梁式转换层高层建筑施工技术的探讨

2014-10-21蔡铭樑

建筑遗产 2014年7期

蔡铭樑

摘要：近年来，随着我国城市化建设进程不断加快，推动了建筑业的发展，各类建筑工程随之不断增多，因受城市建筑用地的制约，使得高层建筑越来越多。转换层是高层建筑中不可或缺的重要组成部分之一，而在众多的转换层结构形式中，梁式转换层以其自身诸多的优点被广泛应用于高层建筑工程的转换层施工当中，本文阐述梁式转换层高层建筑施工技术，通过分析才能很好地解决上述问题。

关键词：高层建筑梁式转换层；施工技术；质量控制

目前，随着高层建筑的增多，为了满足建筑多功能的要求，就必须在结构中设置转换结构构件，因此，转换层的作用显得越来越重要。由于高层建筑下部结构受力较大，上部结构受力较小，正常合理的布置应是下部柱网密、墙多，上部柱网疏、墙少。这样建筑功能要求就与常规结构布置之间产生了矛盾。本文结合梁式转换层高层建筑施工技术进行阐述。

一、高层建筑工程中梁式转换层简介

目前，由于我国高层建筑在使用功能上对空间的要求越老越大，为了满足这一要求，就需要采用转换层结构，而在众多的转换层结构形式中，梁式转换层以其自身的诸多优点，获得了非常广泛的应用。自上个世纪70 年代中期开始，一些高层建筑中便出现了梁式转换层，在这短短数10 年中，随着各方面技术的不断完善，使得梁式转换层的应用范围越来越广。通过对100 栋高层建筑进行调查结果表明，其中有80 栋采用的是梁式转换层结构，由此可见梁式转换层的应用非常之广。在高层建筑中，采用梁式转换层进行结构转换的最终目的是为了防止结构突变、减少上下层刚度变化，以此来达到稳定结构、保证使用功能的目的。梁式转换层是高层建筑中应用较广的一种转换层形式，具体是指在现浇钢混楼板之上设置单向、双向、斜向托梁等，来达到承托本层当中落空的上层承重柱以及剪力墙的目的。

二、高层建筑的发展趋势

自二十世纪90年代以来，随着工程技术科学和经济的迅猛发展，世界各国的高层建筑得以继续发展，并出现了许多新的结构形式和体系，更好地满足了建筑功能和建筑艺术的要求。其中，带转换层结构、大底盘多塔楼、带外挑悬挑层、带加强层、大斜撑、连体和立面开洞等复杂结构形式，都是在这一时期为了满足建筑要求而诞生。此间，欧美日等国家建造高层建筑的潮流是，以多样化的结构形态更好地满足建筑功能和建筑艺术的要求，而不再向高度的突破发展”，5J。如德国法兰克福商业银行大厦由三个角筒架起交错布置的各组楼层，形成了通透的空中花园，见图a；荷兰鹿特丹通用银行大厦在底层设置了巨型钢管析架和组合柱作为转换层，承托上部办公楼而形成底层大空间，见图b.。

三、转换层施工特点

1、转换层的自重和旌工荷载往往非常大，应选择合理的模板支撑方案，并

进行模板支撑体系的设计。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。

2、对大体积混凝土转换层，混凝土施工时应考虑采取减小混凝土水化热的措施，防止新浇混凝土的温度裂缝。

3、转换层的跨度和承受的荷载都很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置。

四、高层建筑梁式转换层施工技术措施

1、模板与支架的施工要点在梁式转换层结构施工中，模板工程是整个施工过程中较为重要的环节之一，其施工要点如下：

斜撑。在该环节的施工中，全部斜撑杆都必须按照≤45°角进行设置，排距沿柱面竖向应控制在1m 以内；设置在梁底位置处的斜撑杆应当与底部模板的外钢楞相协调，间距应控制在400mm 以内为宜；斜撑杆的上端应当伸至模板底并与其上的外钢楞牢固扣接在一起，并做好抗滑移措施；梁底部的斜撑支架应当尽可能与下排架同步搭设，若是无法同步也必须确保在梁钢筋骨架安装就位之前架设完毕，从而保证斜撑支架与梁下排架能够共同受力；全部的斜撑杆都应尽可能与梁下排架的横杆及立杆进行牢固扣接，并与楼层满堂架相连，这样有利于增强斜撑支架的整体稳定

