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高层建筑转换层结构设计与施工
孙红丽

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孙红丽,. 高层建筑转换层结构设计与施工[J]. 中国建筑,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157009.
摘要: 为更好地适应现代高层建筑的多元化需求,高层建筑在设计与施工过程中往往会设置专门的转换层结构,使建筑的上、中、下部能够满足不同功能的实际需要。而转换层的结构设计,必须充分考虑到建筑稳定性、安全性、经济性等因素,确保高层建筑施工的优质和高效。为此,拟结合我国高层建筑转换层的设计与施工实践,对转换层结构的概况、特点、形式等进行探讨,并从优化下层结构、完善细节处理、强化结构设计、改进支撑体系等方面,提出转换层结构设计与施工的实施策略。
关键词: 高层建筑;转换层结构
DOI:10.12721/ccn.2023.157009
基金资助:

由于不同建筑楼层的功能不同,建筑墙体的设计及布局也各不一样,导致建筑内不同楼层结构的受力也存在一定的差异。因此,必须设置专门的转换层结构,缓解高层建筑上、中、下部之间的不均衡受力问题,从而保障建筑整体的稳定性和安全性。

1高层建筑钢筋混凝土梁式转换层技术的意义

增强建筑安全性高层建筑工程项目建设施工需要达到基础的安全性要求,施工人员在落实现场施工作业时,也需要以增强结构安全性作为关键,减少施工中可能产生的问题,满足我国现代化高层建筑施工管理的要求。由于我国在发展建筑领域的过程中,楼层的高程不断增大,为了减少高层建筑结构中的问题,施工人员在使用各类操作技术时,都需要详细检查每一个结构的稳定性。其需要在钢筋混凝土楼板上设置在本层面落空的上层各个承重柱时,也可以利用剪力墙梁托对其进行承托处理,从而达到稳定性要求。部分施工单位在尝试使用其他的施工技术方法时,无法完全达到工程项目建设施工的要求,导致工程项目建设施工特殊性无法得到体现。利用钢筋混凝土梁式转换层技术可以减少其中产生的受力失衡问题,施工人员可以利用其合理分配各个楼层之间的压力,从而改善受力结构,同时能够从根本上提高结构的安全性,防止产生安全隐患。

2高层建筑中的转换层结构的设置

2.1转换层结构的设置特点

2.1.1在高层建筑施工当中,转换层的施工是整个工程的关键所在,其直接决定了施工的安全性以及经济性问题。在转换层的设置过程中,会打断某些竖直设置的构件。

2.1.2分层浇筑,承载构件为先浇筑构件。因转换层有着较大的高跨比,此时的平截面假定就不再成立,一般情况下按照短深梁受力进行考虑。在施工时若采用的是二次叠浇法,则应分析叠合构件在分层处所产生的水平剪力,若有必要则应与设计单位详细规划,确保满足承载能力的要求。

2.2转换层施工的重难点

多数情况下,转换板所传递下来的荷载较大,因此,应采用较为可靠的模板进行支撑,并基于转换板的特色设计模板支撑体系。此时,可按照竖向弹性支点的方式看待各个结构层。对于某些有着较大体积的转换板,在施工时为避免混凝土在浇筑之后出现温度和收缩类型的裂缝,应对其温度变化以及混凝土收缩等进行考虑,并及时采取措施减少裂缝。

3高层建筑转换层结构的施工策略

3.1混凝土浇筑施工技术

混凝土浇筑在高层建筑工程项目施工中不容忽视,施工人员在落实各项施工操作时,都需要加大对混凝土浇筑施工的重视程度。在以钢筋混凝土梁式转换层施工作为核心内容时,施工人员和管理人员都需要对混凝土浇筑情况进行分析,针对这个环节的工作采取科学、合理的施工方法。在浇筑混凝土之前,施工人员要做好相应的准备工作,维护施工中需要利用的机械设备,排除其中的隐患,防止其在利用机械设备时产生故障问题影响混凝土浇筑效果。针对转换层施工中已经安装好的水平和竖向泵送管,施工人员和管理人员也需要采取全面检查的方式,保证其在浇筑混凝土的过程中可以体现良好的质量。在浇筑前期,负责混凝土浇筑施工的人员要与各个部门取得联系,防止其在浇筑混凝土时产生停水停电等意外情况。更重要的是,施工人员要预测施工现场的天气,确定最佳的混凝土浇筑时间,以连续浇筑的方式为主,提高混凝土浇筑施工质量。

