關(guān)于建筑施工轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)與方案決策

摘要：目前帶有施工轉(zhuǎn)換層的高層建筑越來越多，不同的建筑結(jié)構(gòu)需要的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)也不相同，比較常見的有梁式和板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)在建筑荷載發(fā)生變換位置，構(gòu)件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也決定了施工技術(shù)存在一定的難度。本文通過對建筑施工轉(zhuǎn)換層的相關(guān)技術(shù)和方法進(jìn)行總結(jié)，期望在類似結(jié)構(gòu)設(shè)計施工工作中起到一定作用。

關(guān)鍵詞：施工轉(zhuǎn)換層 技術(shù)方案 決策

一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)理論

1.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能

在高層建筑結(jié)構(gòu)中，上部樓層的豎立構(gòu)建不能直接貫穿落地時使用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層位置采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)部件。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)部件有梁式、箱式、V柱式等。同時轉(zhuǎn)換層構(gòu)建還要考慮到抗震因素，6度抗震轉(zhuǎn)換構(gòu)件應(yīng)當(dāng)采用厚板，7度和8度抗震的地下室轉(zhuǎn)換構(gòu)建應(yīng)當(dāng)采用厚板。轉(zhuǎn)換層在建筑結(jié)構(gòu)上的主要作用有：提供更大的室內(nèi)空間；提供更大的建筑結(jié)構(gòu)入口；高層建筑中提供更大的空間。

2.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的形式

轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)可以分為以下五種基本類型：梁式、架式、厚板式、斜柱式、轉(zhuǎn)換拱式等。在實際建筑施工中轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)多種多樣，根據(jù)跨數(shù)又可分為單跨和多跨；從墻體形式又可分為開洞和不開洞；根據(jù)開洞形式又有門口洞和開窗洞；轉(zhuǎn)換梁的功能也有托墻和托柱兩種，轉(zhuǎn)換梁的形式分為加腋和不加腋；從轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的才梁上來看，又可以分為混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼結(jié)構(gòu)等。根據(jù)不同的建筑需求，分析其受力特點和工作形勢，設(shè)計適應(yīng)的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

3.受力特點

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)承受著來自上層部件的荷載，處于內(nèi)力狀態(tài)，從建筑的整體結(jié)構(gòu)上來說，轉(zhuǎn)換層處在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的下部，因此是整個結(jié)構(gòu)的受力關(guān)鍵位置。建筑施工中設(shè)置了轉(zhuǎn)換層，高層建筑豎直方向上剛度受力均勻性受到一定的影響，受力和力的傳導(dǎo)更加復(fù)雜。在設(shè)計上下層主體豎向結(jié)構(gòu)時，要注意結(jié)構(gòu)布置上下連續(xù)，特別是筒框架結(jié)構(gòu)核心筒位置，上下連續(xù)非常重要，上下層主體之間也要避免發(fā)雜的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，使傳力更加直接。另高層建筑中越復(fù)雜的受力結(jié)構(gòu)越不利于抗震，所以在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中要采取一定的強(qiáng)化措施。

二、轉(zhuǎn)換層施工關(guān)鍵技術(shù)討論

1.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點

高層建筑的轉(zhuǎn)換層很容易出現(xiàn)豎向構(gòu)建受力打斷的問題，力的傳遞也會因此出偏折。轉(zhuǎn)換層為了滿足建筑的具體功能，也會對建筑本身產(chǎn)生額外的壓力，抗?fàn)幮Ч矔艿接绊憽＾D(zhuǎn)換層的構(gòu)建越大，樓面承受的額外壓力也越大。如果建筑有轉(zhuǎn)換層，其承載能力也是通過轉(zhuǎn)化構(gòu)件截面內(nèi)力實現(xiàn)的，建筑的內(nèi)部受力狀況非常復(fù)雜，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)水平剪力的順利傳導(dǎo)，對于轉(zhuǎn)換層水平剛度的控制要尤為注意。目前轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的部件都比較大，樓板的厚度也都接近20厘米，樓面的承載力相對來說比較大。

轉(zhuǎn)換層構(gòu)建較大的體積導(dǎo)致高跨比也隨之增大，對于疊加澆灌要求也更高。另外，轉(zhuǎn)換層的截面容易產(chǎn)生彎曲變形，對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說可能造成巨大的錯位影響。正是因為如此，轉(zhuǎn)換層的施工中澆灌工作要格外注意，疊加澆灌時要對具體的結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析，要對分層部位的水平剪力的影響進(jìn)行綜合分析，確保疊加澆灌質(zhì)量在使用中的承受能力。

還有就是建筑的抗震要求，設(shè)計時應(yīng)當(dāng)靈活設(shè)置轉(zhuǎn)換層的機(jī)構(gòu)模式，支撐系統(tǒng)的設(shè)計要根據(jù)建筑上下層結(jié)構(gòu)的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計，特別注意上層與下層之間的剪力影響轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度。

2.模板和支撐系統(tǒng)的施工

首先要選擇合理的模板和支撐系統(tǒng)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層施工，模板選擇直接影響施工效果。在這里討論如下幾種模板支撐系統(tǒng)：一次性完整支撐模板，這種模板適用于建筑中位置偏低的轉(zhuǎn)換層，但是需要用到更多的支撐材料；荷載傳遞支撐模板，這種模板關(guān)鍵在于使用轉(zhuǎn)換層支柱來分散承載內(nèi)力，一般在樓面設(shè)置豎向支撐結(jié)構(gòu)，通過排架的模式將來自上層的負(fù)載均勻的分散到下層結(jié)構(gòu)；疊加澆注支撐模板，應(yīng)用疊合梁原理，轉(zhuǎn)換梁和轉(zhuǎn)換板分次澆筑；預(yù)埋型鋼，在施工中將轉(zhuǎn)換梁的型鋼作為基礎(chǔ)施工模板，用型鋼作為承載自身質(zhì)量和其他負(fù)載的結(jié)構(gòu)，然后通過后期澆筑成型轉(zhuǎn)換柱梁。

