梁式轉(zhuǎn)換層高層建筑施工技術(shù)的探討

蔡銘樑

摘要：近年來，隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，推動了建筑業(yè)的發(fā)展，各類建筑工程隨之不斷增多，因受城市建筑用地的制約，使得高層建筑越來越多。轉(zhuǎn)換層是高層建筑中不可或缺的重要組成部分之一，而在眾多的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式中，梁式轉(zhuǎn)換層以其自身諸多的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于高層建筑工程的轉(zhuǎn)換層施工當(dāng)中，本文闡述梁式轉(zhuǎn)換層高層建筑施工技術(shù)，通過分析才能很好地解決上述問題。

關(guān)鍵詞：高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

目前，隨著高層建筑的增多，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，因此，轉(zhuǎn)換層的作用顯得越來越重要。由于高層建筑下部結(jié)構(gòu)受力較大，上部結(jié)構(gòu)受力較小，正常合理的布置應(yīng)是下部柱網(wǎng)密、墻多，上部柱網(wǎng)疏、墻少。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。本文結(jié)合梁式轉(zhuǎn)換層高層建筑施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

一、高層建筑工程中梁式轉(zhuǎn)換層簡介

目前，由于我國高層建筑在使用功能上對空間的要求越老越大，為了滿足這一要求，就需要采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，而在眾多的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式中，梁式轉(zhuǎn)換層以其自身的諸多優(yōu)點(diǎn)，獲得了非常廣泛的應(yīng)用。自上個(gè)世紀(jì)70 年代中期開始，一些高層建筑中便出現(xiàn)了梁式轉(zhuǎn)換層，在這短短數(shù)10 年中，隨著各方面技術(shù)的不斷完善，使得梁式轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用范圍越來越廣。通過對100 棟高層建筑進(jìn)行調(diào)查結(jié)果表明，其中有80 棟采用的是梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，由此可見梁式轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用非常之廣。在高層建筑中，采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的最終目的是為了防止結(jié)構(gòu)突變、減少上下層剛度變化，以此來達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、保證使用功能的目的。梁式轉(zhuǎn)換層是高層建筑中應(yīng)用較廣的一種轉(zhuǎn)換層形式，具體是指在現(xiàn)澆鋼混樓板之上設(shè)置單向、雙向、斜向托梁等，來達(dá)到承托本層當(dāng)中落空的上層承重柱以及剪力墻的目的。

二、高層建筑的發(fā)展趨勢

自二十世紀(jì)90年代以來，隨著工程技術(shù)科學(xué)和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，世界各國的高層建筑得以繼續(xù)發(fā)展，并出現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)形式和體系，更好地滿足了建筑功能和建筑藝術(shù)的要求。其中，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、大底盤多塔樓、帶外挑懸挑層、帶加強(qiáng)層、大斜撐、連體和立面開洞等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式，都是在這一時(shí)期為了滿足建筑要求而誕生。此間，歐美日等國家建造高層建筑的潮流是，以多樣化的結(jié)構(gòu)形態(tài)更好地滿足建筑功能和建筑藝術(shù)的要求，而不再向高度的突破發(fā)展”，5J。如德國法蘭克福商業(yè)銀行大廈由三個(gè)角筒架起交錯(cuò)布置的各組樓層，形成了通透的空中花園，見圖a；荷蘭鹿特丹通用銀行大廈在底層設(shè)置了巨型鋼管析架和組合柱作為轉(zhuǎn)換層，承托上部辦公樓而形成底層大空間，見圖b.。

三、轉(zhuǎn)換層施工特點(diǎn)

1、轉(zhuǎn)換層的自重和旌工荷載往往非常大，應(yīng)選擇合理的模板支撐方案，并

進(jìn)行模板支撐體系的設(shè)計(jì)。設(shè)置模板支撐系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工階段的受力狀態(tài)與使用階段是不同的，應(yīng)對轉(zhuǎn)換梁及其下部樓層的樓板進(jìn)行施‘工階段的承載力的驗(yàn)算。

2、對大體積混凝土轉(zhuǎn)換層，混凝土施工時(shí)應(yīng)考慮采取減小混凝土水化熱的措施，防止新澆混凝土的溫度裂縫。

3、轉(zhuǎn)換層的跨度和承受的荷載都很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時(shí)應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定和便于鋼筋的布置。

四、高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)措施

1、模板與支架的施工要點(diǎn)在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工中，模板工程是整個(gè)施工過程中較為重要的環(huán)節(jié)之一，其施工要點(diǎn)如下：

斜撐。在該環(huán)節(jié)的施工中，全部斜撐桿都必須按照≤45°角進(jìn)行設(shè)置，排距沿柱面豎向應(yīng)控制在1m 以內(nèi)；設(shè)置在梁底位置處的斜撐桿應(yīng)當(dāng)與底部模板的外鋼楞相協(xié)調(diào)，間距應(yīng)控制在400mm 以內(nèi)為宜；斜撐桿的上端應(yīng)當(dāng)伸至模板底并與其上的外鋼楞牢固扣接在一起，并做好抗滑移措施；梁底部的斜撐支架應(yīng)當(dāng)盡可能與下排架同步搭設(shè)，若是無法同步也必須確保在梁鋼筋骨架安裝就位之前架設(shè)完畢，從而保證斜撐支架與梁下排架能夠共同受力；全部的斜撐桿都應(yīng)盡可能與梁下排架的橫桿及立桿進(jìn)行牢固扣接，并與樓層滿堂架相連，這樣有利于增強(qiáng)斜撐支架的整體穩(wěn)定

