房建工程結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)要點(diǎn)解析

白 健

(山西建筑工程集團(tuán)有限公司一分公司, 山西太原 030027)

1 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層概念

在建筑的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，根據(jù)不同的功能在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要根據(jù)多功能的綜合體建筑劃分出不同的功能區(qū)域，實(shí)現(xiàn)樓層之間的轉(zhuǎn)換。對(duì)于不同的建筑中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來說，需要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式來進(jìn)行軸網(wǎng)布置的變化設(shè)置。高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的豎向的荷載較大、橫跨跨度和面積也較大，其截面的高度大并且其中的鋼筋排布相對(duì)密集，從而也提高了高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工難度。一般來說，在高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層當(dāng)中可以分為以下類型。

(1)板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，在高層建筑的上下層之間存在著數(shù)量較多的柱網(wǎng)，因此需要利用板式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層來保證其受力均勻，需要保證其厚度在2.8m左右，可以達(dá)到抗剪切力的要求。在板式結(jié)構(gòu)的施工過程當(dāng)中，由于其自身的重量相對(duì)較大，因此需要利用較多的輔助材料來進(jìn)行施工。

(2)框架結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層，具備了相當(dāng)良好的抗震性能，主要以矩形柱的方式作轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。由于其施工難度的相對(duì)較大，因此需要用支撐對(duì)最下層的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。

(3)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，需要保證建筑施工當(dāng)中的垂直狀態(tài)。對(duì)高層之間的作用力進(jìn)行傳遞，從而確保高層建筑的整體性。在其中，最上層墻的受力可以傳遞到最下方的柱子上。梁式結(jié)構(gòu)造價(jià)成本相對(duì)較高的，其高度在0.8～6m的范圍內(nèi)。

本文以某工程的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)工程來作為主要的研究對(duì)象，其地上22層，地下1層，總建筑面積為26 020m2，其中商業(yè)用房為1～4層，首層的層高5.10m，在2～4層之間每層的層高為4.10m，建筑整體結(jié)構(gòu)采用的是框架-筒體結(jié)構(gòu)。5～22層為住宅，是剪力墻結(jié)構(gòu)。因此在4層、5層之間就需要設(shè)置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換梁的斷面主要為1 000mm×1 800mm，800mm×1 800mm，1 000mm×2 000mm，600mm×2 000mm，其中轉(zhuǎn)換梁的跨度為9m，連續(xù)長(zhǎng)為34m。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

(1)臨時(shí)支撐工程施工，可以確保結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工順利進(jìn)行，進(jìn)行臨時(shí)支撐架的搭建。需要保證支撐架的腳手架的長(zhǎng)度和寬度高度都符合要求，支架和工程墻體設(shè)置連墻件，其負(fù)載能力可以在正常使用狀態(tài)下保證其抗轉(zhuǎn)動(dòng)能力。在此種情況下，需要保證支撐架結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性、施工材料的達(dá)標(biāo)以及負(fù)載變異情況的及時(shí)分析等，從而確保穩(wěn)定性，保證其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和合理性。

(2)在模板工程的施工，需要進(jìn)行穩(wěn)定性和承載力驗(yàn)算，在模板材料的選擇方面需要確保材料本身的強(qiáng)度和承載力。一般來說，木模板、鋼模板和鋁模板是比較常用的模板材料，除此之外，還要保證其剛度、承載力和彈性模量的達(dá)標(biāo)，進(jìn)行澆筑之前還需要進(jìn)行濕潤(rùn)，從而可以有效地避免產(chǎn)生混凝土的外觀質(zhì)量缺陷現(xiàn)象。

(3)在鋼筋工程施工，鋼筋在其轉(zhuǎn)換層當(dāng)中的布置是比較密集的，鋼筋的布置方式以及連接形式應(yīng)符合設(shè)計(jì)。因此作為施工人員來說，需要對(duì)鋼筋材料本身的性能和施工的實(shí)際情況應(yīng)符合設(shè)計(jì)，從而使施工順利。