3.支架斜撐、支架掃地桿與立桿施工要點

在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中搭設(shè)斜撐支架時，要與支撐梁排架同步施工，如果兩者施工時間不同步，也要確保梁底斜撐結(jié)構(gòu)搭建完成，關(guān)鍵是要確保受力同步。支架立桿施工中，做好立桿上端與梁底銜接工作，在銜接處實現(xiàn)雙扣和抗滑效果。梁下的排架則要安放掃地桿，掃地桿之間設(shè)置兩根不同的橫桿連接。

4.轉(zhuǎn)換鋼筋工程施工要點

轉(zhuǎn)換層鋼筋施工前要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的了解，鋼筋的捆綁要嚴(yán)格按照施工程序和操作方法進(jìn)行，施公前要跟設(shè)計人員進(jìn)行施工交底。施工圖紙中要確定鋼筋的位置，準(zhǔn)確無誤才能保證鋼筋不會錯位。鋼筋捆扎好后，要對懸臂結(jié)構(gòu)撐腳的松散程度進(jìn)行檢查，鋼筋位置也需要進(jìn)一步確定。搭接鋼筋要按照結(jié)構(gòu)的抗震要求進(jìn)行，捆扎后進(jìn)行澆灌混凝土，過程中要對鋼筋位置進(jìn)行監(jiān)管，以免發(fā)生鋼筋錯位。

5.轉(zhuǎn)換層混凝土澆灌施工要點

轉(zhuǎn)化層施工最關(guān)鍵的工作就是混凝土澆灌，因為轉(zhuǎn)換層構(gòu)建都比較大，所以在混凝土澆灌中要盡可能避免裂縫等問題的出現(xiàn)。不同的施工環(huán)境和施工條件要選擇相應(yīng)的施工方法，尤其是針對施工現(xiàn)場的溫度和濕度，將可能的影響因素考慮到具體的施工方案中，以便于確定混凝土的具體配比和構(gòu)建的澆灌模式。施工過程中要嚴(yán)格按照混凝土澆灌工藝進(jìn)行，控制好轉(zhuǎn)換層構(gòu)件內(nèi)外溫度，對于較大的混凝土構(gòu)件要保證內(nèi)外冷卻降溫后使用。混凝土施工還要注意水泥的品質(zhì)，針對轉(zhuǎn)換層構(gòu)件普遍較大的問題，選擇水化熱較低的水泥品種很有必要，礦渣水泥和火山灰硅酸鹽水泥是比較好的選擇，根據(jù)具體的使用要求和功能要求還可以添加輔料，降低水化熱節(jié)省水泥材料。

三、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工方案決策

1.轉(zhuǎn)換層施工方案決策確立

無論是梁式轉(zhuǎn)換層還是板式轉(zhuǎn)換層，相關(guān)構(gòu)件的體積都非常龐大，荷載也相對較高。目前轉(zhuǎn)換層施工的方案決策，關(guān)鍵問題在于模板支撐系統(tǒng)的決定。最常用的模板支撐方法有以下幾種：落地支撐法，疊合梁法和吊模法。選擇合適的施工方案，要根據(jù)安全性、質(zhì)量、工期、施工技術(shù)、成本等進(jìn)行確定。施工轉(zhuǎn)換層施工方案的優(yōu)劣勢相對的，受到環(huán)境等因素的影響，施工方案決策結(jié)合實際非常重要。比如對于位置比較低的轉(zhuǎn)換層，落地支撐法更為理想；位置較高的轉(zhuǎn)換層則需要根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行決策。

2.轉(zhuǎn)化層施工方案決策模型

第一步，明確化工程施工的中心目標(biāo)，具體的轉(zhuǎn)換層方案選擇總目標(biāo)就是符合工程的要求。

第二步，以層次結(jié)構(gòu)分析問題，從目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、約束、措施等幾個方面對施工方案進(jìn)行考量。層次結(jié)構(gòu)的劃分關(guān)系到工程施工的正確性，需要謹(jǐn)慎的對待。

第三步，根據(jù)上一步劃分的層次，分析各層次因素的相關(guān)性和重要性，對各個元素相關(guān)性進(jìn)行兩兩對比，按照重要性對其進(jìn)行排序。

第四部，對層次劃分重要性關(guān)系進(jìn)行分析，根據(jù)最低的權(quán)層系數(shù)分布選擇最合理的施工方案。

對于轉(zhuǎn)換層的施工來說，不同的建筑和不同的單位有不同的衡量標(biāo)準(zhǔn)，有時會遇到標(biāo)準(zhǔn)之間的沖突，比如工程質(zhì)量與工程成本的沖突，工程技術(shù)要求拖慢工期等等。根據(jù)工程要求確定施工方案時，準(zhǔn)則的要求優(yōu)勢相對模糊，沒有一個絕對化的標(biāo)準(zhǔn)，所以施工方案決策有時也需要根據(jù)實際人員的經(jīng)驗進(jìn)行選擇，在各個準(zhǔn)則之中選擇合理的值，得到更為科學(xué)的結(jié)果。

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