李 丹

（魯東大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264000）

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，超高層建筑作為現(xiàn)代城市建筑的代表，在滿足多元化功能需求的同時(shí)，對(duì)于建筑施工技術(shù)提出了更高的要求[1]。超高層建筑作為城市發(fā)展的重要標(biāo)志，其復(fù)雜性和高度挑戰(zhàn)性使得其施工過程的分析與研究顯得愈加迫切[2]。本文旨在通過對(duì)超高層建筑的轉(zhuǎn)換層施工進(jìn)行系統(tǒng)而深入的分析，以商業(yè)綜合體塔樓為實(shí)例，探討轉(zhuǎn)換層施工所涉及的技術(shù)要點(diǎn)以及解決方案。商業(yè)綜合體塔樓作為多功能建筑的典型代表，其設(shè)計(jì)與施工受到多方面的考量，而轉(zhuǎn)換層作為連接不同功能區(qū)域的關(guān)鍵部位，更是對(duì)建筑施工的策略性規(guī)劃和技術(shù)創(chuàng)新提出了更高的要求。本文詳細(xì)闡述超高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)作用和特點(diǎn)，以及在施工過程中所面臨的諸多挑戰(zhàn)。進(jìn)而深入探討轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)，包括混凝土梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)、疊合澆筑法等，從支撐施工、模板工程、鋼筋工程到混凝土澆筑等方面進(jìn)行詳細(xì)分析。結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，分析這些技術(shù)在商業(yè)綜合體塔樓項(xiàng)目中的應(yīng)用效果，從而為實(shí)際工程提供有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)借鑒，同時(shí)為類似項(xiàng)目的規(guī)劃與實(shí)施提供有力的支持，為超高層建筑施工領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新作出貢獻(xiàn)。

1 工程概況

某商業(yè)綜合體塔樓，集合多種功能，其高效性和獨(dú)特設(shè)計(jì)的建筑形式，受到廣泛的關(guān)注。該商業(yè)綜合體塔樓項(xiàng)目位于城市核心商務(wù)區(qū)，占地面積約為11 500 m2，總建筑面積約為356 000 m2。作為一座標(biāo)志性建筑，該塔樓包含商務(wù)辦公、購物中心、酒店及高端餐飲等多個(gè)功能，為城市居民和商業(yè)精英提供全方位的服務(wù)。塔樓總高度達(dá)205.8 m，擁有地上45層和地下3層，外立面以現(xiàn)代簡(jiǎn)約風(fēng)格為主，采用高性能玻璃幕墻，既強(qiáng)調(diào)了建筑的現(xiàn)代感，又兼顧了能源效益。該塔樓注重空間的合理布局和功能的融合。底部5層被規(guī)劃為商業(yè)中心，容納了國(guó)際奢侈品牌、主題餐廳以及休閑娛樂場(chǎng)所。中部層面被劃分為高端辦公空間。塔樓的頂部層面則打造成豪華酒店。轉(zhuǎn)換層設(shè)置在6層，承擔(dān)著過渡上、下部剛度的作用，調(diào)整超高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度，保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。施工過程著重強(qiáng)調(diào)工程質(zhì)量與安全，需嚴(yán)格遵守國(guó)家的建筑法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。

2 超高層建筑轉(zhuǎn)換層構(gòu)造

2.1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)作用

超高層建筑的轉(zhuǎn)換層作為連接不同功能區(qū)域的過渡區(qū)域，承擔(dān)著多重結(jié)構(gòu)作用，旨在實(shí)現(xiàn)建筑功能、安全性和空間效率的有機(jī)結(jié)合。其獨(dú)特的位置和功能使得其結(jié)構(gòu)作用不僅僅局限于支持和連接，還涉及到各種力學(xué)和功能需求。

（1）平衡和過渡。由于超高層建筑的高度和體量，底部和頂部的荷載和應(yīng)力分布差異顯著。轉(zhuǎn)換層作為連接兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)體系的界面，能夠平衡上部和下部的荷載[3]，并逐漸過渡應(yīng)力分布，從而減少結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生。

（2）提升剛性連接和穩(wěn)定性。超高層建筑在遇到風(fēng)荷載、地震等外部荷載時(shí)，容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，進(jìn)而影響整體穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)換層通過在結(jié)構(gòu)上形成剛性節(jié)點(diǎn)，可以有效減小建筑的擺動(dòng)幅度，提升抗風(fēng)抗震能力，確保建筑整體穩(wěn)定性[4]。

