高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)探究

李軍

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化建設(shè)步伐也在不斷加快，城市建筑所需的用地越來越緊張，而高層建筑可以很好的提高土地的利用率，節(jié)約城市土地資源?，F(xiàn)代高層建筑緊跟時(shí)代的發(fā)展要求，正朝向更高、多用途、多功能以及結(jié)構(gòu)更加多樣的方向發(fā)展，因此高層建筑施工越來越復(fù)雜，并面臨著建筑上層易出現(xiàn)荷載問題?；炷两Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用可以很好的解決上層建筑荷載問題，并在一定程度上降低施工成本，所以需要加大對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的研究力度。

關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)；應(yīng)用

1結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的特征

轉(zhuǎn)換層因要承受很大的上部荷載，受力情況不明確，設(shè)計(jì)單位的初期設(shè)計(jì)受限制，無法對(duì)各種類型的轉(zhuǎn)換層進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，造成的后果相對(duì)比較嚴(yán)重，這是高層建筑轉(zhuǎn)換層的一個(gè)特點(diǎn)，第二個(gè)特點(diǎn)是因轉(zhuǎn)換層承受荷載情況復(fù)雜，受力較大，造成轉(zhuǎn)換層橫截面損傷，在地震時(shí)期有著很明確的強(qiáng)烈反應(yīng)。因此，在轉(zhuǎn)換層選材上要求增加材料用量，選用重量、剛性較大的材料。整體高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層質(zhì)量和剛度在地震發(fā)生時(shí)期表現(xiàn)的較為突出，通常對(duì)樓體的結(jié)構(gòu)和受力要求均勻，不宜集中受力，否則，容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，導(dǎo)致地震期間轉(zhuǎn)換層反應(yīng)劇烈。此外，建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的較大截面不利于現(xiàn)場施工。如武漢新世界中心，轉(zhuǎn)換層模板使用為1.6m厚度，這個(gè)尺寸的模板對(duì)鋼筋安裝、混凝土澆筑有很大的局限性，也難以保證施工質(zhì)量，同時(shí)增加了下層模板安裝時(shí)的難度，加大了投資成本?？傮w來說，轉(zhuǎn)換層上層是小空間的剪力墻結(jié)構(gòu)，下層主要是以柱做為支撐及承重的大開間。一眼就可以看出，轉(zhuǎn)換層上部的結(jié)構(gòu)類型剛度比下部結(jié)構(gòu)剪切剛度大，因此，要對(duì)轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量及剛度進(jìn)行分析、調(diào)整。

2設(shè)計(jì)原則

在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意盡可能的減少轉(zhuǎn)換，在布置轉(zhuǎn)換層上下豎向抗側(cè)構(gòu)件時(shí)要充分保障水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的可靠性，減少復(fù)雜轉(zhuǎn)換，避免多次轉(zhuǎn)換。對(duì)于厚板轉(zhuǎn)換，由于自重太大，抗震十分不利，抗震設(shè)防地區(qū)應(yīng)避免采用。在轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)要最大程度的保障下部的側(cè)向剛度，并弱化上部結(jié)構(gòu)的剛度，只有這樣才能保障轉(zhuǎn)換層上下主體側(cè)向剛度的相近。由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)受力非常復(fù)雜，傳力不夠直接，設(shè)防烈度較高時(shí)不宜采用，9度抗震設(shè)防時(shí)則禁止采用。

3轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式

3.1梁式轉(zhuǎn)換層

該結(jié)構(gòu)為目前高層轉(zhuǎn)換層最為常見的形式，傳力途徑主要為墻柱→轉(zhuǎn)換梁→柱墻，其傳力方式簡潔明確，且受力良好，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。該轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，不論從功能上，還是材料的選用上，都可進(jìn)行細(xì)致劃分，可用于多種建筑轉(zhuǎn)換類型中。轉(zhuǎn)換梁的受力特征為豎向荷載作用下的受力規(guī)律，因此在進(jìn)行分析作業(yè)時(shí)，應(yīng)采用有限元分析程序?qū)Σ煌芰Φ姆治龇椒ā＾D(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計(jì)方法較多，主要有普通梁截面設(shè)計(jì)法、偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計(jì)法等[1]。

3.2厚板轉(zhuǎn)換層

此結(jié)構(gòu)單獨(dú)使用不利于房屋整體結(jié)構(gòu)，因此可與轉(zhuǎn)換梁混合使用。下層的密度普遍較輕，厚板的重量對(duì)下層造成擠壓，降低下層面積，且容易發(fā)生坍塌事故，此外，厚板的振動(dòng)性能及傳力途徑十分復(fù)雜，不利于建筑整體的抗震性能。厚板作為其他結(jié)構(gòu)的輔助材料，在轉(zhuǎn)換梁為主結(jié)構(gòu)的建筑中可作為暗梁使用，厚度一般保持在2.0～2.8m即可。

