高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)

張志堅(jiān)

（福建　漳州　363000）

高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)

張志堅(jiān)

（福建漳州363000）

在高層建筑中使用轉(zhuǎn)換層具有諸多特點(diǎn)，而且目前轉(zhuǎn)換層在高層建筑中的使用已經(jīng)越來越廣泛。本文深入研究了高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層相關(guān)的施工技術(shù)，尤其重點(diǎn)分析了轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)控制要點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)，另外，還對模板工程以及臨時(shí)支撐工程中需要注意的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)分析。

高層建筑；厚板；轉(zhuǎn)換層；混凝土施工

引言

對于那些帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑在施工過程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于確定轉(zhuǎn)換層施工方案，因?yàn)樗苯雨P(guān)系著施工階段的施工成本、工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全[1]。本文將從轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工控制要點(diǎn)、施工特點(diǎn)、支撐工程、模板工程、施工監(jiān)測、鋼筋工程以及混凝土工程幾個(gè)方面對高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1　轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)

高層建筑物中有些豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層的位置被打斷，導(dǎo)致豎向力在傳遞過程中發(fā)生轉(zhuǎn)折，而高層建筑物中轉(zhuǎn)換層就是具有轉(zhuǎn)折功能的大型構(gòu)件。具有轉(zhuǎn)換層的高層建筑其結(jié)構(gòu)體系不僅受力非常復(fù)雜，而且還不利于抗震[2]，這種結(jié)構(gòu)體系和它的支撐系統(tǒng)具有自身的許多特點(diǎn)[3]。

（1）結(jié)構(gòu)尺寸比較大，樓面支撐荷載較重。轉(zhuǎn)換層體系是通過引發(fā)結(jié)構(gòu)內(nèi)力而實(shí)現(xiàn)其內(nèi)力方向的改變，因而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布極其復(fù)雜；

（2）采用分層澆筑，往往需要先澆部分構(gòu)件進(jìn)行承載，由于轉(zhuǎn)換層水平構(gòu)件的高跨比非常大，所以在截面彎曲過程中其水平纖維的相對錯(cuò)動(dòng)不能忽略，這時(shí)不能應(yīng)用平截面假定，通常呈現(xiàn)厚板或者短深梁的受力特性；

（3）根據(jù)下部結(jié)構(gòu)，支撐系統(tǒng)可以進(jìn)行靈活布置，為了降低對結(jié)構(gòu)抗震的不良影響，防止轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上下層之間發(fā)生剪力突變或者剛度突變，在設(shè)計(jì)不落地支撐系統(tǒng)過程中可以根據(jù)下部結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行合理靈活的布置；

（4）在轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)過程中根據(jù)“強(qiáng)化下部，弱化上部”的基本原則，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要提高轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的剛度，同時(shí)需要對上部結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行弱化，當(dāng)有地震載荷參與到轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的受力狀況時(shí)，需要對嚴(yán)格控制下部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的軸壓比限值，以確保結(jié)構(gòu)擁有很好的延性；

（5）利用預(yù)應(yīng)力卸荷或者鋼骨架，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)或者鋼骨混凝土應(yīng)用到轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中可以顯著降低其自身重量，以此對結(jié)構(gòu)的整體抗震性能進(jìn)行改善。

2　施工技術(shù)要點(diǎn)分析

根據(jù)上述的關(guān)于混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的諸多特點(diǎn)，因此在選擇施工方案的過程中需要著重考慮以下幾個(gè)的問題：

（1）轉(zhuǎn)換板所承受的上部結(jié)構(gòu)荷載、施工荷載以及自身重量都比較大，因此需要選取可行并且合理的模板支撐方案，還要結(jié)合轉(zhuǎn)換板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對模板的支撐體系進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）模板支撐系統(tǒng)設(shè)置完成以后，由于轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在使用階段的受力狀態(tài)和施工階段還有所不同，因此需要對轉(zhuǎn)換層以及下部樓層的樓板在施工階段的承載力進(jìn)行驗(yàn)算；

式中:M為最大允許迭代次數(shù),i為當(dāng)前的迭代次數(shù)。本文將粒子迭代次數(shù)設(shè)為500次,粒子總數(shù)設(shè)為200個(gè),wstart=0.92,wend=0.2,進(jìn)行訓(xùn)練,并且適應(yīng)度函數(shù)采用均方差f進(jìn)行比較,即

（3）針對體積較大的混凝土轉(zhuǎn)換層，在實(shí)際施工過程中還要采取措施以降低混凝土的收縮徐變、溫度變化、溫度差值，避免新澆混凝土產(chǎn)生收縮裂縫和溫度裂縫；

（4）由于轉(zhuǎn)換板所承受的荷載力較大，而且配筋數(shù)量很多，此外鋼筋骨架的高度也很高，所以在施工過程中也要采取確保鋼筋骨架穩(wěn)定性的措施；

（5）對于混凝土施工溫度、轉(zhuǎn)換板施工期間板的變形需要做好及時(shí)的監(jiān)測，對于各種對施工質(zhì)量不利的因素要及時(shí)掌握，同時(shí)采取有效措施對其進(jìn)行預(yù)防和糾正。

