论文部分内容阅读
【摘 要】高层建筑的转换板厚度较大，体积较大，混凝土具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。文章主要探讨了高层建筑转换层的施工方法。
【关键词】高层建筑；转换层；施工技术；建筑施工
1.转换层的常用结构形式1.1梁式转换梁式转换通过在钢筋混凝土楼板上布置托梁，来承受上面各层的承重柱或剪力墙。该种转换形式一般用于上层为剪力墙结构，下层为框架结构的形式转换，当需要纵横向同时转换时，采用双向梁的布置。梁式转换层由于受力明确，设计施工方便，因此在实际工程中得到了广泛的运用。1.2厚板转换当结构上、下柱网轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以作成厚板，形成板式承台转换层，板式转换层的下层柱网可以灵活布置，无须与上层结构对齐。厚板厚度要视柱网尺寸及上部荷载而定，但是这种转换层体系自重很大，材料耗用较多。厚板楼盖虽然外形比较简单，但是由于它很厚，其厚度有时达到3m，自重很大，差不多等于20层一般楼盖的自重，对抗震不利。因此对于地震区的高楼，转换层要慎用厚板楼盖。1.3箱型转换指以上、下两层楼板作为构件的上下翼缘，并在其间设置若干片单向或双向腹板，所形成的箱形水平抗弯构件。转换层箱形楼盖的适用范围与梁式楼盖大致相同，即可用于上下层的构件类型转换，柱网尺寸的扩大以及构件轴线单向错位等。但是箱形楼盖具有比梁式楼盖大得多的承载能力，因此箱形楼盖特别适用于大跨度以及承托大荷载的柱和墙。1.4桁架转换对于下部是商场或娱乐场所而上部是住宅或客房等情况的建筑，一般在客房或住宅与商场之间设有一个管道设备层，这样可以利用设备层的空间，根据上、下柱网轴线的位置设置桁架，使上部的柱或墙的荷载通过桁架传到下部的柱或墙上，而设备管道又可以在桁架的腹内穿行。桁架转换优点是受力较明确，自重轻，且占空间小。1.5空腹桁架式转换这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似，与桁架式转换层中具有斜撑杆不同，空腹桁架式支杆水平或垂直，在室内空间上比桁架式的好，更好于箱式。
2.转换层结构的概念设计原则2.1竖向布置转换结构可以根据建筑功能和传力的需要，沿建筑高度方向灵活布置，转换层空间还可以作为正常使用层或者设备层，但必须保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度突变过大。若结构整体刚度有可能不足时，在结构竖向某个部位设置水平刚性楼层，人为地加强结构的整体弯曲效应，这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。对商业住宅类建筑来说，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，同时加大屋面梁、板尺寸和厚度，尽量避免中间出现刚度很小的楼层，以减小震害。2.2平面布置２．２．１布置在周围柱列或角筒上：为了扩大底层人口，可把水平转换构件布置在平面周边柱列或角筒上。２．２．２纵横向布置：为了得到较大的内部空间，转换梁可沿横向或纵向平行布置；当需要纵横向同时转换时，采用双向梁方式进行布置。２．２．３调隔布置，并与相邻层错开布置。２．２．４相邻层要互相垂直布置。2.3结构布置如果底部转换层位置过高，将使结构沿竖向刚度上的突变加剧，落地剪力墙或筒体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，导致转换层上部附近的墙体容易破坏。总之，转换层位置越高对结构越不利，设计时要使转换层的高度处在一个较为合理的范围之内。为了在概念设计上保证其安全性，在平面布置上应尽可能规则、简单和对称，在立面、平面上应尽量保证上下刚度接近。目前除了梁式转换结构运用较多、经验较充足外，其它类型比较复杂、理论上却更合理的转换结构的设计还没有一套成熟的方法，相关规范也没有做出具体规定，这严重阻碍了其它形式的转换层在实际工程中的应用和推广。所以，针对不同形式转换层高层建筑结构的受力特点，提出合理的分析方法和设计原则，将有助于高层建筑结构的发展。
3.转换层结构的施工特点与控制要点3.1转换层模板支撑系统转换层的自重和施工荷载往往非常大，对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计，必须进行详细的计算，切不可凭经验办事。工程中常用的有：3.1.1一次性支模。3.1.2荷载传递法支模。3.1.3叠合浇筑法支模。3.1.4埋设型钢法支撑等几种模板支撑体系。设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应分别对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力的验算。对于梁式结构转换层，梁本身的线荷载通常在60-100KN/m，加上施工荷载就更大，对于板式结构，每平方米的荷载（楼板荷载+施工荷载）也在100-150KN。3.2钢筋工程施工转换梁(板)的含钢量高,主筋长,梁柱节点区钢筋密集。