（3）功能區(qū)分和空間分隔。超高層建筑中，轉(zhuǎn)換層作為劃分商務(wù)辦公、休閑娛樂、餐飲等不同功能區(qū)域的標(biāo)志。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)能夠滿足不同空間需求，支持不同荷載類型，同時(shí)實(shí)現(xiàn)合理的空間劃分和布局。

2.2 轉(zhuǎn)換層特點(diǎn)

首先，在結(jié)構(gòu)方面，轉(zhuǎn)換層通常具有較大的荷載承載能力。由于其承擔(dān)了上下部分不同結(jié)構(gòu)體系的連接和過渡作用，轉(zhuǎn)換層需要能夠平衡和分散不同部分的荷載，同時(shí)在地震等極端情況下保持穩(wěn)定。因此，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高的強(qiáng)度和剛度，以確保整體建筑的穩(wěn)定性[5]。

其次，在功能方面，轉(zhuǎn)換層需要滿足不同區(qū)域的多樣化需求。商業(yè)綜合體塔樓中，轉(zhuǎn)換層往往涵蓋了商務(wù)辦公、餐飲、休閑娛樂等功能。轉(zhuǎn)換層的平面布局要靈活合理，能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能區(qū)域的分隔和協(xié)調(diào)。

2.3 轉(zhuǎn)換層施工難點(diǎn)

超高層建筑的轉(zhuǎn)換層施工是一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的階段，涉及到結(jié)構(gòu)、安全、資源調(diào)配等多個(gè)方面的挑戰(zhàn)。轉(zhuǎn)換層的高度和位置使得施工材料和設(shè)備運(yùn)輸變得更加復(fù)雜。由于轉(zhuǎn)換層往往處于建筑高度的中間位置，材料和設(shè)備的運(yùn)輸需要跨越較大的高度，增加了施工難度[6]。同時(shí)，受限于場(chǎng)地條件，施工現(xiàn)場(chǎng)可能無法容納大型的吊裝設(shè)備。

此外，轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和多功能性要求，使得施工過程中需要兼顧不同工程部分的協(xié)調(diào)與平衡。例如，商業(yè)綜合體塔樓的轉(zhuǎn)換層可能涉及到混凝土結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻、室內(nèi)裝修等多個(gè)工程領(lǐng)域，需要各個(gè)施工部分之間的緊密配合，以避免工程交叉和時(shí)間延誤。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是在施工過程中保證建筑的整體穩(wěn)定性。由于轉(zhuǎn)換層是連接上下部分的過渡區(qū)域，其施工過程可能會(huì)影響整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，在施工過程中需要采取措施，以確保施工過程不會(huì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

3 轉(zhuǎn)換層施工分析

3.1 混凝土梁式轉(zhuǎn)換層的構(gòu)造

混凝土梁式轉(zhuǎn)換層作為超高層建筑中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，在連接不同功能區(qū)域的同時(shí)，具有較強(qiáng)的荷載承載能力和穩(wěn)定性。在商業(yè)綜合體塔樓項(xiàng)目中，混凝土梁式轉(zhuǎn)換層的構(gòu)造需要滿足荷載分布和功能需求。

轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換梁和支撐柱，其截面應(yīng)對(duì)齊，轉(zhuǎn)換梁的截面寬度應(yīng)≥400 mm，截面高度≥600 mm，跨高比≤8，轉(zhuǎn)換梁采用的型鋼規(guī)格宜選用Q390B。在考慮抗震情況時(shí)，型鋼應(yīng)采用充滿型實(shí)腹式型鋼。轉(zhuǎn)換梁內(nèi)，位于梁下部的鋼筋，應(yīng)全部嵌入相連的立柱內(nèi)，如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)換梁內(nèi)鋼筋與立柱的連接

相鄰立柱的型鋼構(gòu)件連接方式如圖2所示，應(yīng)采用焊接方式。

圖2 轉(zhuǎn)換梁型鋼與立柱型鋼連接

梁使用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，立柱則應(yīng)使用型鋼混凝土，實(shí)現(xiàn)柱的強(qiáng)度和剛度均高于梁，達(dá)到柱強(qiáng)梁弱的效果[7]。梁搭接在剪力墻上，墻內(nèi)應(yīng)設(shè)置壁柱，以此增加剪力墻的強(qiáng)度和承載力，承擔(dān)梁傳遞下來的荷載。

3.2 支撐與模板工程施工

在超高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工過程中，涉及到多種關(guān)鍵技術(shù)，包括支撐施工、模板工程、鋼筋工程和混凝土澆筑等，這些技術(shù)的合理應(yīng)用直接影響到轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（1）支撐施工。支撐施工是轉(zhuǎn)換層施工的首要任務(wù)，直接關(guān)系到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工安全。在施工前，需要根據(jù)工藝要求設(shè)置臨時(shí)支撐，為上部結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定的施工平臺(tái)。支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮結(jié)構(gòu)的荷載、施工過程中的變形等因素，確保支撐穩(wěn)定可靠。

