为满足建筑工程内部空间结构布置要求,应在转换层中设计专门的转换构件,常见结构形式为梁式转换层、箱式转换层、板式转换层和桁架式转换层等,每种结构的适用范围不同,为能够在高层建筑中充分展示转换结构的功能优势,还应对该结构施工技术要点进行深入分析,并对各环节的关键内容进行细致管理,以此提高相关技术应用的有效性。
1.高层建筑转换层结构特点
1.1先浇筑结构内部承载作用力
转换层水平构件高跨比大,截面弯曲时水平纤维相对错动不可忽略,平截面假定不再适用,一般呈现短深梁或厚板的受力特性。采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件进行仔细分析,考虑分层处水平剪力对构件的影响,必要时应与设计单位配合,进行一次设计,确保一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力。
1.2通过下部竖向构件卸荷
转换层结构设计过程中,为保证整体性能,通常会遵循“强化下部、弱化上部”的原则,确定主体结构部位,而后强化其刚度、强度,并对上部结构进行弱化处理,使其在投入使用期间能够发挥下部竖向构件的作用,增强该构件的承载力,同时也要保障其具有足够的延性,实现对高层建筑上部结构的有力支撑。
2.高层建筑结构采用的转换层的结构形式
2.1梁式转换层和箱式转换层
梁式转换层在建筑高层为剪力墙,下层为框架结构时应用,特别是受力明显时多采用结构。在施工放样过程中,一般有单向和双向两种放样。最后,相应的工程造价也较低,近年来在民用建筑中得到了广泛地应用;箱式转换层由上部和下部楼板组成,厚度较大,单、双向支撑梁,整体空间刚度较大,与箱形基础相似。一般情况下,在大跨度、大荷载、大空间、单板梁楼盖不能保证上下层安全的情况下,采用转换层结构。
2.2板式转换层和桁架式转换层
板式转换层一般是在上下层轴网、柱网错位较大,梁式转换层不能满足上下层安全的情况下,将其作为转换层的结构形式,因为板结构的厚度在很大程度上可以满足保证下层柱网布置的灵活性,且其造价相对较低;桁架式转换层适用于受力形式合理、自重轻、结构简单的结构转换层。该衍生框架的结构形式不仅施工成本较低,且占用空间较小,更方便上下结构施工。
3.高层建筑转换结构施工技术要点分析
3.1 钢筋工程施工
钢筋作为转换结构施工中所用的主要材料之一,在整个结构中起到骨架作用,先要对所用的钢筋材料进行质量和性能检测,而后对合格钢筋进行规划设计,按照施工图纸进行切割和绑扎处理。整个过程需要注意的内容比较多,首先,在梁内钢筋结构稳定的情况下,为方便后续施工可以在其两侧搭设脚手架,为钢筋工程施工提供支撑。其次,对于较长的主筋会使用合理技术对其进行搭接处理,应保证接头部位质量达标,以免出现结构不稳定的情况。另外,对于墙内锚固钢筋也要对其长度进行控制,确保达到施工要求标准。
3.2混凝土工程施工
3.2.1混凝土配比
混凝土工程中材料配比尤为重要,应根据转换结构施工需要,确定混凝土材料性能,对每种原材料进行合理搭配,保证配合比科学合理,在投入使用过程中能够将混凝土材料的性能优势充分体现出来。一般需要反复试验,可以在专门的实验室中对混合料配比进行试验,确定性能达标满足高层建筑转换层施工需要后才能应用到实际施工中。混合料配置过程中为进一步提高材料性能,也可以加入适量外加剂(缓凝剂、减水剂等)进行调节,保证混凝土应用效果良好。
3.2.2混凝土浇筑
混凝土浇筑时先进行侧梁位置的浇筑,而后浇筑垂直于侧梁的框架梁结构。具体操作时一般会采用分层浇筑的方式,选择合适的分层浇筑方法,控制好浇筑厚度,按照一定顺序进行浇筑施工,通常要在上一层混凝土没有充分凝结之前进行下层浇筑,促进充分结合。而后进行振捣处理,确保混凝土结构的密实度达标。振捣施工时一般会使用机械振捣方式,遵循快插慢拔原则,实现全面均匀振捣,不能出现过振或者漏振的情况,保障混凝土质量合格。
3.2.3混凝土的养护
混凝土浇筑完成后也要及时开展养护工作,优化混凝土结构质量与性能,延长转换层结构的使用寿命。要根据混凝土的特性调节周围温湿度,以免出现内外结构温差过大的情况,导致混凝土结构开裂。通常会在浇筑完成后的12小时内对其进行洒水养护,使其保持湿润状态,还要使用塑料膜和草垫进行覆盖处理,以免水分过度蒸发。工程施工中所用的混凝土型号不同,养护的时间和所用的方法也存在差异,应根据实际情况制定科学的养护计划,保证养护效果。
3.3 转换层底模板的支撑系统
常用施工方法如下:(1)钢管支撑结构。该结构更适合小荷载施工,或采用板式转换梁。转换梁的总体布置应紧凑,以保证钢管支撑结构的稳定性。(2)型钢构架结构。该结构更适用于转换梁本身重量较大,上部荷载较大,转换层相对位置要求较高的情况。通常将型钢框架结构埋于转换层下柱内,成为转换梁的支撑体系。
3.4 预应力混凝土转换层结构施工技术
由于高层建筑转换梁(板)承受多层甚至几十层荷载,荷载压力大,预应力筋数量多,施工中应尽量避免预应力区拱背过大或开裂现象。可采用选择性张拉技术,即高层建筑上部转换结构施工七、八层后,即可进行预应力张拉。值得注意的是,必须加强转换结构下的支撑。也可采用逐级张拉技术,即逐步施加预应力,以平衡各阶段的荷载,但由于张拉次数多,造价相对较高,存在施工成本稍高的问题。
总之,在建筑领域中,转换层施工技术因其诸多的特点正逐渐被广泛地推广应用,但由于在高层建筑中转换层施工技术需要诸多技术要求,因此,在具体建筑施工过程中,应掌握施工要点,提高施工人员的技术水平,可将该技术在高层建筑施工的价值体现出来,以推动建筑行业进一步发展。
参考文献:
[1]陈亚琴.高层建筑结构转换层施工技术分析[J].陶瓷,2023(05):124-127.
[2]徐海舰.建筑工程高层建筑结构转换层施工技术探讨[J].中国住宅设施,2020(07):82-83.