高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)分析

張 果 秀

(霍州煤電集團(tuán)云廈建筑工程有限公司，山西 霍州 031400)

高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)分析

張 果 秀

(霍州煤電集團(tuán)云廈建筑工程有限公司，山西 霍州 031400)

論述了高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的原理，介紹了轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工技術(shù)特點(diǎn)，討論了轉(zhuǎn)換層施工過程中需要注意的問題，以確保施工的安全性及工程的質(zhì)量，從而取得良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

高層建筑，轉(zhuǎn)換層，結(jié)構(gòu)，施工技術(shù)

目前我國建筑業(yè)呈現(xiàn)良好發(fā)展的態(tài)勢，主要表現(xiàn)在建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，建筑質(zhì)量責(zé)任制度建立、施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，施工過程注重環(huán)保，施工質(zhì)量不斷提高，以及資源利用效率越來越高。隨著我國城鄉(xiāng)一體化建設(shè)的進(jìn)一步加快，以及在資源可持續(xù)利用和發(fā)展的政策引導(dǎo)下，環(huán)境友好政策的鼓勵下，合理的增加高層建筑的面積以緩解人口數(shù)量進(jìn)一步增加導(dǎo)致的住房壓力，是較為經(jīng)濟(jì)有效的措施。建筑采用上、下不同類型的結(jié)構(gòu)是合理增加高層建筑面積的有效措施之一，但高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、施工技術(shù)要求很高，這關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，因此樓層上下結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)越來越被重視。房屋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層是建筑施工中一個(gè)重要施工部位，其施工質(zhì)量直接影響著建筑物的性能和質(zhì)量，并且關(guān)系到整個(gè)建筑的成本和安全。目前結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工十分復(fù)雜，其主要原因是兩種結(jié)構(gòu)的接觸處受力情況發(fā)生改變，力的傳遞方向和路徑亦發(fā)生改變，如果施工現(xiàn)場中能夠統(tǒng)籌安排和合理管理十分有利于降低工程建設(shè)的成本，提高建筑的實(shí)用價(jià)值。為此本文就高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的原理、轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、需要注意的問題等方面進(jìn)行分析討論，為相應(yīng)的工程提供借鑒和參考。

1 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)原理

1.1 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

目前高層建筑施工技術(shù)以豎向布置、平面布置和結(jié)構(gòu)布置三個(gè)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。目前我國轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)類型多樣，主要有平面體系和空間體系兩大類。平面體系包括桁架體系、斜桿體系、混合桁架體系、梁柱體系和空腹桁架體系等；空間體系包括筒體結(jié)構(gòu)體系、箱梁結(jié)構(gòu)體系、格構(gòu)結(jié)構(gòu)體系等。目前梁柱式結(jié)構(gòu)體系在轉(zhuǎn)換層應(yīng)用最為廣泛，主要應(yīng)用于底部大空間的剪力墻結(jié)構(gòu)中。

1.2 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

從建筑物的功能角度出發(fā)，沿房屋高度方向的建筑功能要發(fā)生變化，上部樓層主要滿足旅館、住宅的功能要求；中部樓層主要考慮辦公場所、交流場所的功能要求；下部樓層則主要為酒店、商場公共場地設(shè)計(jì)，這種不同用途的樓層需要大小不同的結(jié)構(gòu)形式。隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)采用小開間軸線布置和較多剪力墻結(jié)構(gòu)來滿足住宅和旅館的功能要求；中部結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)為有一定空間的柱網(wǎng)布置和間距較大的墻體結(jié)構(gòu)，以滿足商務(wù)、交流的需求；下部結(jié)構(gòu)需采用大空間、大進(jìn)深的軸線布置，可盡量少的采用墻體結(jié)構(gòu)，從而滿足商場、酒店等公共場所的功能要求。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置方面，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑物的功能和尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，沿建筑的高度傳遞荷載。從結(jié)構(gòu)受力角度講，基于高層建筑下部結(jié)構(gòu)受力大于上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，高層建筑主體結(jié)構(gòu)是采用變剛度設(shè)計(jì)，即底部結(jié)構(gòu)剛度沿建筑的剛度逐漸減小，但底部結(jié)構(gòu)的大剛度需要采用多墻體、密柱網(wǎng)形式實(shí)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)形式與目前建筑的功能和需求相反，為滿足功能上的要求，采用底部結(jié)構(gòu)剛度小、空間大，上部結(jié)構(gòu)剛度大、空間適當(dāng)?shù)姆闯Ｒ?guī)設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)形式，就必須在剛度和空間變化的接觸處設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

