面應清掃干凈。在鋼管支撐體系中，一定要注意檢查木楔是否頂緊，釘釘子防滑動，這是避免鋼管直接作用于樓板形成集中荷載的關(guān)鍵。

（4）混凝土澆筑。本工程采用泵送商品砼。在砼澆筑施工前，根據(jù)施工方案對班組進行全面的書面技術(shù)交底，包括作業(yè)內(nèi)容、特長、數(shù)量、工期、施工方法、配合比、安全措施和質(zhì)量要求等。轉(zhuǎn)換層梁、板砼澆筑盡量安排在白天進行，并確保砼的輸送不間斷。砼澆筑分層進行，每層高度控制在300~500mm，每層間隔時間1.5～2h。轉(zhuǎn)換梁混凝土的振搗采用機械振搗為主，人工扦插為輔。插入振動器采用快插慢拔，振動時間以出現(xiàn)泛漿為準，同時插入點距離應在振動棒半徑1.25倍范圍內(nèi)。在梁柱節(jié)點處，若鋼筋太密，振動不能插入，則采用鋼扦插，在梁柱側(cè)模用橡皮錘敲打，用人工振搗來彌補。轉(zhuǎn)換層樓板混凝土澆筑，除在梁處采用插入式振動器外，其余均采用平板振動器沿垂直澆筑方向來回振搗。平板振動器依口成排進行，且排與排之間應有一定的搭接，確?；炷敛宦┱?，以達到其密實度。為保證樓板混凝土厚度，除在柱墻筋外注有標高標志外，還應加設(shè)用鋼筋制作而成的移動式高度控制件，用于控制板厚，以保證板厚，滿足設(shè)計要求。砼澆搗時，澆筑與振搗必須緊密配合，第一層下料慢些，梁底充分振實后再下二層料，用“趕漿法”保持水泥漿沿梁底包裹石子向前推進，每層均應振實后再下料。澆砼時應派專業(yè)工種、模板工、鋼筋工巡護，觀察模板、鋼筋、預留洞等有無移動，有異常現(xiàn)象及時報告，并立即采取相應的措施。

四、結(jié)論

該項目采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)形式，高層住宅以剪力墻承重，提高室內(nèi)空間的利用率和舒適度；一至三層商場和地下室以框剪承重，滿足了商業(yè)和停車對大跨度的要求；通過梁式轉(zhuǎn)換層把不同結(jié)構(gòu)形式結(jié)合在一起運用，較好地實現(xiàn)了現(xiàn)代高層建筑的多功能需求。在實施階段，施工單位通過專家論證和多方案比較，制訂了周密的施工方案，保證了施工質(zhì)量。該項目已經(jīng)竣工投入使用，取得很好的經(jīng)濟效益，值得推廣運用。