2、掃地桿同立桿的技術(shù)施工立桿的部分同內(nèi)外楞直接做扣接，這就防止了滑動的出現(xiàn)。立桿下部分要設(shè)置在樓面上的鋼墊塊上用作支撐。掃地桿安置在梁下的排架下面，把兩排橫桿設(shè)置在中間，斜撐設(shè)置在兩側(cè)排架的橫向位置上，剪刀雙肢撐設(shè)置為縱向，把位于樓層的滿堂架和位于梁下的排架連接成為一個(gè)整體，這樣做使排架的剛度空間得到了增強(qiáng)。

3、鋼筋施工要點(diǎn)在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，鋼筋的用量非常大，并且型號也比較繁多，加之轉(zhuǎn)換梁的截面較大，從而使得鋼筋的布置相對比較復(fù)雜。為此，掌握好鋼筋的施工技術(shù)要點(diǎn)就顯得尤為重要。

（1）翻樣與下料。在對鋼筋進(jìn)行翻樣前，應(yīng)當(dāng)清楚了解圖紙的設(shè)計(jì)意圖，并對設(shè)計(jì)文件及相關(guān)說明進(jìn)行認(rèn)真審核，同時(shí)還應(yīng)掌握與之相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在翻樣時(shí)應(yīng)盡量結(jié)合具體工程，并充分考慮施工的便捷性來確定翻樣方案；為了便于鋼筋安裝，應(yīng)當(dāng)在安裝前對全部的梁主筋按照實(shí)際安裝順序進(jìn)行編號；由于梁箍筋較大，在下料時(shí)應(yīng)當(dāng)注意接頭位置的焊接質(zhì)量，盡可能避免接頭出現(xiàn)在箍筋的彎折處。

（2）鋼筋連接。由于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中所使用的鋼筋種類比較繁多，不同位置處的鋼筋受力情況均不相同，為此，應(yīng)當(dāng)充分考慮各個(gè)部位的具體受力情況、施工難度等因素，優(yōu)選最佳的連接方式。

4、轉(zhuǎn)換層支撐設(shè)計(jì)按照本工程的特點(diǎn)，并經(jīng)過多方面綜合考慮后，決定采用以下支撐方式：

（1）不拆除第6 層模板及其支撐結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對其框架梁支撐體系進(jìn)行加密處理，具體做法如下：在框架梁底部位置處多設(shè)置一根支撐，可選用準(zhǔn)48×3.5mm 的鋼管作為支撐，沿梁間距600mm。

（2）第5 層采取同上的做法，并在第4 層選擇一些合適位置加設(shè)支撐桿。通過相關(guān)軟件的驗(yàn)算以及有限元分析，這種支撐方式在強(qiáng)度和穩(wěn)定性上都能滿要

求，進(jìn)而確保了轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的整體受力性能。圖1 為該支撐方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

5、混凝土澆筑技術(shù)轉(zhuǎn)換梁混凝澆筑量大，澆筑速度塊，總的澆筑時(shí)間長，又要考慮溫度應(yīng)力的影響，因此，施工過程中要注意以下幾點(diǎn)。

（1）混凝土施工盡量安排在白天進(jìn)行，并確?；炷恋妮斔筒粏枖??；炷翝仓?yīng)分層進(jìn)行，每層高度控制在300mm～500mm。每層間隔時(shí)間1.5h～2h。

（2）混凝土的振搗采用機(jī)械振搗為主，人工扦插為輔。插入振動器宜采用快插慢拔，振動時(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(bǔ)。

（3）樓板混凝土澆筑，除在梁處采用插入式振動器外，其余均采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(jìn)行，且排與排之間應(yīng)有一定的搭接，確保混凝土不漏振，以達(dá)到其密實(shí)度。

6、各部位鋼筋連接方式轉(zhuǎn)換層中鋼筋的種類繁多，不同位置鋼筋受力情況也不盡相同，因此，各部位應(yīng)綜合受力情況、施工難度、經(jīng)濟(jì)效益等采用不同的連接方式。

（1）轉(zhuǎn)換層大梁的主筋是轉(zhuǎn)換層中最重要的受力單元，應(yīng)采用最可靠且對鋼筋無損害的連接方式，通常采用冷擠壓連接法。

（2）轉(zhuǎn)換層柱鋼筋、剪力墻豎向分布筋宜采用電渣壓力焊。

（3）轉(zhuǎn)換層主梁腰筋及箍筋、聯(lián)系梁主筋、板鋼筋一般采用閃光焊接。

（4）其他受力較次要部位，如聯(lián)系梁架力筋及箍筋可采用綁扎連接。

結(jié)束語

目前，梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑在國內(nèi)應(yīng)用雖然很多，也在施工方面作了一些探討和研究，但總體來說，都不夠深入和全面。本課題是通過對鋼筋混凝土梁式轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)研究，力求為以后的梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的應(yīng)用積累一定的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。

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