因此,正确地翻样和下料,合理安排好就位次序是钢筋施工的关键。对于梁式结构转化层，其钢筋绑扎通常在梁的底模板架设完成后进行，钢筋绑扎完毕经过验收后安装大梁两侧的模板。钢筋绑扎中应切实注意钢筋骨架侧向的稳定，防止倾倒伤人。3.3混凝土工程施工浇筑技术：梁式结构转换层和板式结构转换层的混凝土一次浇筑量很大，混凝土的强度等级也较高，一般为采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥，大多属于大体积混凝凝土施工，不仅对模板支撑系统带来很大困难，而且混凝土内部容易产生温度裂缝。很多工程的施工，在征得设计单位的认可后，将混凝土二次叠浇成型，即分层浇筑，形成整体。这样做，既可减轻模板支撑系统的承载荷重，因为利用先浇注部分混凝土的龄期强度参与模板职称一起承受上部后浇筑混凝凝土的荷载重量以及施工荷载，从而节约模板支撑费用，同时页保证了混凝土浇筑质量。由于梁式或板式转换层承受的上部荷载都很大，在混凝土分层浇筑时，应保证上下层之间衔接紧密，通常采用在衔接面上假设竖向抗剪钢筋或在衔接面上设置若干抗剪槽，使上下层混凝土结合紧密。混凝土养护：混凝土由于浇注体量大，所以浇筑后特别注意养护，应采用以下方法控制混凝土内部与表面的温差值温差小于25℃:３．３．１蓄热保温法,即常规保温方法。３．３．２内降外保法,即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温,在大体积混凝土转换结构的上表面及面采取保湿措施。３．３．３蓄水养护法,即在混凝土初凝后先洒水养护2h,随后进行蓄水养护,蓄高度100。待混凝土浇筑后，应用草包、麻袋或塑料薄膜覆盖保温，使表面保持湿润状态。冬季施工时还应按规定做好保温测温工作。
4.结语高层建筑结构的多样性势必带来转换层形式的多样性,转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案,并精心组织,降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量为目的。
【参考文献】
［１］王贵聪．论高层建筑结构转换层施工技术[J]．科技情报开发与经济．2003,(08)．
［２］张得志．高层建筑结构转换层施工技术[J]．民营科技，2009,(04)．
［３］姜辉．梁式转换层高层建筑施工技术的探讨[J]．科技资讯，2010,(07)．
［４］卜庆连，邰成玉．高层建筑结构转换层特大截面混凝土梁分层施工技术[J]．黑龙江科技信息，2003,(11)．
［５］吕首阳．高层建筑转换层大梁施工技术分析[J]．黑龙江科技信息，2007,(09)．
【关键词】高层建筑；转换层；施工技术；建筑施工
1.转换层的常用结构形式1.1梁式转换梁式转换通过在钢筋混凝土楼板上布置托梁，来承受上面各层的承重柱或剪力墙。该种转换形式一般用于上层为剪力墙结构，下层为框架结构的形式转换，当需要纵横向同时转换时，采用双向梁的布置。梁式转换层由于受力明确，设计施工方便，因此在实际工程中得到了广泛的运用。1.2厚板转换当结构上、下柱网轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以作成厚板，形成板式承台转换层，板式转换层的下层柱网可以灵活布置，无须与上层结构对齐。厚板厚度要视柱网尺寸及上部荷载而定，但是这种转换层体系自重很大，材料耗用较多。厚板楼盖虽然外形比较简单，但是由于它很厚，其厚度有时达到3m，自重很大，差不多等于20层一般楼盖的自重，对抗震不利。因此对于地震区的高楼，转换层要慎用厚板楼盖。1.3箱型转换指以上、下两层楼板作为构件的上下翼缘，并在其间设置若干片单向或双向腹板，所形成的箱形水平抗弯构件。转换层箱形楼盖的适用范围与梁式楼盖大致相同，即可用于上下层的构件类型转换，柱网尺寸的扩大以及构件轴线单向错位等。但是箱形楼盖具有比梁式楼盖大得多的承载能力，因此箱形楼盖特别适用于大跨度以及承托大荷载的柱和墙。1.4桁架转换对于下部是商场或娱乐场所而上部是住宅或客房等情况的建筑，一般在客房或住宅与商场之间设有一个管道设备层，这样可以利用设备层的空间，根据上、下柱网轴线的位置设置桁架，使上部的柱或墙的荷载通过桁架传到下部的柱或墙上，而设备管道又可以在桁架的腹内穿行。桁架转换优点是受力较明确，自重轻，且占空间小。1.5空腹桁架式转换这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似，与桁架式转换层中具有斜撑杆不同，空腹桁架式支杆水平或垂直，在室内空间上比桁架式的好，更好于箱式。