2、扫地杆同立杆的技术施工立杆的部分同内外楞直接做扣接，这就防止了滑动的出现。立杆下部分要设置在楼面上的钢垫块上用作支撑。扫地杆安置在梁下的排架下面，把两排横杆设置在中间，斜撑设置在两侧排架的横向位置上，剪刀双肢撑设置为纵向，把位于楼层的满堂架和位于梁下的排架连接成为一个整体，这样做使排架的刚度空间得到了增强。

3、钢筋施工要点在梁式转换层结构中，钢筋的用量非常大，并且型号也比较繁多，加之转换梁的截面较大，从而使得钢筋的布置相对比较复杂。为此，掌握好钢筋的施工技术要点就显得尤为重要。

（1）翻样与下料。在对钢筋进行翻样前，应当清楚了解图纸的设计意图，并对设计文件及相关说明进行认真审核，同时还应掌握与之相关的规范标准，在翻样时应尽量结合具体工程，并充分考虑施工的便捷性来确定翻样方案；为了便于钢筋安装，应当在安装前对全部的梁主筋按照实际安装顺序进行编号；由于梁箍筋较大，在下料时应当注意接头位置的焊接质量，尽可能避免接头出现在箍筋的弯折处。

（2）钢筋连接。由于梁式转换层结构中所使用的钢筋种类比较繁多，不同位置处的钢筋受力情况均不相同，为此，应当充分考虑各个部位的具体受力情况、施工难度等因素，优选最佳的连接方式。

4、转换层支撑设计按照本工程的特点，并经过多方面综合考虑后，决定采用以下支撑方式：

（1）不拆除第6 层模板及其支撑结构，并在此基础上对其框架梁支撑体系进行加密处理，具体做法如下：在框架梁底部位置处多设置一根支撑，可选用准48×3.5mm 的钢管作为支撑，沿梁间距600mm。

（2）第5 层采取同上的做法，并在第4 层选择一些合適位置加设支撑杆。通过相关软件的验算以及有限元分析，这种支撑方式在强度和稳定性上都能满要

求，進而确保了转换梁结构的整体受力性能。图1 为该支撑方式的结构示意图。

5、混凝土浇筑技术转换梁混凝浇筑量大，浇筑速度块，总的浇筑时间长，又要考虑温度应力的影响，因此，施工过程中要注意以下几点。

（1）混凝土施工尽量安排在白天进行，并确保混凝土的输送不问断。混凝土浇筑应分层进行，每层高度控制在300mm～500mm。每层间隔时间1.5h～2h。

（2）混凝土的振捣采用机械振捣为主，人工扦插为辅。插入振动器宜采用快插慢拔，振动时间以出现泛浆为准，同时插入点距离应在振动棒有半径1.25倍范围内。在梁柱节点处，若钢筋太密，振动不能插入，则采用钢扦插，在梁柱侧模用橡皮锤敲打，用人工振捣来弥补。

（3）楼板混凝土浇筑，除在梁处采用插入式振动器外，其余均采平板振动器沿垂直浇筑方向来回振捣。平板振动器依口成排进行，且排与排之间应有一定的搭接，确保混凝土不漏振，以达到其密实度。

6、各部位钢筋连接方式转换层中钢筋的种类繁多，不同位置钢筋受力情况也不尽相同，因此，各部位应综合受力情况、施工难度、经济效益等采用不同的连接方式。

（1）转换层大梁的主筋是转换层中最重要的受力单元，应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式，通常采用冷挤压连接法。

（2）转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊。