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摘 要 ：本文针对结构转换层处由于刚度突变可能对建筑结构产生不利影响的问题进行探讨,就转换层施工技术与施工措施进行了详细的描述与分析,总结出了转换层施工的重点和难点以及如何在耗能最少的前提下,保证工程质量,为高层建筑的施工技术提供参考意见.
关 键 词 ：高层建筑；结构转换层；施工技术
1.引言
现代高层建筑向高度增加、体型复杂、结构形式多样、功能齐全、综合性强的方向多方面发展,使得建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换.带转换层的高层建筑在转换层部分,施工位置较高,且由于梁、板和柱的截面尺寸较大,所以对转换层现场施工的质量控制、施工的安全保障措施等方面都有严格的限制.
2.转换层的结构作用与特点
当两种结构形式出现在同一建筑中时,转换层的作用在于解决上部结构的部分柱墙无相应下部承重结构支承这一问题[1].在建筑中设计结构转换层,将上部结构整体支承并锚固于结构转换层,由结构转换层对上部结构荷载进行重分配后,再通过下部结构传递到建筑物基础,实现不同结构形式在同一建筑中的共同运用.
转换层的特点在于结构下部楼层受力较大,上部楼层受力较小,正常布置时是下部刚度大,墙多柱网密,到上部渐渐减少墙,柱扩大轴线间距.转换层大致有梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式等.转换层结构比一般结构楼层结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力更复杂.因此,转换结构组成了建筑物的主要构件,它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响.转换层在设计过程中,一般按照强化转换层及其下部、弱化转换层上部的原则进行的,使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近,平滑过渡.根据抗震要求转换层一般均设置在3层及3层以上.
3.转换层施工技术
3.1 转换层支撑系统模板搭建
由于转换层结构具有体量大、自重大的特点,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,必须进行详细的计算.应综合考虑转换结构的施工方案,建立符合实际的力学分析模式,达到设计和施工的统一.以梁式结构转换层为例,梁本身的线荷载通常在60～100 kN/m,加上施工荷载就更大.进行设置模板支撑系统时,应对转换梁（板）及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算.当作为多层支撑荷载传递时,上下立柱的位置应对齐,防止上下楼面因受力不匀而造成的局部损伤.在梁式结构转化层施工中,由于梁的侧向高度较大、厚度较薄,所以应验算模板系统侧向稳定性和侧向强度,防止整体跑位和胀模.
3.2 支撑系统的拆除
如采用搭设施工平台支模,可在转换层装饰装修完成后再拆除支撑系统.混凝土浇筑完成后,当混凝土强度达到设计强度时,才允许拆除模板及支撑系统.拆除前,须由施工人员提出拆除申请,由项目技术负责人组织有关人员进行验证,符合有关规定后方准予拆除模板.
3.3 钢筋工程
准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提[2].由于钢筋复杂,浇筑混凝土时派专人检查及保护钢筋,避免钢筋变形移位.当转换层的梁或板混凝土分两次浇筑时,应在施工缝上增设抗剪钢筋,以保证上下层混凝土结合牢固.转换梁（板）的含钢量高,主筋长,梁柱节点区钢筋密集,合理安排好就位次序是钢筋施工的关键.在两梁相交的柱节点区上下共有几十层上百根主筋在此相聚,加上腰筋、柱筋等,主筋还须弯起锚固,众筋抢位现象十分突出.任何一根主筋的就位错误,均会造成大量的返工.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.大梁上下几排钢筋在绑扎就位时要保证其上下对齐形成垂直的钢筋间隙,以便混凝土浇筑和振捣.一般转换梁底筋非常密集,施工时可与设计院、监理、甲方协商,合理安装转换梁中钢筋位置,有利于混凝土浇筑.
3.4 混凝土施工
在进行大跨度、超高度转换梁及转换厚板的混凝土施工时,应事先设计好混凝土浇筑的路线、浇筑方式,并采取措施防止混凝土产生温度裂缝.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,特别是梁式结构转换层和板式结构转换层,多属于大体积混凝土施工,不仅给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.实际工程中经常采取的施工措施有：（1）转换层混凝土分层下料、分层振捣,每次浇筑厚度500 mm 左右,混凝土振捣采用赶浆法,上下层的间隔时间不应超过 2 h,以保证新老混凝土接槎部位粘结良好；（2）转换梁的混凝土浇筑时应适当控制混凝土的浇筑速度,一般单层为5m/h,前后两层浇筑的间隙时间适当延长,且浇筑时必须有木工在下部进行模板的检查,浇筑时用锤子锤击四周侧模板,促进和检查下部混凝土的密实度；（3）转换梁和梁柱相交的地方钢筋都非常密集,以致于许多地方都无法插入振动棒,为了保证混凝土进入梁底部,所以在混凝土浇筑前应及时进行实地勘察,确定振动棒的插入地点,振捣范围能否满足振捣要求,还应在转换梁和柱相交的地方和转换梁底部用钢管卡出插振动棒位置,浇筑混凝土前抽出钢管,就形成了下料口兼插入口；（4）转换层构件混凝土体积较大,混凝土强度等级高,商品混凝土水灰比大,收缩应变大,易产生构件表面微小裂缝,影响观感,为了防止产生裂缝,应在混凝土内掺MPC 聚合物纤维膨胀剂,要求限制膨胀率不小于 0.015%；（5）混凝土由于浇筑体量大,所以浇筑后应特别注意养护,以减小混凝土内部与表面的温差值,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,其中冬季施工时还应按规好保温测温工作；（6）根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件,应采取措施控制混凝土内外温度差,缓解大体积混凝土水化热高,温度应力过大,控制混凝土裂缝；.
4.安全保障措施
建筑工程施工的特点决定了建筑施工中的危险因素多存在于高处交叉作业、垂直运输、电气工具使用以及基础工程作业中[3].建设施工中伤亡事故主要有高处坠落、物体打击、机械伤害、触电事故,施工坍塌和中毒事故等.高层建筑中转换层施工属于高空危险作业,一个切实可行的安全保障措施是施工的关键.因此,需要做好足够的安全保障措施：（1）成立以项目经理为核心的安全管理领导机构,突出专职安全工程师的责权,建立以各队安全员为骨干的安全管理网络.（2）实行安全事故易发点控制法,通报事故易发点,由专人负责跟踪监控.（3）操作人员必须持有效上岗,并加强施工前的班前培训,熟悉施工工艺,提高安全意识；（4）建筑工人几乎每时每刻都工作在危险的环境中,必须配备安全帽等必需防护用品或用具,并随时高度关注可能出现的危险状况.（5）注意架体在搭设及后期施工过程中的安全,对架体立杆及结构楼板的应力、挠度位移变化,必须进行全程监测.（6）平台周边的临空面,应先期设置安全防护栏杆,并随着架体的搭设,及时用安全网进行全封闭的安全围护.（7）模板支撑系统的钢管脚手架与结构的相邻处,应每步每架设置刚性连墙杆,其余部位应与内架联结成整体,以提高排架支撑系统的整体稳定性.（8）在浇筑混凝土时,操作工人需时刻观测支撑体系的安全稳定情况.
5.总结
本文针对结构转换层处结构的刚度与质量发生突变,在外力作用下就有可能引起较大的反应,导致在转换层附近产生较大的楼层反应力,使转换层部位形成薄弱层,对建筑结构产生不利影响的问题,就转换层施工技术与施工措施进行了详细的描述与分析,总结出了转换层施工的重点和难点,为高层建筑的施工技术提供参考意见.