3.3桁架轉(zhuǎn)換層

此結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)換梁轉(zhuǎn)化而來。轉(zhuǎn)換梁對(duì)于上部框架傳遞的豎向大荷載導(dǎo)致截面很大，此時(shí)可采用桁架轉(zhuǎn)換層進(jìn)行替換。桁架轉(zhuǎn)換層對(duì)于豎向荷載具有較大的承受能力?？崭硅旒転榇私Y(jié)構(gòu)的主要形式，主要針對(duì)轉(zhuǎn)換梁與上層連接形成的客房層過高等問題?？崭硅旒芫哂休^好的剛性，但仍需計(jì)算好截面尺寸，避免脆性破壞。桁架轉(zhuǎn)換層的節(jié)點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)鋼筋配置，防止受力集中產(chǎn)生不良后果。

3.4巨型框架結(jié)構(gòu)

此結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，可減少立柱的使用量，擴(kuò)展出更大的自由空間，改變住房面積及使用性質(zhì)?？蚣艿脑O(shè)計(jì)上有主次之分，主框架為大型跨層框架，每隔6～10層設(shè)置一根框梁，此方法可減少次框架的使用面積，有利于空間的合理布局。巨型框架的主要形式有桁架型、斜格型、框筒型三種。

4高層建筑混凝土轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

4.1高層混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的支撐技術(shù)要點(diǎn)

高層混凝土轉(zhuǎn)換層支撐體系作為其施工的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分，在穩(wěn)定高層建筑建筑受力以及改善使用過程中的結(jié)構(gòu)位移有著重要的作用，然而隨著高層建筑層高的不斷增高，為了更好的保證其使用安全，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中往往會(huì)預(yù)留較多的力學(xué)儲(chǔ)備，這就導(dǎo)致了在實(shí)際施工的過程中高層建筑混凝土轉(zhuǎn)換層的體量越來越巨大，其鋼筋綁扎和混凝土澆灌難度也隨之上升。這就要求建筑的設(shè)計(jì)和施工單位不斷的適應(yīng)現(xiàn)有高層混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的發(fā)展需求，不斷的對(duì)設(shè)計(jì)手法和施工工藝進(jìn)行調(diào)整。因此往往在施工的過程中施工單位提升了模板支撐部件的剛度和強(qiáng)度，并在施工的過程中針對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行反復(fù)的檢驗(yàn)。

4.2增強(qiáng)高層混凝土轉(zhuǎn)換層質(zhì)量的措施

具體來講主要需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，在高層建筑混凝土轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)當(dāng)從整個(gè)高層建筑的應(yīng)力需求出發(fā)進(jìn)行全方位的考慮，確保轉(zhuǎn)換層的受力支撐體系經(jīng)過周密的力學(xué)計(jì)算，能夠?qū)Ω邔咏ㄖ闹黧w結(jié)構(gòu)給與充分的支撐。第二，應(yīng)當(dāng)聘請(qǐng)專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顧問公司對(duì)設(shè)計(jì)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和審查，爭取采用更為合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，達(dá)到較高的受力需求，做到用料少、結(jié)構(gòu)模型精準(zhǔn)、施工簡便以及結(jié)構(gòu)適用等。第三，混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在施工的過程中應(yīng)當(dāng)任命專業(yè)人員對(duì)支撐體系施工的全過程進(jìn)行監(jiān)督，保證施工過程中的每一個(gè)步驟都是按照規(guī)范和流程進(jìn)行的，確保施工前制定的技術(shù)要點(diǎn)可以得到落實(shí)。

4.3混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層大型模板側(cè)向壓力施工技術(shù)要點(diǎn)

在當(dāng)前高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工過程中，對(duì)于組合型大模板的側(cè)壓力的技術(shù)控制主要是從兩個(gè)方面展開的：第一，高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在建造過程中側(cè)壓力板的控制；第二，大模板體系施工過程中對(duì)拉螺桿件的應(yīng)力分布控制兩個(gè)方面進(jìn)行的。如上文所述由于目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨向于采取預(yù)留較多的應(yīng)力值，所以轉(zhuǎn)換層多采用大體積的混凝土結(jié)構(gòu)，并且多采用深梁的構(gòu)造做法，較厚的樓板加上較厚的梁體給建筑施工過程中模板的搭建帶來了一定的難度，所以在大模板體系的設(shè)計(jì)之初就要預(yù)留充分的操作空間，這樣才能有效地保證高層建筑使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。

結(jié)束語：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，城市土地資源越來越稀缺，混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層已成為城市高層建筑不可或缺的一部分，它和建筑的質(zhì)量以及功能性密切相關(guān)。因此要加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)換層技術(shù)的重視，做好轉(zhuǎn)換層施工的分析計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷完善和發(fā)展現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)，來提升自身的施工質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)

[1]梁兵強(qiáng).高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)探究[J].低碳世界，2018（02）：151-152.

[2]袁林娜.梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用[J/OL].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（12）：213-214

[3]柳東波.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)探究[J].技術(shù)與市場，2017，24（05）：165+167.

[4]梁昌春.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)[J].山西建筑，2017，43（13）：90-91.

[5]葉仲瓞.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)研究[J].四川水泥，2016（11）：183.

[6]張成龍.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)研究[J].四川水泥，2016（11）：258.