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摘要:现代工程项目超限高建筑越来越多，施工技术难度与质量的要求不断在提高，施工技术管理的复杂程度和难度也越来越高，传统的技术方法、手段、经验已经无法适应快速发展的要求。本文结合某高层商住楼工程实例，阐述了框剪结构转换层施工的方法，并通过计算验证了支撑受力体系的安全性和可行性。
关键词:梁式转换层；施工技术；荷载验算
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
近年来，随着中国经济强劲增长，城市人口的快速成长，城市用地的紧张的矛盾日益凸显，而高层建筑由于其用地少，城市基础设施费用低，可提高城市面貌等众多优点，得到了迅速发展。据不完全统计，就上海而言，16层以上高层建筑幢数已排名世界第一，目前上海就有4000多幢高層建筑，其中100m以上的超高层建筑就有1000多幢，中国已逐步成为世界建造高层建筑的新中心。本文结合作者多年来的一些施工经验，就高层框剪结构的施工技术进行探讨，以期后续的类似工程有一定的帮助。
1 工程背景
某大厦结构形式为框剪双塔结构工程，共27层其中1~4层设为裙楼做商业用途，5层为架空转换层，高为4.7m，以上部分设为塔楼形式的住宅。建筑面积共1442.3m2，结构框架梁最大截面1400mm×2200mm，梁的最大跨度为9m，见图1-1。
图1-1 结构模型图
2 施工工艺
2.1 模板工程
（1）梁板全部采用MF1219型多功能门式钢管架作支撑，梁底模板采用18mm厚的木夹板，侧模及楼面平板均采用18mm厚的木胶合板，整体采用在支撑系统上增加水平纵横拉杆及剪刀撑加固的方法。
（2）楼面放线、测引标高，并用红漆标记水平点和轴线中心点等。
（3）放置梁底及板底的门式架和顶托，调正标高位置，钢管加固支顶交叉撑、剪刀撑确保稳定，安装大、小木枋和底模等。
（4）用尼龙线调平梁底板，长度≥4m的梁按规定提供，检查墙柱、板的轴线及标高以及几何尺寸。
（5）钢筋安装后，安装侧模和对拉螺栓加固，检查其几何尺寸，配合楼板支撑系统及模板系统进行加固验收。
（6）模板的拆除一定要根据同条件养护的混凝土试块强度来确定，必须达到规范要求的条件，遵循“分层拆卸，支架、水平拉杆及剪刀撑同步安装与拆除”的原则，大面积模板不得同时撬落。
2.2 钢筋工程
（1）钢筋应严格按施工图纸及规范进行下料，制作后按物件先后顺序编号放置以备使用。
（2）复查标高轴线，按构件编号布放绑扎，大截面梁应先搭设好辅助架，将钢筋分层布放绑扎。
（3）梁内主筋分层放置部位及钢筋保护层均采用Φ32@1200短钢筋，短钢筋长度按梁宽进行放置代替保护层垫块，梁侧保护层采用砂浆垫块。
（4）注意大梁钢筋与原柱钢筋交接处的钢筋安装顺序，预留交接处柱头箍筋，待转换梁筋安装后均匀调正、绑扎或焊接。
（5）按规范及设计要求检查截面尺寸及各种钢筋布放位置、搭接长度、保护层等并进行隐蔽验收。
2.3 混凝土工程
（1）采用2台混凝土输送泵(一用一备)进行施工，分2段进行，浇筑方向如图2-1，转换层梁采用三次浇筑成型的方法，每次间隔约2h，每次浇筑高度为600~700mm，最后一次与楼板混凝土一同浇筑，以减小梁侧模板的侧压力和模板支点的承载力，因开始浇筑时与底板部位接触的混凝土呈液态，需要梁底木枋将线荷载均匀分布于支撑。但当第3次浇筑时，最初浇筑的混凝土已放置6h～7h并已初凝，此时混凝土以固态形式与梁底部钢筋结合，达到一定强度后承受后面两次可塑性混凝土荷载，并将荷载均匀地传递给支顶，该法让梁侧面模板始终保持1m高左右的侧压力。
图2-1 转换层混凝土施工浇筑方向示意图
（2）浇筑施工顺序为由下至上和由外至内，在后浇带部位收口，钢筋、木工跟班作业。
（3）混凝土楼板采用振动棒结合平板式振动器进行振捣，其余结构采用插入式振动棒，振捣时应避免与模板接触，注意要快插慢拔，避免出现漏点或漏振、过振导致的变形现象，并做好混凝土试件。
（4）混凝土养护应由专人负责，用麻袋或草袋覆盖并浇水养护，避免暴晒和吊运材料在梁板上。
3 荷载验算
（1）材料力学性能
木枋[s]=10N/mm2，E=900N/mm2，I=6.7×105mm4，W=1.3×104mm3；胶合板f=15N/mm2，E=1×104Nmm2；Φ48钢管f=215Nmm2，E=2.1×105Nmm2，(A=489mm2)，I=1.48×05mm4，W=5810mm3；门式脚手架f=205Nmm2，E=2.1×105Nmm2，I=6.08×104mm4；混凝土g=24KN/m3。M12螺栓[s]=170N/mm2；[N拉]=12.9kN。
（2）梁模板（最大梁高2.2m，最大梁宽1.4m）
梁模板侧压力F=gH=24×2.2=0.0528N/mm2；采用18mm厚木夹板，龙骨间距250mm，q=250×0.0528=13.2N/mm，模板厚18mm，M=0.125×13.2×2502=1.03×105N·mm，W=bh2/6=500×182/6=2.7×104mm3，s=M/W=3.81Nmm2<15Nmm2。νmax=0.007×13.2×2504/（1×104×2.43×105）=0.155mm<3mm，满足要求。
（3）竖向龙骨（100×100木枋）
当间距为50cm时，q=500×0.0528=26.4N/mm，Mmax=8.25×105N·mm，s=Mmax/W=6.2Nmm2<15Nmm2，νmax=0.22mm<3mm，满足要求。
（4）水平压檩(2Φ48×3.5钢管)
P=0.0528×450×250=5940N，M=0.25×5940×250=3.7×105N·mm，s=M/（5810×2）=31.95Nmm2<215Nmm2， νmax=0.012×M×2503/（2.1×1.09×105×1.48×105）=2.06<3mm，满足要求。
（5）对拉螺栓（间距500×500）
最大外荷下拉力P=0.0528×500×500=1.32×104N，Φ12螺栓允许[P]=1.12×104×2.4=26880N>13200N（满足），但考虑梁宽1.4m，故底层螺栓改用Φ16，其余用Φ12。
（6）梁底板（18mm厚木夹板）
模板自重（2×2.2+1.4）×500=2900N/m，钢筋混凝土重1.4×2.2×2.5×104=7.7×104Nm，施工活载1.4×2500=3500N/m，振动荷载1.4×2000=2800N/m，总荷载为86200×1.2=103440N=103.44N/mm。
底模板弯矩q=103.44×140=14481N/m，W=140×182/6=7560mm3，[s]=15Nmm2，故最大抗弯能力M=W×[s]=7560×15=1.13×105N·mm；最大跨度。考虑挠度对底模的影响，采用@300加设底枋木100×100。
（7）梁底模板下双木枋横楞（间距300）
梁下第1层木枋（100×100）横楞承受的荷载q=1.03×105×0.3=3.1×104Nm=31.0N·mm，Mmax=31×6102/12=9.61×105N·mm， W=100×1002/6=1.67×105mm3，s=Mmax/W=5.76N/mm2<10Nm2；R=31×610=18910N。
（8）木枋横楞下的木枋纵楞
第2层木楞100×100，每条长1.2m以上，则M=18×18910×600=1.42×106N·mm，W=1.67×105mm3，s=M/W=8.5Nmm2<10N/mm2
（9）多功能脚手架承载力
对于最大截面梁支撑，采用2个Φ42×2.5门式架组合，其允许承载力为40.16×=80.32kN，而P=1.03×105×0.61=63.1kN<80.32kN，满足承载力要求。
对于除最大截面梁以外的梁采用1个Φ42×2.5个门式架+1条Φ48×3.5钢管的组合，其允许承载力为40.16+40=80.16kN，最大荷载63.1kN<80.16kN，同样满足要求。
4 质量技术及安全技术措施
4.1 质量技术措施
（1）按照该转换层的特点，制定相应的技术措施和各分项的质量要求，并进行技术交底，落实责任人，严格签字制度。
（2）安排做好各分项样板，以点带面地进行施工。
（3）严格履行岗位责任制，每道工序完工后必须按照国家规范及质量标准进行检查，验收合格后才能进行下道工序，否则应进行督促整改。
（4）对技术含量高、施工难度大的结构部位，应派专人进行运作，甲方、监理、施工各方共同研究解决技术难题，以确保工程质量。
4.2 安全技术措施
（1）确立转换层施工安全负责任，对施工用电箱必须采用“三级箱”，绝缘电缆必须架空，不准在作业层上拖拉，以确保用电安全。
（2）对施工班组进行施工前的技术和安全交底，严格按审定的施工方案进行施工，不得修改变更，每道工序前应先检查原材料的质量情况，不合格则不得使用，每道工序完成后要进行自检并通知施工员复检，合格后方能进行下道工序的施工。
（3）施工前必须先进行施工外围脚手架，以确保周边环境的安全，施工现场应搭设工作梯和操作台，严禁攀爬支撑系统。
（4）作业区内不准吸烟或动火，并适当配置灭火器，以确保防火安全，非作业人员不得进入支模底下，现场配备安全员监护管理。
（5）浇筑过程中应派专人负责检查，观察支撑及模板系统的稳定和强度、变形情况，发现问题立即暂停施工，疏散现场人员和排除险情后方能继续施工。
（6）为了确保转换层施工安全，保障4层结构的模板及支撑系统，在4层针对转换层荷载较大的梁部位在下面梁底进行支顶卸载，并加设八字斜撑形成45°至下层梁头柱脚，使转换层的荷载通过八字斜撑转换到下面混凝土柱上。
5 结论
工程项目施工階段质量控制是工程项目的核心，是决定工程建设成败的关键，没有质量就没有投资效益和工程进度，也没有社会效益，因此，工程项目施工阶段质量控制是实现三大控制目标的（质量、投资、进度）重点。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京中国建筑工业出版社，2010.