3.2混凝土用料

为确保大体积混凝土的配合比处于可靠的范围内,应先对温度裂缝的产生原因进行分析。水泥的水化反应是混凝土产生温度裂缝的主要原因。对其进行分析可知,多数情况下混凝土有着5×10-6~14×10-6/℃的热膨胀系数,容易出现热胀冷缩的情况,而作为热不良导体,混凝土多数情况下只能进行较为缓慢的散热,在进行浇筑之后相比于外部,内部的温度较高,内外温差最高可达60℃,形成内部膨胀而外部收缩的情况,导致外表面的拉应力较大而出现开裂的情况。此外,根据混凝土所采用的集料类型可知,对于混凝土的温度应力而言,热膨胀系数对其有着较大的影响,若采用的是有着较小热膨胀系数的骨料,则可以让混凝土的温度应力有所降低,从而使其抗裂性得到较大的提升。若在混凝土中掺入较大粒径的骨料,那么就能够有效降低其水泥浆量,从而降低其热膨胀系数,使其温度应力得到有效减小,从而使其抗裂性得到提升。

3.3施工要点

多数情况下,应在最高温度小于30℃的低温环境下施工大体积混凝土,若现场温度始终在30℃以上,则应适当采取措施使混凝土的温差得以减小,从而尽可能避免温度应力的影响。对于混凝土的配置,则应根据配合比进行严格的调控。其搅拌时间则应从搅拌桶中加入全部拌和料的时候开始算起,直到全部卸料为止,一般以1.5~2min为宜。在混凝土进行搅拌之后,应将其及时运输到浇筑地点,以便于及时入模浇筑。在运送时,应尽可能避免混凝土出现离析等情况,若混凝土出现变化,则应该及时对其进行人工二次拌和。

3.4优化下层结构

保证结构施工安全性在转换层的施工过程中,必须优化加固转换层的下层结构,在施工前应当做好现场勘察和检查工作,并针对设计施工的相关数据和信息进行全面分析,从而避免在施工后再修改图纸或者调整方案。高层建筑的施工建设,承载力与下层尤其是底部的结构有着密切的关联,尤其是转换层所承受的竖向力,更需要稳固、坚实的下层结构进行支撑,才能够保证上层结构得以顺利施工。高层建筑的转换层支撑体系,一般采取悬空支撑的方式,不仅可以降低施工过程中的难度和发生问题的概率,同时也可以减少对建筑构件造成的挤压、磨损等其他不利影响,有着诸多的益处。当然,悬空支撑对于施工前的设计尤其是数据计算有着极高的要求,因而不仅需要设计人员加强转换层的承载力计算,同时也需要施工人员严格按照操作规范进行施工。

结束语

随着人们对于生活品质需求的日益增加,高层建筑的多元化功能越来越受到市场的青睐,建筑结构的复杂性也越来越高,对于高层建筑尤其是转换层的设计和施工要求也越来越多。在转换层设计与施工过程中,必须紧紧围绕高层建筑的现场实际,从结构、材料、布局等多方面进行统筹考量,最大限度地保证转换层乃至高层建筑的施工质量及安全。

参考文献

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[3]耿丽君.高层建筑转换层结构的设计与施工[J].建材技术与应用,2009(07):16-17+24

[4]杜军,戴虹,赵鑫.高层建筑转换层结构设计及施工探讨[J].科技风,2009(08):12

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