2.转换层结构的概念设计原则2.1竖向布置转换结构可以根据建筑功能和传力的需要，沿建筑高度方向灵活布置，转换层空间还可以作为正常使用层或者设备层，但必须保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度突变过大。若结构整体刚度有可能不足时，在结构竖向某个部位设置水平刚性楼层，人为地加强结构的整体弯曲效应，这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。对商业住宅类建筑来说，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，同时加大屋面梁、板尺寸和厚度，尽量避免中间出现刚度很小的楼层，以减小震害。2.2平面布置２．２．１布置在周围柱列或角筒上：为了扩大底层人口，可把水平转换构件布置在平面周边柱列或角筒上。２．２．２纵横向布置：为了得到较大的内部空间，转换梁可沿横向或纵向平行布置；当需要纵横向同时转换时，采用双向梁方式进行布置。２．２．３调隔布置，并与相邻层错开布置。２．２．４相邻层要互相垂直布置。2.3结构布置如果底部转换层位置过高，将使结构沿竖向刚度上的突变加剧，落地剪力墙或筒体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，导致转换层上部附近的墙体容易破坏。总之，转换层位置越高对结构越不利，设计时要使转换层的高度处在一个较为合理的范围之内。为了在概念设计上保证其安全性，在平面布置上应尽可能规则、简单和对称，在立面、平面上应尽量保证上下刚度接近。目前除了梁式转换结构运用较多、经验较充足外，其它类型比较复杂、理论上却更合理的转换结构的设计还没有一套成熟的方法，相关规范也没有做出具体规定，这严重阻碍了其它形式的转换层在实际工程中的应用和推广。所以，针对不同形式转换层高层建筑结构的受力特点，提出合理的分析方法和设计原则，将有助于高层建筑结构的发展。
3.转换层结构的施工特点与控制要点3.1转换层模板支撑系统转换层的自重和施工荷载往往非常大，对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计，必须进行详细的计算，切不可凭经验办事。工程中常用的有：3.1.1一次性支模。3.1.2荷载传递法支模。3.1.3叠合浇筑法支模。3.1.4埋设型钢法支撑等几种模板支撑体系。设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应分别对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力的验算。对于梁式结构转换层，梁本身的线荷载通常在60-100KN/m，加上施工荷载就更大，对于板式结构，每平方米的荷载（楼板荷载+施工荷载）也在100-150KN。3.2钢筋工程施工转换梁(板)的含钢量高,主筋长,梁柱节点区钢筋密集。因此,正确地翻样和下料,合理安排好就位次序是钢筋施工的关键。对于梁式结构转化层，其钢筋绑扎通常在梁的底模板架设完成后进行，钢筋绑扎完毕经过验收后安装大梁两侧的模板。钢筋绑扎中应切实注意钢筋骨架侧向的稳定，防止倾倒伤人。3.3混凝土工程施工浇筑技术：梁式结构转换层和板式结构转换层的混凝土一次浇筑量很大，混凝土的强度等级也较高，一般为采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥，大多属于大体积混凝凝土施工，不仅对模板支撑系统带来很大困难，而且混凝土内部容易产生温度裂缝。很多工程的施工，在征得设计单位的认可后，将混凝土二次叠浇成型，即分层浇筑，形成整体。这样做，既可减轻模板支撑系统的承载荷重，因为利用先浇注部分混凝土的龄期强度参与模板职称一起承受上部后浇筑混凝凝土的荷载重量以及施工荷载，从而节约模板支撑费用，同时页保证了混凝土浇筑质量。由于梁式或板式转换层承受的上部荷载都很大，在混凝土分层浇筑时，应保证上下层之间衔接紧密，通常采用在衔接面上假设竖向抗剪钢筋或在衔接面上设置若干抗剪槽，使上下层混凝土结合紧密。混凝土养护：混凝土由于浇注体量大，所以浇筑后特别注意养护，应采用以下方法控制混凝土内部与表面的温差值温差小于25℃:３．３．１蓄热保温法,即常规保温方法。３．３．２内降外保法,即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温,在大体积混凝土转换结构的上表面及面采取保湿措施。３．３．３蓄水养护法,即在混凝土初凝后先洒水养护2h,随后进行蓄水养护,蓄高度100。待混凝土浇筑后，应用草包、麻袋或塑料薄膜覆盖保温，使表面保持湿润状态。冬季施工时还应按规定做好保温测温工作。
4.结语高层建筑结构的多样性势必带来转换层形式的多样性,转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案,并精心组织,降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量为目的。
【参考文献】
［１］王贵聪．论高层建筑结构转换层施工技术[J]．科技情报开发与经济．2003,(08)．
［２］张得志．高层建筑结构转换层施工技术[J]．民营科技，2009,(04)．
［３］姜辉．梁式转换层高层建筑施工技术的探讨[J]．科技资讯，2010,(07)．
［４］卜庆连，邰成玉．高层建筑结构转换层特大截面混凝土梁分层施工技术[J]．黑龙江科技信息，2003,(11)．
［５］吕首阳．高层建筑转换层大梁施工技术分析[J]．黑龙江科技信息，2007,(09)．