高层建筑混凝土结构转换层施工技术探究

摘要：随着社会经济的不断发展，城市化建设步伐也在不断加快，城市建筑所需的用地越来越紧张，而高层建筑可以很好的提高土地的利用率，节约城市土地资源。现代高层建筑紧跟时代的发展要求，正朝向更高、多用途、多功能以及结构更加多样的方向发展，因此高层建筑施工越来越复杂，并面临着建筑上层易出现荷载问题。混凝土结构转换层的应用可以很好的解决上层建筑荷载问题，并在一定程度上降低施工成本，所以需要加大对建筑混凝土结构转换层施工技术的研究力度。关键词：高层建筑；混凝土结构；转换层施工技术；应用1结构转换层的特征转换层因要承受很大的上部荷载，受力情况不明确，设计单位的初期设计受限制，无法对各种类型的转换层进行准确计算，造成的后果相对比较严重，这是高层建筑转换层的一个特点，第二个特点是因转换层承受荷载情况复杂，受力较大，造成转换层横截面损伤，在地震时期有着很明确的强烈反应。因此，在转换层选材上要求增加材料用量，选用重量、刚性较大的材料。整体高层建筑结构转换层质量和刚度在地震发生时期表现的较为突出，通常对楼体的结构和受力要求均匀，不宜集中受力，否则，容易产生质量问题，导致地震期间转换层反应剧烈。此外，建筑结构转换层的较大截面不利于现场施工。如武汉新世界中心，转换层模板使用为1.6m厚度，这个尺寸的模板对钢筋安装、混凝土浇筑有很大的局限性，也难以保证施工质量，同时增加了下层模板安装时的难度，加大了投资成本。总体来说，转换层上层是小空间的剪力墙结构，下层主要是以柱做为支撑及承重的大开间。一眼就可以看出，转换层上部的结构类型刚度比下部结构剪切刚度大，因此，要对转换层的质量及刚度进行分析、调整。2设计原则在高层建筑转换层结构设计中要注意尽可能的减少转换，在布置转换层上下竖向抗侧构件时要充分保障水平转换结构的可靠性，减少复杂转换，避免多次转换。对于厚板转换，由于自重太大，抗震十分不利，抗震设防地区应避免采用。在转换层设计时要最大程度的保障下部的侧向刚度，并弱化上部结构的刚度，只有这样才能保障转换层上下主体侧向刚度的相近。由于转换层结构受力非常复杂，传力不够直接，设防烈度较高时不宜采用，9度抗震设防时则禁止采用。3转换层的结构形式3.1梁式转换层该结构为目前高层转换层最为常见的形式，传力途径主要为墙柱→转换梁→柱墙，其传力方式简洁明确，且受力良好，结构简单，成本低廉。该转换层的结构形式多种多样，不论从功能上，还是材料的选用上，都可进行细致划分，可用于多种建筑转换类型中。转换梁的受力特征为竖向荷载作用下的受力规律，因此在进行分析作业时，应采用有限元分析程序对不同受力的分析方法。转换梁的截面设计方法较多，主要有普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法等[1]。3.2厚板转换层此结构单独使用不利于房屋整体结构，因此可与转换梁混合使用。下层的密度普遍较轻，厚板的重量对下层造成挤压，降低下层面积，且容易发生坍塌事故，此外，厚板的振动性能及传力途径十分复杂，不利于建筑整体的抗震性能。厚板作为其他结构的辅助材料，在转换梁为主结构的建筑中可作为暗梁使用，厚度一般保持在2.0～2.8m即可。3.3桁架转换层此结构由转换梁转化而来。转换梁对于上部框架传递的竖向大荷载导致截面很大，此时可采用桁架转换层进行替换。桁架转换层对于竖向荷载具有较大的承受能力。空腹桁架为此结构的主要形式，主要针对转换梁与上层连接形成的客房层过高等问题。空腹桁架具有较好的刚性，但仍需计算好截面尺寸，避免脆性破坏。桁架转换层的节点应加强钢筋配置，防止受力集中产生不良后果。