施工過程中應(yīng)保證支撐結(jié)構(gòu)和混凝土的變形量符合質(zhì)量控制要求，在澆筑時(shí)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后，方可在其上架設(shè)支撐，進(jìn)行上一層的施工。所有斜支撐均應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)可靠連接，并且與豎向的立桿鎖扣牢固。支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)確保斜撐角度小于45°，兩桿之間的間距約為1 m。斜撐的根部應(yīng)固定在預(yù)設(shè)的槽口內(nèi)，確保穩(wěn)定性。

（2）模板工程。模板工程在轉(zhuǎn)換層施工中起到了承載混凝土的重要作用。在施工過程中，需要嚴(yán)格控制模板的安裝精度，以保證混凝土的形狀和表面質(zhì)量。轉(zhuǎn)換層施工中涉及的荷載如表1所示。

表1 轉(zhuǎn)換層施工中涉及的荷載

3.3 疊合澆筑法

（1）鋼筋工程。鋼筋工程是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的骨架，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在轉(zhuǎn)換層的施工中，需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋的加工和安裝。鋼筋的數(shù)量、排布和連接方式都需要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。剪力墻和立柱的縱向鋼筋應(yīng)采用直徑≥20 mm的帶肋鋼筋，接頭采用剝肋滾壓套筒機(jī)械連接或者焊接。鋼筋架設(shè)時(shí)，接頭錯(cuò)開率應(yīng)達(dá)到60%以上。框架梁的受力鋼筋均應(yīng)采用機(jī)械連接，接頭錯(cuò)開率應(yīng)超過50%。

（2）混凝土澆筑?；炷翝仓寝D(zhuǎn)換層施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到結(jié)構(gòu)的整體性能。在澆筑前，需要對(duì)混凝土配合比、材料強(qiáng)度等進(jìn)行認(rèn)真的檢查和測(cè)試。澆筑過程中，要控制溫度、澆筑速度和均勻度，避免混凝土的分層和氣孔等問題?；炷恋氖┕ひc(diǎn)如圖3所示。

圖3 混凝土施工要點(diǎn)

疊合澆筑法作為一種常用于超高層建筑轉(zhuǎn)換層施工的方法，在提高施工效率、優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該方法通過連續(xù)澆筑不同構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體一體化，旨在滿足超高層建筑轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜性和特殊需求。

疊合澆筑法對(duì)轉(zhuǎn)換層施工，首先通過提前設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)或者預(yù)制板，搭建臨時(shí)支撐平臺(tái)，以便進(jìn)行上部構(gòu)件的施工。然后，從下至上，依次進(jìn)行混凝土的澆筑，將上部結(jié)構(gòu)逐層疊加在下部結(jié)構(gòu)之上。在澆筑過程中，需要充分考慮混凝土的硬化時(shí)間，以確保與下層結(jié)構(gòu)之間的粘結(jié)性能。待混凝土完全硬化后，拆除臨時(shí)支撐，完成整個(gè)疊合澆筑過程。轉(zhuǎn)換層澆筑時(shí)，轉(zhuǎn)換層的下一層的受力如圖4所示。

圖4 轉(zhuǎn)換層的下一層的受力云圖 （單位：MPa）

由圖4可知，疊合澆筑法施工時(shí)，轉(zhuǎn)換層的下一層樓板的最大受力為1.37 MPa，小于混凝土的強(qiáng)度極限。因此，疊合澆筑法施工工藝可靠，滿足施工荷載要求，施工安全可控。

4 結(jié)語

結(jié)合某超高層商業(yè)綜合體塔樓項(xiàng)目，分析超高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)，得到如下結(jié)論：

（1）超高層建筑的轉(zhuǎn)換層可平衡、過渡底部和頂部的荷載及應(yīng)力分布，提升建筑剛性連接和穩(wěn)定性，劃分功能區(qū)域，功能至關(guān)重要，但也存在施工難點(diǎn)。

（2）轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)涵蓋支撐施工、模板工程、鋼筋工程和混凝土澆筑等方面。在實(shí)際項(xiàng)目中，通過精細(xì)的工藝設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的安裝要求和高質(zhì)量的施工管理，確保轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。

（3）疊合澆筑法在超高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工中安全可靠，滿足施工荷載要求，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、施工的高效性和質(zhì)量的可控性。