高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與設(shè)計方法

摘要：在高層和超高層建筑中，由于使用功能的變化，設(shè)計時常采用轉(zhuǎn)換粱、轉(zhuǎn)換板來實現(xiàn)建筑物不同支承結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換板由于承受的荷載較大，板體厚度大，造成支模系統(tǒng)受力大且復(fù)雜。連續(xù)施工勞動強度大，砼的水化熱難于控制，一般采用“斜面分層，薄層澆筑，自然流淌，疊合及連續(xù)澆筑，分層澆筑”的施工方法。在某種程度上可以說，轉(zhuǎn)換層施工是高層建筑的“瓶頸”，如果說一幢高層建筑在支撐系統(tǒng)選擇，鋼筋綁扎，混凝土澆注，預(yù)應(yīng)力張拉，機械設(shè)備的選擇等方面做到方案科學(xué)，現(xiàn)場施工組織合理，定會帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。文章主要介紹了高層建筑轉(zhuǎn)換層施工中模板支撐系統(tǒng)、混凝土工程、鋼筋工程施工要點以及預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層施工要點，提出了一些問題供大家參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu) 模版支撐

現(xiàn)代高層建筑是向更高、體型更復(fù)雜、結(jié)構(gòu)形式更多樣、功能更齊全、綜合性更強的方向發(fā)展。然而在設(shè)計中，由于結(jié)構(gòu)下部樓層受力較大，上部樓層受力較少，正常布置時是下部剛度大，墻多柱網(wǎng)密，到上部漸漸減少墻，柱擴大軸線間距。為滿足建筑物的功能要求，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)布置，必須在結(jié)構(gòu)變換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層大致有梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式等。轉(zhuǎn)換層具有傳力直接、受力明確、造價較節(jié)省的優(yōu)點，在實際中得到廣泛的推廣應(yīng)用，是目前高層建筑中實現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換最常用的結(jié)構(gòu)形式。

一、鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工

1、模板支撐系統(tǒng)

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的自重及施工荷載較大，必須根據(jù)工程的實際情況選擇合適的模板支撐方案，以保證支撐系統(tǒng)有足夠的強度和穩(wěn)定性。工程施工中常用的幾種模板支撐體系有：一次性支模，荷載傳遞法支模，疊合澆筑法支模，埋高型鋼法支撐。

2、混凝土工程施工

先施工轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)周圍結(jié)構(gòu)或墻體，防止混凝土表面散熱過快，內(nèi)外溫差過大；在夏季高溫氣候施工時，采用冰水攪拌，以降低混凝土的入模溫度；分層澆筑混凝土，每層厚300mm~500mm，并在前一層混凝土初凝之前，將后一層混凝土澆筑完畢；采用疊合梁原理澆筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，可緩解大體積混凝土水化熱高、溫度應(yīng)力過大對控制裂縫的不利影響。

3、鋼筋工程施工

轉(zhuǎn)換梁(板)的含鋼量高、主筋長、梁柱節(jié)點區(qū)鋼筋密集。因此正確地翻樣和下料，合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋旌工的關(guān)鍵。鋼筋翻樣前必須弄清設(shè)計意圖，審核、熟悉設(shè)計文件及有關(guān)說明，掌握現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。翻樣時考慮好鋼筋之間的穿插避讓關(guān)系，確定制作尺寸和綁扎次序。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主筋接頭在可能的條件下采用閃光對焊，必要時采用錐螺紋接頭連接或冷擠壓套筒連接；兩端做彎頭的鋼筋，采用可調(diào)伸螺紋接頭解決鋼筋旋轉(zhuǎn)的困難。當轉(zhuǎn)換梁的高度或轉(zhuǎn)換板的厚度較大時，應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定和便于操作。

二、模板支撐體系的設(shè)計與布置

1、模板支撐體系的選擇

1）一次性支模

轉(zhuǎn)換層底模的支撐往往需要從轉(zhuǎn)換層底一直撐到底層地面或地下室底板，需大量模板支撐材料，適用于施工現(xiàn)場可有的支撐材料較多，且轉(zhuǎn)換層位置較低的情況。

2）荷載傳遞法支撐

將轉(zhuǎn)換粱(板)的自重和施工荷載通過支撐系統(tǒng)傳遞給若干層樓板。支承樓板的數(shù)量應(yīng)通過計算來確定。必要時可同設(shè)計單位商量對樓板設(shè)計進行更改，增加轉(zhuǎn)換層下面若干層樓板的厚度，提高樓板的承載力。另一種方案是充分利用轉(zhuǎn)換層支承柱的傳力作用，將絕大部分荷載通過粱兩端柱面挑出的鋼牛腿或柱面插出的多排斜撐桿構(gòu)成的梁下斜撐支架體系傳遞給混凝土；另一部分通過樓面設(shè)置的豎向支撐構(gòu)成的粱下排架體系傳遞給下面若干個樓層。

