探讨塔楼梁式转换层施工技术

　　1前言

　　随着社会的发展，为了给人们提供优良的生活环境和工作条件，适应当代社会高效率，快节奏生活的需要，提高建筑面积的利用率，节约建设投资及减少能源消耗，高层建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展，在高层住宅、酒店下部设置商业或娱乐等配套设施，集吃、住、办公、购物、停车为一体的多功能综合性高层建筑大量涌现。因此，为了适应上部小空间下部大空间的功能需要，需在两种结构的交接部位设置过渡结构，也就是转换层，结构转换层是满足这种建筑功能的有效结构形式。

　　长沙市星沙马三-天一4S店及津湘总部工程，于2007年7月28日至2009年5月30日全部完成，该工程正是这种使用功能分区多、结构类型差别大的工程。地下室1层全部为地下车库，作周转车库使用，地上2层，第一层为马自达4S店销售大厅、天津一汽4S店销售大厅及综合修理车间;第二层为马自达4S店销售大厅、天津一汽4S店销售大厅及津湘集团总部。结构上地下车库及一层均为钢筋砼框简结构，屋顶为网架结构和钢架结构。转换梁尺寸为1000×2000mm，900×1700mm，900×l600mm等。结合本人在该工程的施工经验和探索，针对转换层的构造特点及施工技术质量控制要点，重点介绍施工回顶计算和转换梁大体积混凝土现场测温记录如下，不足之处，敬请指正。

　　2转换梁构造特点及施工技术质量控制要点

　　2，1转换梁的构造特点

　　对转换层结构，可以分为梁式转换层、板式转换层、箱式转换层、桁架式转换层和空腹桁架式转换层。对于本工程所采用的梁式转换层，有着受力明确，设计施工简单的优点，一般用于下部框架结构与上部剪力墙结构的转换。本工程的转换梁有以下的构造特点：

　　(1)转换梁的最大截面尺寸为1000×2000mm，属于大体积混凝土现浇构件，混凝土强度等级设计为C40，转换梁主筋直径多为d32、d28，保证钢筋绑扎到位，保证混凝土的浇筑质量和结构施工安全，是本分项工程的质量控制重点。

　　(2)转换梁构件截面大，混凝土浇筑荷载达到48KN/m2，模架体系的设计兼顾经济与安全因素，位于转换梁下部三层的梁板将需要回顶。

　　(3)施工难度较大：自7层楼面向上局部增加的转换梁斜撑，同时转换梁(KZL)、框架柱的钢筋比较密集，其空间关系复杂，模架体系设计及混凝土浇筑施工难度较大。

　　2.2转换梁技术质量控制要点

　　转换层结构主要特点为钢筋密集，混凝土一次灌入量大，施工缝留置难度大，模板、排架支承体系要求高，所以制定认真、周密、合理的施工措施，对保证结构转换层的质量及整个高层主体工程质量有着极其重要的作用。对于本项工程转换梁的结构施工，需要在技术和质量上重点控制以下要点：

　　(1)通过优化配合比，降低大体积混凝土构件内部过高的温度和温度应力，防止温差产生裂缝的危险，有效防止混凝土产生裂缝(表面裂缝和贯穿裂缝)，实现抗裂功能。

　　(2)逐层回顶卸荷：由于转换梁截面尺寸很大，经计算其下方的一层结构不能承受转换梁的施工荷载，采用在转换梁下部自5层楼面(考虑其他未知因素，增加安全储备系数)向上搭设钢管架子进行回顶，实现逐层卸荷。

　　(3)梁跨度4m≤L<9m，应按施工跨度0.2%起拱。

　　(4)柱、梁、板同期合模，一次性浇筑柱、梁板混凝土，注意混凝土接槎及施工缝的留置以及混凝土的初凝时间的合理设定。

　　(5)梁柱节点钢筋过于密集，钢筋绑扎过程中要调整好钢筋端部锚拐筋的位置，留出振捣空间，确保混凝土浇筑过程中振捣密实。

　　(6)与商品混凝土提供商协调，科学调整柱梁不同标号混凝土的罐车进场(余量)比例。

　　(7)梁及梁斜撑模架与楼板模架整体支设，保证模架整体稳定性，浇筑混凝土前还应核查，确保结构施工安全。

　　(8)控制塌落度及塌落度符合泵送要求。

　　(9)尽可能延长脱模时间并及时保湿、保温。

　　(10)控制混凝土的温差及降温速率。

　　(11)浇筑时特别注意框架柱及墙体插筋的位置，防止下灰及振捣造成倾斜及移位。

　　(12)混凝土终凝前对柱子插筋位置进行复核，发现位移倾斜及时复位。

　　(13)混凝土到场后，进行取样测定塌落度，塌落度达不到人泵要求时，该罐车混凝土作退场处理;现场严禁加水;检查混凝土出厂小票，如果超过初凝时间，该罐车混凝土按退场处理。

　　(14)混凝土在泵送浇筑的同时，用振捣棒加强各部位的振捣，确保混凝土振捣的密实。

　　3施工回顶计算

　　3.1回顶计算思路

　　由于该工程施工荷载较大，现对其回顶进行计算，验算的思路具体为：

　　(1)梁施工荷载利用支撑系统传递至同位置的下部梁上，减去该梁的设计可承受荷载值后继续下传，没有梁时减去该层板荷载后下传，直至施工荷载全部被抵消。

　　(2)板施工荷载由支撑系统传至下层板，减去该板的设计可承受荷载值后继续下传，直至施工荷载全部被抵消。

　　(3)对于无梁楼盖，考虑最不利的柱帽与柱帽之间的部分

　　3.2计算模型

　　对于施工回顶计算传统的计算模型有两种：

　　(1)楼面荷载竖直传递，在承力板内不横向分散。按照这种思路，楼面梁的荷载传到下层梁上，楼面板的荷载传到下层板上。

　　(2)荷载会在梁板内横向传递，经过梁与楼板传递后，荷载已经变得较为分散。这主要是由于架体与柱子刚度相差较大，再加上架体底部垫有方木，板在荷载作用下会有一定变形，使荷载在板内分散。因此可取八层楼面上荷载较大的局部范围内的最大平均荷载值作为下部楼板承载力的控制荷载。