3　模板工程

3.1模板系統(tǒng)的組成和基本要求

模板系統(tǒng)主要由模板和支撐兩大部分組成。模板的作用就是使混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)成型的模型。利用攪拌機(jī)攪拌出的混凝土是一種混合物，具有一定流動(dòng)性，混凝土只有經(jīng)過凝結(jié)硬化之后才會(huì)成為所需要的、擁有一定尺寸和形狀的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因此模板的尺寸不但要與混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和形狀一樣，此外還需要擁有一定的剛度和承載力，以承受施工荷載以及新澆混凝土的荷載。支撐就是確保模板其空間位置、尺寸以及形狀的支撐體系，支撐體系除了要確保模板其空間位置、尺寸以及形狀以外，還需要承受來自模板的所有載荷。

3.2模板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

4　臨時(shí)支撐工程

4.1轉(zhuǎn)換層支撐架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求

高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的支撐架主要由縱向、橫向水平桿以及立柱構(gòu)成的多跨多層的框架結(jié)構(gòu)，該框架結(jié)構(gòu)存在諸多特殊之處，轉(zhuǎn)換層支撐架結(jié)構(gòu)對高層建筑轉(zhuǎn)換層的支撐通常應(yīng)該具備有如下幾個(gè)要求：①架設(shè)支撐架以及工具的首要要求就是保證在架設(shè)使用以及拆除過程中的絕對安全，而實(shí)現(xiàn)安全要求的基礎(chǔ)和前提就是架設(shè)的可靠性；②降低成本、提高工效是企業(yè)提高市場競爭力以及管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；③擴(kuò)大應(yīng)用的靈活性以及使用功能是建筑腳手架支撐架技術(shù)當(dāng)前及未來的又一發(fā)展趨勢，目前各類先進(jìn)的腳手架系列已經(jīng)不是簡單的搭設(shè)幾種常用腳手架功能，它作為一種多功能常用施工設(shè)備，還需要滿足其它很多功能。

4.2高層建筑轉(zhuǎn)換層支撐架構(gòu)造形式

通過使用相同長度的橫桿也能夠組合成立桿密度不一樣的支撐架。在利用長橫桿建設(shè)小立桿間距即高密度支撐架的時(shí)候，可以采取兩組或更多組組架進(jìn)行交叉疊合布置，橫桿之間進(jìn)行錯(cuò)層連接。當(dāng)用短橫桿建設(shè)大立桿間距即設(shè)低密度支撐架的時(shí)候，通過兩組或多組組架進(jìn)行分別設(shè)置，使中間間距增加的方法來實(shí)現(xiàn)。對于荷載較小的模板支撐如樓板等，通常清下都是不需要將全部的立桿都連成整體，以窄邊計(jì)高寬比為3：1，但是應(yīng)該至少有三根立桿即兩跨成整體，對于轉(zhuǎn)換層高度相對比較高（通常大于10m）或者重載支撐架，則根據(jù)實(shí)際情況需要將全部的立桿都連成整體，必要的情況下還要合理添加橫托撐、斜撐，甚至擴(kuò)大底部架。

4.3高層建筑轉(zhuǎn)換層支撐架設(shè)計(jì)計(jì)算的特殊性

此外，轉(zhuǎn)換層支撐架在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)也存在其特殊性，主要體現(xiàn)在：構(gòu)架不嚴(yán)格；節(jié)點(diǎn)性能存在差異；附壁約束性能存在變化；材料和結(jié)構(gòu)的缺陷難以控制；載荷的大小時(shí)刻變化。支撐架的這些特殊性導(dǎo)致其在使用過程中存在很多不安全因素，此外，也使得支撐架的設(shè)計(jì)計(jì)算不精確，存在著太多難以控制的因素。雖然上述這些影響因素都是普遍存在的，但是針對每一個(gè)支撐架系列，每個(gè)因素的影響程度卻是不一樣的，框組門式腳手架、碗扣式鋼管腳手架等這些定型桿件的支撐架，其構(gòu)架相對來說還比較嚴(yán)格，因此具有很小的變異性。尤其是碗扣式腳手架系列構(gòu)件，通過對其進(jìn)行不同方式的組合從而構(gòu)成不同組架高度、不同組架密度，并且能承受不同荷載的支撐架。在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程施工過程中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。如果施工時(shí)配有快速拆模系統(tǒng)，則可以使得支撐架和模板的周轉(zhuǎn)速度增快一倍左右，同時(shí)也可以減少材料的占用量，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

5　結(jié)束語

綜上所述，在高層建筑中設(shè)置轉(zhuǎn)換層具有非常重要的意義，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，整個(gè)工程的成本造價(jià)以及質(zhì)量品質(zhì)都受到轉(zhuǎn)換層施工質(zhì)量的好壞的影響，怎樣詳細(xì)并且精確的制定經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)方案，以及怎樣嚴(yán)格控制施工組織，是整個(gè)施工方案設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)考慮的對象。

[1]楊闖，王懷西，王胤.高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層混凝土施工技術(shù)[J].河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2014（1）：23～24.

[2]王榮軍.高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué)，2007.

[3]覃杰.高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層混凝土施工技術(shù)控制措施[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（21）.

TU974

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2015-6-4