3.4巨型框架结构此结构不同于传统的框架结构，可减少立柱的使用量，扩展出更大的自由空间，改变住房面积及使用性质。框架的设计上有主次之分，主框架为大型跨层框架，每隔6～10层设置一根框梁，此方法可减少次框架的使用面积，有利于空间的合理布局。巨型框架的主要形式有桁架型、斜格型、框筒型三种。4高层建筑混凝土转换层施工技术4.1高层混凝土转换结构的支撑技术要点高层混凝土转换层支撑体系作为其施工的基础结构部分，在稳定高层建筑建筑受力以及改善使用过程中的结构位移有着重要的作用，然而随着高层建筑层高的不断增高，为了更好的保证其使用安全，在进行结构设计的过程中往往会预留较多的力学储备，这就导致了在实际施工的过程中高层建筑混凝土转换层的体量越来越巨大，其钢筋绑扎和混凝土浇灌难度也随之上升。这就要求建筑的设计和施工单位不断的适应现有高层混凝土结构转换层的发展需求，不断的对设计手法和施工工艺进行调整。因此往往在施工的过程中施工单位提升了模板支撑部件的刚度和强度，并在施工的过程中针对其稳定性进行反复的检验。4.2增强高层混凝土转换层质量的措施具体来讲主要需要注意以下几点内容：第一，在高层建筑混凝土转换层设计之初，就应当从整个高层建筑的应力需求出发进行全方位的考虑，确保转换层的受力支撑体系经过周密的力学计算，能够对高层建筑的主体结构给与充分的支撑。第二，应当聘请专业的结构设计顾问公司对设计后的结构进行优化和审查，争取采用更为合理的结构设计思路，达到较高的受力需求，做到用料少、结构模型精准、施工简便以及结构适用等。第三，混凝土转换结构在施工的过程中应当任命专业人员对支撑体系施工的全过程进行监督，保证施工过程中的每一个步骤都是按照规范和流程进行的，确保施工前制定的技术要点可以得到落实。4.3混凝土结构转换层大型模板侧向压力施工技术要点在当前高层建筑转换层的施工过程中，对于组合型大模板的侧压力的技术控制主要是从两个方面展开的：第一，高层建筑转换结构在建造过程中侧压力板的控制；第二，大模板体系施工过程中对拉螺杆件的应力分布控制两个方面进行的。如上文所述由于目前的结构设计趋向于采取预留较多的应力值，所以转换层多采用大体积的混凝土结构，并且多采用深梁的构造做法，较厚的楼板加上较厚的梁体给建筑施工过程中模板的搭建带来了一定的难度，所以在大模板体系的设计之初就要预留充分的操作空间，这样才能有效地保证高层建筑使用过程中的安全性和稳定性。结束语：随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，城市土地资源越来越稀缺，混凝土结构转换层已成为城市高层建筑不可或缺的一部分，它和建筑的质量以及功能性密切相关。因此要加强对转换层技术的重视，做好转换层施工的分析计算和优化设计，不断完善和发展现有的混凝土结构转换层施工技术，来提升自身的施工质量水平。参考文献[1]梁兵强.高层建筑混凝土结构转换层施工技术探究[J].低碳世界，2018（02）：151-152.[2]袁林娜.梁式转换层施工技术在混凝土结构施工中的应用[J/OL].中国高新技术企业，2017（12）：213-214[3]柳东波.高层建筑混凝土结构转换层施工技术探究[J].技术与市场，2017，24（05）：165+167.[4]梁昌春.高层建筑混凝土结构转换层施工技术[J].山西建筑，2017，43（13）：90-91.[5]葉仲瓞.高层建筑混凝土结构转换层施工技术研究[J].四川水泥，2016（11）：183.[6]张成龙.高层建筑混凝土结构转换层施工技术研究[J].四川水泥，2016（11）：258.