论高层建筑施工中厚板式结构转换层技术的应用

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　　摘要：随着我国经济的高速发展,城市建筑向着更高、更综合的方向发展,这就对建筑的设计和施工提出了新的要求,尤其是对两种功能转换之间的转换层的施工。本结合工程实例，分析了高层建筑厚板式结构转换层的施工技术方案的比较与选择，并结合施工方案，对模板支撑系统设计与验算及结构施工技术要点进行了详细深入的论述。
关键词：高层建筑；转换层；施工技术；安全措施；
1引言
高层建筑的结构转换层是一个建筑物中不同结构形式相接的关键点，它既是下部结构的封顶，又是上部结构的“空中基础”，在整个建筑物结构体系中起着至关重要的连接纽带作用，因此，如何采取合理的施工方法，保证施工质量达到设计要求，是关系到建筑物整体结构质量的重大问题。
2工程概况
浙江杭州某高层商住楼地上23层，地下2层，总建筑面积42321.6m2。四层以下为非标准层，框剪结构；标准层为全现浇剪力墙结构。五层为转换层，设计为带梁厚板式转换层，其中梁高1900mm，板厚1600mm，顶标高为22.490m，梁底标高为20.590m，板底标高为20.890m（见图1），混凝土强度等级为C40。钢筋最大直径为Φ32，梁的箍筋直径采用了Φ18。根据施工进度安排，转换层的施工正在炎热夏季，最高温度36℃，最低温度12℃，平均温度24℃，每日最高温差13℃，平均温差10℃。
在该转换层的施工中主要有两个难点需要重点解决：一是荷载传递问题。因板较厚，施工时加上施工荷载，合计荷载将达到50kN/m2，下层楼盖（即四层楼盖）无法直接承受，须采取技术措施解决荷载的安全传递。二是混凝土裂缝控制。因转换层属大体积混凝土，易产生温度和收缩裂缝，须采取技术措施予以控制。
3施工技术方案的比选
方案一：采取一次支模浇筑混凝土成型的施工方法，其支模方法是从梁底（相对标高20.590m）或板底（相对标高20.890m）一直支撑到地下室底板面（相对标高-9.330m），支模高度达30.000m。该方案需置备大量的模板支撑材料，材料的租赁费或一次购置费均太多，而且在施工时要求支承架立柱每层上下严格对齐，误差不得超过25mm，施工难度太大，故此方案不可取。
方案二：将厚板暗梁改为劲性混凝土梁，即在混凝土梁中埋设型钢桁架，将模板吊挂于型钢桁架梁上，以承受全部厚板白重及施工荷载，厚板一次浇筑成型。该方案可节省模板支撑材料，但型钢桁架埋于混凝土中，一次耗钢量大，不经济，施工难度较大。此方案也不可取。
方案三：将厚板分两次浇筑迭合成型，第一次先浇筑梁900mm高、板600mm高，利用第一次浇筑的混凝土形成的梁板支承第二次浇筑的混凝土（厚度为1000mm）自重及施工荷载。梁、板下模板顶撑仅考虑支承第一次浇筑混凝土白重及施工荷载，顶撑负荷减小为原来的1/3，可以全部由四层楼板承受，从而大量减少模板支撑材料。同时因混凝土分两次浇筑，可以大大减小构件尺寸，有利于混凝土散热，减小了温度应力过大对控制裂缝的不利影响。该方案较好地解决了转换层施工的两个难点问题，三种方案的技术经济性比较如表1。
表1转换层施工方案的技术经济比较

通过计算分析比较，并征得建设单位、设计单位和监理单位同意，决定采用第三个方案，由设计院根据分层施工要求对四层楼板及转换层进行设计修改。
4转换层模板支架设计与验算
该工程中方案中转换层模板支护梁高是1.9m，板厚1.6m。分两次浇筑，在楼面下1.0m处留水平缝。第一次浇筑层荷载由四层楼面承受，第二次浇筑层荷载由第一次浇筑层混凝土承受。
4.1荷载标准值计算
（1）根据施工图纸，计算出单位面积内材料自重为：钢筋自重4.5kN/m2，混凝土自重21.6kN/m2。
（2）施工人员及设备荷载：计算模板及次楞时2.5kN/m2，计算主楞时1.5kN/m2，计算支架立柱时1.0kN/m2；
（3）模板及支架自重：模板自重0.5kN/m2；钢管支架立杆间距0.7m×0.7m，横杆步距1.8m共三道；每根立杆承受的支架自重；总计0.47kN；每m2支架自重0.96kN。
4.2次楞计算
次楞为50mm×100mm木方立放，间距0.35m，主楞为2Φ48×3.5钢管，间中0.7m，按三跨连续梁计算。
（1）强度验算：a=M/W=8.4MPa；木方强度设计值f=12.87MPa；a＜f，强度满足要求；
（2）挠度验算：荷载标准值q=10.2kN/m；挠度w=Kwql4（100EI）=0.99mm：允许挠度w0=2.8mm：W＜W0，挠度满足要求。
4.3主楞验算按三跨连续梁计算。
（1）强度验算：荷载设计值F=7.1kN；最大弯矩M=KMFI=1.06kN•m；a=104MPa；f=215MPa；a＜f，强度满足要求；
（2）挠度验算：荷载标准值F=6.88kN；挠度w=KwF13/（100E1）=0.74mm：W＜W0，挠度满足要求。
4.4支架立柱计算
立柱为Φ48×3.5钢管，对接接头，步高1.8m。按偏心受压计算。立柱设计荷载N=14.4kN；计算得立柱设计承载力N0=27.2kN；N＜N0。强度满足要求。
4.5四层楼板抗冲切验算
立柱底座直径D=150mm，四层楼板厚200mm，混凝土C45Um=1036mm，四层楼板抗冲切承载力：F0=0.6ftUmho=213kN；N＜F0，楼板抗冲切满足要求。
4.6四层楼板抗弯验算
活荷载q=32.8kN/m2；板自重g=5.1kN/m2；按三跨连续板考虑，最大负弯矩M1=27.2kN•m；最大正弯矩M2=23.3kN•m；设计抗弯能力M0=fcmbx(h0-x/2)；M0＞M1，M0＞M2，楼板抗弯强度满足要求。
5厚板式转换层结构施工技术及安全措施
5.1施工程序
施工时的大致流程如下：转换层下部竖向结构混凝土浇筑至梁底→转换层厚板支承架的搭设→转换层底模的支设→转换层梁钢筋、第一层混凝土的上下部钢筋绑扎→抗剪力键槽的模板支设→第一层混凝土的浇筑→第一层混凝土蓄水养护→混凝土表面的处理→板上层钢筋的绑扎→侧模支设→上部结构剪力墙插筋绑扎→（第一层混凝土强度达到C35后）拆除底模及支架→第二层混凝土的浇筑→第二层混凝土的保湿保温养护。