(4)混凝土工程施工技術(shù)，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換板在厚度、面積以及總體積也相對(duì)較大。對(duì)于溫度應(yīng)力方面的控制需要和鋼筋密度來進(jìn)行考量設(shè)計(jì)，對(duì)于混凝土本身的內(nèi)外溫差方面進(jìn)行最大限度的控制，從而實(shí)現(xiàn)溫差控制確保結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換板的質(zhì)量。

在本文的工程當(dāng)中，混凝土的配合比和原料如表1所示，混凝土的塌落度，最好保持在80～180mm的范圍內(nèi)，結(jié)合各方面因素的影響下，在本工程當(dāng)中的混凝土塌落度為140～160mm。在混凝土的施工過程當(dāng)中，為了減少由于時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致的冷縫現(xiàn)象，需要按斜面來進(jìn)行混凝土施工的推進(jìn)，斜面的分層厚度在500mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的振搗，用30振動(dòng)棒來進(jìn)行轉(zhuǎn)換梁的振搗，其中每一個(gè)插入點(diǎn)的振搗時(shí)間需要保持在10～30s的范圍內(nèi)，以混凝土開始泛漿不冒氣泡為準(zhǔn)，在振搗的過程當(dāng)中每一個(gè)振點(diǎn)的間距需要控制在40cm內(nèi)。

3 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層高層建筑設(shè)計(jì)中需要注意的問題

(1)確保高層建筑當(dāng)中所存在的較大區(qū)域空間的剛度，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，采取措施使轉(zhuǎn)換層之間的上下層結(jié)構(gòu)當(dāng)中所存在的剛度處于合理的范圍之內(nèi)的同時(shí)，還需要最大限度的保證等效側(cè)向剛度符合規(guī)范要求。

表1 混凝土配合比 kg/m3

(2)最大限度地減小外界作用力對(duì)框架剪力墻的影響，保證豎向構(gòu)件本身的配筋率達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)范圍。對(duì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的位移角度，大小進(jìn)行控制，最終確保高層建筑基底本身的重力荷載可以達(dá)到抗震要求。

(3)加強(qiáng)薄弱樓板的抗壓性能，一般用厚度為220mm的現(xiàn)澆混凝土樓板來進(jìn)行加固施工，用150mm的樓板來作為對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換層，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱關(guān)系。

4 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

(1)轉(zhuǎn)換層之間豎向存在的差異性進(jìn)行最大限度地減小，在建筑施工過程中，高層建筑當(dāng)中的轉(zhuǎn)換層主要利用豎向結(jié)構(gòu)傳力，其剛度突變也較大，對(duì)于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層之間的安全性也會(huì)造成一定程度的影響。在此種情況下，作為設(shè)計(jì)人員來說，需要最大限度地減小轉(zhuǎn)換層的雙向結(jié)構(gòu)之間所存在的差異性，保證上下結(jié)構(gòu)之間的差值可以處于合理的范圍內(nèi)。與此同時(shí)，可以通過增加落地墻厚度來增強(qiáng)其安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)補(bǔ)償。

(2)還要針對(duì)不同受力狀況下對(duì)轉(zhuǎn)換層所造成的影響進(jìn)行分析和考慮。對(duì)于高層建筑來說，需要考慮到在不同層之間的受力狀況，尤其是其中的關(guān)鍵部位。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，在受力狀況不同的基礎(chǔ)上應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)手段，從而可以對(duì)不同部位的實(shí)際應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層周圍的應(yīng)力分布情況，可以根據(jù)實(shí)際情況增加一定量的鋼筋，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層效果的發(fā)揮。

(3)剪力墻合理布置，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換層整體結(jié)構(gòu)的合理性。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的過程中，需要剪力墻當(dāng)中的剪力墻暗柱均勻地布置，并且保證其合理的范圍內(nèi)。一般情況下，布置在11m的間距范圍內(nèi)，可以達(dá)到剪力墻的受力要求，從而提升高層建筑的空間布局設(shè)計(jì)。通過此種方式，可以最大限度地增強(qiáng)其地下建筑結(jié)構(gòu)整體的抗壓程度和承載能力。在對(duì)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，可以最大限度地保證梁體的整體結(jié)構(gòu)能夠承受相關(guān)應(yīng)力，還要實(shí)現(xiàn)短肢墻的內(nèi)力的合理控制。