趙 洪

[摘要]高層建筑的蓬勃發(fā)展為建筑施工技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)形式也日趨大型化、復(fù)雜化。因此，將從高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計、高層建筑轉(zhuǎn)換層梁模體系及支撐架、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)混凝土的裂縫控制等三個方面對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)進(jìn)行探討研究。

[關(guān)鍵詞]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層溫度裂縫控制

中圖分類號：TU1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—7597(2009)1020135－01

隨著高層建筑結(jié)構(gòu)形式使用功能的變化，設(shè)置轉(zhuǎn)換層已成為傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載的重要手段，重慶的時代廣場的建筑就是一個很好的例子。然而，上部結(jié)構(gòu)荷載的增加，使得轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)尺寸往往較大，這將給施工帶來許多新的課題，

一、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計

(一)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)代高層建筑是多功能的，例如上部為小開間的居住和辦公房屋，下部為大空間的商業(yè)用房等。因此，必需設(shè)置轉(zhuǎn)換層以承托上部框架或剪力墻，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可為梁式板式、桁架式或空腹桁架式等形式。雖然國內(nèi)現(xiàn)在大多采用鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換梁，但由于鋼結(jié)構(gòu)可不影響樓層向上的施工進(jìn)度，即混凝土模板可以掛在鋼結(jié)構(gòu)上進(jìn)行澆筑，這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)國外應(yīng)用較多?？梢灶A(yù)見，鋼結(jié)構(gòu)或鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層形式將成為重要的發(fā)展方向。

(二)高層建筑常見梁式轉(zhuǎn)換層受力特點(diǎn)

用框架支承上部剪力墻，即構(gòu)成框支剪力墻體系，由于在轉(zhuǎn)換層上部和下部剛度差別很大，在連接處墻中和柱中應(yīng)力分布是很復(fù)雜的，若建筑裙房可在一定程度上改善這一現(xiàn)象。當(dāng)有一定數(shù)量的剪力墻不采用框架支承而直接落地時，可改變轉(zhuǎn)換層上下部剛度差異過大，而導(dǎo)致位移曲線在此處突變，引起結(jié)構(gòu)的破壞。

(三)高層建筑轉(zhuǎn)換層深梁彈性階段應(yīng)力——應(yīng)變狀態(tài)

高層建筑轉(zhuǎn)換大梁(我國目前采用的鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)85％以上為梁式)往往為深梁。由于深梁應(yīng)力沿梁高不呈線性變化，按彈性理論計算較復(fù)雜，過去常用三角函數(shù)和雙曲線函數(shù)的級數(shù)解，也有用差分解的，還有用有限基本構(gòu)件法解。在工程設(shè)計中，為適應(yīng)方便、快捷的特點(diǎn)，多用編制好的應(yīng)力系數(shù)表進(jìn)行設(shè)計。梁受力在彈性階段拉應(yīng)力合力和壓應(yīng)力合力作用點(diǎn)間的距離(內(nèi)力臂長)較小。

二、高層建筑轉(zhuǎn)換層梁模體系及支撐架研究

(一)高層建筑轉(zhuǎn)換層組合大模側(cè)壓力控制

它包括高層建筑轉(zhuǎn)換層模板側(cè)壓力控制和高層建筑轉(zhuǎn)換層大模體系對拉螺桿受力分析兩個方面。高層建筑轉(zhuǎn)換層一般都為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，常用的梁式轉(zhuǎn)換層多為深梁，梁高度較大需要對組合大，模板進(jìn)行設(shè)計，特別是側(cè)壓力的控制便是施工中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。對于轉(zhuǎn)換層澆筑混凝土多用內(nèi)部振搗器，模板結(jié)構(gòu)除需保證足夠的承載力外，還應(yīng)保證有足夠的剛度。