2 高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)特點(diǎn)

高層建筑轉(zhuǎn)換層受力體系轉(zhuǎn)換是重點(diǎn)，層結(jié)構(gòu)受力形式十分復(fù)雜，力的傳遞方向亦十分復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)形式和支撐形式都有各自的特點(diǎn)。轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換的施工分為兩個(gè)部分，一個(gè)是模板施工，另一個(gè)是混凝土澆筑施工。下面就這兩個(gè)方面的施工特點(diǎn)進(jìn)行討論。

2.1 轉(zhuǎn)換層模板施工

模板施工包括支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工、側(cè)向模板施工和樓梯支撐體系施工三部分：1)支撐體系設(shè)計(jì)施工。支撐體系設(shè)計(jì)是模板施工的基礎(chǔ)和前提，是模板施工的關(guān)鍵。支撐體系需要對結(jié)構(gòu)的荷載進(jìn)行計(jì)算，使支撐體系的強(qiáng)度和剛度能夠承受上部傳遞的荷載而不發(fā)生翹曲失穩(wěn)和不均勻沉降。支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算包括剪力支撐構(gòu)件受力計(jì)算、步高計(jì)算和立桿計(jì)算等。支撐體系設(shè)計(jì)前期需對工程地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，獲得地基承載力。在正式施工模板支撐體系前，必須首先確定模板及模板支架、新澆筑混凝土、鋼筋等的自重，施工人員及設(shè)備荷載，振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載以及新澆筑混凝土對模板側(cè)面的壓力，從而計(jì)算出混凝土側(cè)壓力分布，采用落地支撐施工方法，完成支撐模板體系的各工序。施工中需要保證上層支撐與下層支撐豎直方向荷載傳遞的準(zhǔn)確性。2)側(cè)向模板施工。轉(zhuǎn)換層施工的側(cè)向模板采用大尺寸全鋼質(zhì)模板，鋼模能夠有效減小結(jié)構(gòu)施工期間的變形。鋼模就位利用錨固螺栓使其固定，并在模板側(cè)連接側(cè)向支撐構(gòu)件。3)樓梯支撐體系施工。作為轉(zhuǎn)換層施工的重要組成部分，與側(cè)向模板施工相比，樓梯支撐體系施工較為簡單，其承受的荷載亦相對較小。一般采用斜撐增加其穩(wěn)定性，并對腳手架進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和加固。

2.2 混凝土澆筑施工

混凝土澆筑施工時(shí)轉(zhuǎn)換層是重要部分，一般采用C60混凝土，并采用分層法澆筑，分成豎向結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)，先澆筑轉(zhuǎn)換層的中間和后半部分，再就水平和豎向兩個(gè)方向交替循序澆筑，澆筑過程中要想方設(shè)法增加工作面的面積，這主要為了提高混凝土水化熱排出的有效性，還能減小模板的側(cè)壓力。澆筑高度在5 cm～10 cm為宜?；炷翝仓馁|(zhì)量關(guān)系到轉(zhuǎn)換層能否實(shí)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換?；炷潦走x商品混凝土，原材料中水泥和骨料能夠滿足強(qiáng)度和耐久性的要求。水泥可以選擇礦渣水泥和火山灰水泥等。骨料可以采用當(dāng)?shù)厮槭粦?yīng)把卵石作為碎石使用；碎石的最大粒徑要小于鋼筋的最小凈距內(nèi)保證混凝土的強(qiáng)度和和易性；澆筑過程中需嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，振搗的時(shí)間和流程要符合相關(guān)規(guī)定。骨料的級配應(yīng)該均勻，粗骨料和細(xì)骨料混合使用。澆筑時(shí)需要安排專人檢查澆筑的密實(shí)度并檢查混凝土的澆筑質(zhì)量。混凝土澆筑結(jié)束后采用薄膜或土工布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)可保證混凝土在相對合適的溫度內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)應(yīng)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施，保證混凝土在相對適合的溫度下養(yǎng)生。