3）疊合澆筑法支撐

利用疊合原理將轉(zhuǎn)換層分2次或3次澆筑疊合成型，這種方案利用第一次澆筑混凝土形成的強度支撐第二次澆筑混凝土的自重及施工荷載，以此類推，支撐系統(tǒng)只考慮承受第一次的混凝土自重及施工荷載，可減小下部鋼管支撐的負荷、減少，大量周轉(zhuǎn)材料，施工時應(yīng)注意疊合面的處理，以保證轉(zhuǎn)換層的整體承載力不降低。結(jié)合本工程的特點及施工現(xiàn)場的實際情況，經(jīng)嚴格計算決定采用結(jié)合～次性支模和荷載傳遞法支撐的優(yōu)點，一次性支模。從地下室底板開始對轉(zhuǎn)換層大梁對應(yīng)位置的支撐薄弱環(huán)節(jié)進行驗算與加固的施工方案。

4）埋高型鋼法支撐

在轉(zhuǎn)換粱中埋設(shè)型鋼或鋼桁架，并與模板連為一體，以承載全部大梁自重及施工衙載，大梁一次澆搗成型，可節(jié)省模板支撐材料，轉(zhuǎn)換梁可采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)。

2、模板支撐體系的布置

1)支撐體系的布置

采用扣件式鋼管腳手架(由48×3.5mm鋼管)和門式腳手架進行模板支撐體系的布置，經(jīng)過對轉(zhuǎn)換層支撐系統(tǒng)嚴謹?shù)挠嬎慵膀炈悖_定如下鋼管門式支撐系統(tǒng)：(D負一層加強鋼管立桿按間距800×800H布置，一層及二層加強鋼管立桿按間距600×600mm進行搭設(shè)，加強鋼管下部均設(shè)置掃地桿和剪刀撐同時與已有模板支撐系統(tǒng)和已澆筑混凝土柱、墻等剛性拉接形成整體：轉(zhuǎn)換層樓板位置采用門式架支撐系統(tǒng)轉(zhuǎn)換大梁位置采用鋼管排架__支撐系統(tǒng)，鋼管立桿的豎向連接只能采用對接連接，嚴禁采用搭設(shè)連接，模板底水平鋼管與每一根立桿相連處均采用雙扣件，以保證扣件的抗滑承載力。②為避免立桿對支撐樓面表面造成損傷，同時也便于對立桿傳至樓面的集中荷載更好地分散傳遞，應(yīng)在立桿下墊200×200×50mm墊木。在搭設(shè)轉(zhuǎn)換層鋼管支撐架前，應(yīng)在下一層樓板面上，劃出支撐架立稈的立桿定位點，作為控制搭設(shè)質(zhì)量的依據(jù)。

2)荷栽的傳遞

轉(zhuǎn)換層施工時，其下面兩層的模板支撐架不拆除，這有利于轉(zhuǎn)換層自重及旌工荷載的傳遞，同時，為保證后支設(shè)的立桿能夠頂緊，在所有后加固立桿的底部設(shè)置可調(diào)支托。另外，搭設(shè)加強鋼管立桿支撐時，要求上下層支撐在同一位置，以保證荷載的有效傳遞。

三、大體積砼和鋼筋密集部位砼的澆搗方法

(1)轉(zhuǎn)換層的梁、柱鋼筋分布密集，且為高標號大體積砼，對砼的施工要求特別高，為了提高砼的流動性，便于高密度鋼筋砼的澆搗，同時控制砼水泥用量、降低水化熱，在砼配比中可摻16％～18％的粉煤灰。而且，最好使用細石砼(細石含泥量控制在1％以下)，并選用細度模數(shù)在2.5以上的中砂，嚴格控制好攪拌時間，每次砼攪拌時間保證不少于90s，以降低澆搗的難度，使砼的施工質(zhì)量有保證。

(2)對于大截面梁的澆搗，考慮梁、柱頭位置的鋼筋特別密集砼澆搗難度較大、澆搗速度慢，若梁板同時澆搗可能導(dǎo)致砼施工接口的時間超過砼的初凝時間，而且梁下部的砼澆搗質(zhì)量難以保證，故大截面梁的砼也應(yīng)分兩次澆搗才能保證施工質(zhì)量。第一次澆搗可先旌工至梁高的中部(具體位置應(yīng)請結(jié)構(gòu)設(shè)計人員確定)，澆搗完后即由專人曬水養(yǎng)護，保持鹼表面濕潤不少于7d，在其強度達70％～80％設(shè)計強度后才能進行第二次澆搗，梁的第二次澆搗則與樓板砼同時進行。

(3)澆搗大截面梁下部砼時必須注意，砼應(yīng)呈階梯式分層澆搗，分層厚度約0.3m。必須注意分層間隔時間控制在鹼初凝時間內(nèi)。為方便大截面梁下部砼的澆搗，梁的側(cè)模分二次安裝：第一次先將側(cè)模安裝至梁中部(第一次砼的高度)并鋸平，以便于砼的振搗和養(yǎng)護。

轉(zhuǎn)換層是高層建筑結(jié)構(gòu)的重要部分，其施工流程與一般樓層的相差不大，但各分部工程，即模板支撐、鋼筋工程、混凝土工程的施工技術(shù)要求很高，只有科學(xué)分析、充分準備、嚴格要求、認真實施，才能保證轉(zhuǎn)換層的施工質(zhì)量。

參考文獻：

1、唐興榮。高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004。

2、趙鴻鐵，胡安妮。高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式選擇影響因素的統(tǒng)計分析[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報。2000，32（1）。

3、婁宇、丁大鈞、魏璉：高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展[J];建筑結(jié)構(gòu);1997年01期。