(二)高層建筑轉(zhuǎn)換層支撐體系形式

高層建筑轉(zhuǎn)換層支撐架有幾點(diǎn)要求：一是可靠性和安全要求，二是方便性和適用要求，三是多功能和系列化要求。另外，高層建筑轉(zhuǎn)換層支撐架設(shè)計計算有其特殊性，一方面支撐架的構(gòu)造、型式、尺寸參數(shù)和桿件設(shè)置常隨應(yīng)用對象和施工要求的不同而變化，在遇有通道洞口工程外形變化以及其它施工需要時，不得不局部改變桿件和拉結(jié)點(diǎn)的設(shè)置。另一方面它的搭設(shè)也不象工程結(jié)構(gòu)那樣嚴(yán)格地按照設(shè)計圖紙施工，在搭設(shè)中常常由于各種原因例如施工人員認(rèn)識不足、要求不嚴(yán)、架設(shè)材料供應(yīng)不足、操作工人的經(jīng)驗和主觀意見等而改變構(gòu)架參數(shù)。節(jié)點(diǎn)性能的差異性、附壁約束性能的變異性、結(jié)構(gòu)和材料缺陷的難控性、荷載變異法均對支撐架的使用安全不利，同時也給支撐架的設(shè)計計算造成許多難以控制的影響因素。

三、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)混凝土的裂縫控制

混凝土的溫度應(yīng)力與溫度裂縫，溫度應(yīng)力的大小與結(jié)構(gòu)形式、氣候條件、施工過程、材料特性及運(yùn)行條件等多種因素有密切關(guān)系，溫度應(yīng)力是引起混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因之一。混凝土的收縮、徐變引起的高層建筑轉(zhuǎn)換層構(gòu)件裂縫都是高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生裂縫的原因。

高層建筑轉(zhuǎn)換層混凝土一般都采用預(yù)拌混凝土。目前轉(zhuǎn)換層混凝土采用C50的居多，C60的混凝土也有使用，當(dāng)然混凝土強(qiáng)度越高，其施工難度將越大，因此還要對混凝土的特性及施工實(shí)踐加以進(jìn)一步總結(jié)研究，以保證轉(zhuǎn)換層高強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量，防止裂縫的出現(xiàn)。

轉(zhuǎn)換層混凝土澆筑后應(yīng)減少混凝土的暴露時間，進(jìn)行表面保護(hù)，可以減小混凝土的內(nèi)外溫差，防止裂縫出現(xiàn)。常用的方法有保溫法(利用保溫材料濕砂鋸末草袋等覆蓋在結(jié)構(gòu)物表面和覆掛在結(jié)構(gòu)物四周模板外)和蓄水法、對梁式轉(zhuǎn)換層蓄水法用得較少，但采用蓄水法進(jìn)行溫度控制還可以防止混凝土表面發(fā)生龜裂，提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性，對建筑面積不大的梁式轉(zhuǎn)換層經(jīng)濟(jì)易行，蓄水深度可根據(jù)溫度控制需要經(jīng)計算確定。

另外，還有做好轉(zhuǎn)換層大體積混凝土溫度監(jiān)測。高層建筑轉(zhuǎn)換層大體積混凝土的溫控施工中，除應(yīng)進(jìn)行水泥水化熱的測試外、在混凝土澆筑過程中還應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測，在養(yǎng)護(hù)過程中還應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑塊體升降溫、里外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等監(jiān)測，其監(jiān)測的規(guī)?？筛鶕?jù)所施工工程的重要程度和施工經(jīng)驗確定，測溫的方法可以采用先進(jìn)的測溫方法，如有經(jīng)驗也可采用簡易測溫方法。這些試驗與監(jiān)測工作會給施工組織者及時提供信息反映轉(zhuǎn)換層大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)溫度變化的實(shí)際情況及所采取的施工技術(shù)措施效果，為施工組織者在施工過程中及時準(zhǔn)確采取溫控對策提供科學(xué)依據(jù)。實(shí)踐證明，在進(jìn)行了溫度應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)換層大體積混凝土施工過程中，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測與試驗、是控溫、防裂的重要技術(shù)措施，也都取得了良好的效果，實(shí)現(xiàn)了情報化施工。