　　以上两种模型都是从整体受力情况作出的定性分析，而没有从传力路径上作定量分析。

　　3.3计算过程

　　根据上述计算模型，并结合本工程实际传力路径对架体及楼板进行回顶计算，综合考虑本工程的实际因素，计算过程如下：

　　(1)首先进行楼板承载力计算：

　　计算第七层楼板承载力：板厚150mm，次梁问距4.2m，配筋为φ10@200双层双向(取1米宽板带进行计算)，混凝土强度等级C40。

　　(1)

　　(3)

　　由公式(1)、(2)得到楼板承受的最大弯矩为20.57KN•m，按照四等跨连续梁计算，由公式(3)得到板能承受线荷载12.O1KN/m。楼板自重4.32KN/m2，故七层楼板可承受荷载12.01-4.32=7.69KN/m2。

　　同理，第五、六层楼板可承受荷载为6.14KN/m2。

　　(2)取八层楼面上荷载较大并有代表性的一个范围进行计算，经过计算，其八层楼面荷载设计值为12KN/m2，第五、六、七层可承受荷载为：

　　7.69+6.14×2=19.97>12KN/m2

　　故楼面可以承受上部楼面传来的荷载

　　(3)转换梁下架体的计算。转换梁下支有立杆，经计算立杆的强度、稳定性均能满足要求。

　　经过上述简单计算，可以得出结论，本工程所采用施工方案能够满足施工要求，事实验证，本工程所采用的回顶卸荷取得了较好的效果。

　　4转换梁大体积混凝土现场测温记录

　　4.1混凝土水化热温度的测定

　　4.1.1监测方法和仪器

　　采用在转换梁内埋置测温管、人工逐点测温的方法，分别测试混凝土截面内和表面的温度，同时分析其内外温度差，将数据及时提供生产部门，测温数据采集的重点在浇筑混凝土后的两周时间内。

　　大体积混凝土在开始浇筑2～3天后达到温度最大值。温度变化分为三个阶段：升温阶段、降温阶段、稳定阶段。混凝土内部最高绝温升加上浇筑温度，最高温度可达到70～80%，特别是在天气较炎热的季节施工。人模温度较高，混凝土内部最高温度会更高，应及时考虑散热条件，掌握混凝土内部温度变化情况及时采取有效温控措施是进行大体积混凝土养护的关键。

　　4.1.2测点的布置

　　所有测温点布置在混凝土转换梁的跨中截面，用脚手管预埋进混凝土内部。

　　4.2大体积混凝土温度应力计算

　　大体积混凝土收缩变形值计算采用下列公式：

　　式中：(t)—各龄期混凝土的收缩变形值

　　—标准状态下混凝土的极限收缩值，取t—混凝土龄期～(天)

　　(1) 收缩变形值折算为当量温差的计算

　　式中：—各龄期混凝土收缩当量温差(℃)

　　—各龄期混凝土的收缩变形值

　　—混凝土的线膨胀系数，取1.0×l0-5/℃

　　(2) 混凝土的最大综合温差

　　式中：△T—混凝土最大综合温差(℃)

　　—混凝土绝热温升值[2](℃)

　　—混凝土最终达到的稳定温度，一般根据历年气象资料取当地平均温度

　　(3) 混凝土弹性模量计算

　　式中：—龄期为t时混凝土的弹性模量(MPa)

　　—成龄弹性模量，可近似取28天的弹性模量仪

　　—经验系数，分别取0.09和1.00

　　(4)混凝土各龄期松弛系数的确定

　　大体积混凝土中的最高温度一般在浇筑后的第三天出现，此后便进入降温阶段并逐渐产生收

　　缩拉应力，各龄期的松弛系数查阅相应规范。

　　(4) 温度收缩应力计算

　　式中：—混凝土的温度应力(MPa)

　　—混凝土的线膨胀系数。取1.0×l0-5/℃

　　—泊松比，当混凝土为双向受力时，取0.15

　　L—混凝土梁长度

　　—约束状态影响系数，

　　H—混凝土厚度(mm)

　　—水平阻力系数

　　H(t)—松弛系数

　　以上计算所得到的混凝土中最大拉应力同混凝土可以达到的抗拉强度进行比较，，说明采用的施工方案可行。

　　5结论

　　本文结合工程施工方案，讨论了此项工程的结构转换梁在施工过程中的特点及其所需控制要点。介绍了转换梁施工过程中回顶卸荷的计算和大体积混凝土现场测温计算，得到了以下结论：

　　(1)结构转换梁可以很好地满足建筑多功能的要求，但是其自身也具有大体积混凝土、钢筋密集等诸多特点，导致施工困难。由于转换层建筑结构中起着重要作用，结构转换层的施工质量控制显得尤为重要。

　　(2)对于转换层结构的施工来说，存在着较大的施工难度，较多的施工问题，虽然目前已经能够解决这些问题，但是找到更为经济合理的施工方法，以及更为科学的理论计算，仍需要进一步研究探讨。

　　参考文献

　　[1]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)[S]北京：中国建筑工业出版社，2002.

　　[2]罗俊旭，钢筋混凝土转换层大体积混凝土施工阶段裂缝[J].安徽建筑.

　　[3]杨嗣信，高层建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2O01.

《探讨塔楼梁式转换层施工技术》

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