3 轉(zhuǎn)換層施工過程中需要注意的問題

3.1 轉(zhuǎn)換層鋼筋骨架施工

鋼筋在進(jìn)場前要經(jīng)過嚴(yán)格的檢測和化驗(yàn)，保證鋼筋的質(zhì)量。高層建筑的轉(zhuǎn)換層施工前期需在鋼筋骨架周圍的一定距離范圍內(nèi)安裝一定數(shù)量的人字形支架，支架的作用在于可有效調(diào)節(jié)保護(hù)層的厚度和鋼筋骨架的精確定位，且還能夠?qū)︿摻罟羌芷鸬蕉ㄎ缓头€(wěn)定的作用，從而防止?jié)仓炷習(xí)r鋼筋發(fā)生偏位或位移。鋼筋骨架綁扎的流程為：架設(shè)U形支架，放置外圍開口底箍、綁扎牢固，放置內(nèi)開口箍，從中間向兩邊分層放置水平主筋、綁扎牢固，從兩側(cè)插入水平開口箍。

3.2 控制網(wǎng)的布設(shè)

高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)由頂層、轉(zhuǎn)換層上部標(biāo)準(zhǔn)層、轉(zhuǎn)換層三部分組成，由于施工作業(yè)的范圍和空間有限，在確保施工的整體質(zhì)量和工期的前提下，充分保護(hù)和利用各個(gè)控制點(diǎn)，時(shí)刻對建筑主體的垂直度和沉降量等加強(qiáng)檢測。目前建筑行業(yè)測量數(shù)據(jù)的誤差是絕對存在的，只有充分和仔細(xì)應(yīng)用相關(guān)測量儀器，確保誤差位于可控范圍之內(nèi)?？刂凭W(wǎng)在上下結(jié)構(gòu)是不同的，控制網(wǎng)的尺寸合理才能保證上部荷載通過轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)力的傳遞。因此施工過程對測量放線要給予一定的重視。

3.3 轉(zhuǎn)換層施工管理

隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國建筑工程施工領(lǐng)域的管理更加完善，但在高層建筑施工管理領(lǐng)域依然存在一些不足，這對整個(gè)建筑工程的質(zhì)量有著很大的影響。完善建設(shè)過程中的管理制度和體制是保證高層建筑施工進(jìn)度和質(zhì)量的前提，是大幅度降低建設(shè)成本的有效措施。強(qiáng)化施工人員的安全意識和管理理念對我國建筑行業(yè)管理水平整體的提升是十分必要的。

4 結(jié)語

隨著高層建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和房地產(chǎn)市場競爭的加劇，帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑有著廣泛的市場需求，高層建筑轉(zhuǎn)換層作為上下層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的橋梁,實(shí)現(xiàn)了高層建筑多功能性和綜合利用性。在施工設(shè)計(jì)中，要科學(xué)計(jì)算、精心組織、規(guī)范施工，嚴(yán)格做好施工過程中的質(zhì)量控制，才能為建筑物的整體質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，從而取得良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

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On analysis of conversation layer construction technique in high-rise buildings

Zhang Guoxiu

(YunxiaArchitecturalEngineeringCo.,Ltd,HuozhouCoal-ElectricityGroup,Huozhou031400,China)

The paper indicates the principle for the conversation layer construction technique in high-rise buildings, introduces its structural features and construction technical features, discuses some problems in its construction process, so as to ensure the safety of the construction and engineering quality and to achieve better social and economic benefits.

high-rise buildings, conversion layer, structure, construction technique

1009-6825(2015)30-0099-03

2015-08-19

張果秀(1976- )，女，工程師

TU974

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