[2]冯嘉纯，梁晓川.大型框架剪加墙壁结构清水砼施工技术的应用[J].广西交通科技，2001，（03）.
[3]胡志军.常见混凝土框架一剪力墙结构施工难点与技术措施[J].包钢科技，2002，（04）.
[4]肖峰，孟凡彪.框架-剪力墙的设计[J].鞍钢技术，1999，（09）.
作者简介：沙加存，生于1973年10月，江苏兴化人，工程师，从事建筑工程施工管理工作。
关键词:梁式转换层；施工技术；荷载验算
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
近年来，随着中国经济强劲增长，城市人口的快速成长，城市用地的紧张的矛盾日益凸显，而高层建筑由于其用地少，城市基础设施费用低，可提高城市面貌等众多优点，得到了迅速发展。据不完全统计，就上海而言，16层以上高层建筑幢数已排名世界第一，目前上海就有4000多幢高層建筑，其中100m以上的超高层建筑就有1000多幢，中国已逐步成为世界建造高层建筑的新中心。本文结合作者多年来的一些施工经验，就高层框剪结构的施工技术进行探讨，以期后续的类似工程有一定的帮助。
1 工程背景
某大厦结构形式为框剪双塔结构工程，共27层其中1~4层设为裙楼做商业用途，5层为架空转换层，高为4.7m，以上部分设为塔楼形式的住宅。建筑面积共1442.3m2，结构框架梁最大截面1400mm×2200mm，梁的最大跨度为9m，见图1-1。
图1-1 结构模型图
2 施工工艺
2.1 模板工程
（1）梁板全部采用MF1219型多功能门式钢管架作支撑，梁底模板采用18mm厚的木夹板，侧模及楼面平板均采用18mm厚的木胶合板，整体采用在支撑系统上增加水平纵横拉杆及剪刀撑加固的方法。
（2）楼面放线、测引标高，并用红漆标记水平点和轴线中心点等。
（3）放置梁底及板底的门式架和顶托，调正标高位置，钢管加固支顶交叉撑、剪刀撑确保稳定，安装大、小木枋和底模等。
（4）用尼龙线调平梁底板，长度≥4m的梁按规定提供，检查墙柱、板的轴线及标高以及几何尺寸。
（5）钢筋安装后，安装侧模和对拉螺栓加固，检查其几何尺寸，配合楼板支撑系统及模板系统进行加固验收。
（6）模板的拆除一定要根据同条件养护的混凝土试块强度来确定，必须达到规范要求的条件，遵循“分层拆卸，支架、水平拉杆及剪刀撑同步安装与拆除”的原则，大面积模板不得同时撬落。
2.2 钢筋工程
（1）钢筋应严格按施工图纸及规范进行下料，制作后按物件先后顺序编号放置以备使用。
（2）复查标高轴线，按构件编号布放绑扎，大截面梁应先搭设好辅助架，将钢筋分层布放绑扎。
（3）梁内主筋分层放置部位及钢筋保护层均采用Φ32@1200短钢筋，短钢筋长度按梁宽进行放置代替保护层垫块，梁侧保护层采用砂浆垫块。
（4）注意大梁钢筋与原柱钢筋交接处的钢筋安装顺序，预留交接处柱头箍筋，待转换梁筋安装后均匀调正、绑扎或焊接。
（5）按规范及设计要求检查截面尺寸及各种钢筋布放位置、搭接长度、保护层等并进行隐蔽验收。
2.3 混凝土工程
（1）采用2台混凝土输送泵(一用一备)进行施工，分2段进行，浇筑方向如图2-1，转换层梁采用三次浇筑成型的方法，每次间隔约2h，每次浇筑高度为600~700mm，最后一次与楼板混凝土一同浇筑，以减小梁侧模板的侧压力和模板支点的承载力，因开始浇筑时与底板部位接触的混凝土呈液态，需要梁底木枋将线荷载均匀分布于支撑。但当第3次浇筑时，最初浇筑的混凝土已放置6h～7h并已初凝，此时混凝土以固态形式与梁底部钢筋结合，达到一定强度后承受后面两次可塑性混凝土荷载，并将荷载均匀地传递给支顶，该法让梁侧面模板始终保持1m高左右的侧压力。
图2-1 转换层混凝土施工浇筑方向示意图
（2）浇筑施工顺序为由下至上和由外至内，在后浇带部位收口，钢筋、木工跟班作业。
（3）混凝土楼板采用振动棒结合平板式振动器进行振捣，其余结构采用插入式振动棒，振捣时应避免与模板接触，注意要快插慢拔，避免出现漏点或漏振、过振导致的变形现象，并做好混凝土试件。
（4）混凝土养护应由专人负责，用麻袋或草袋覆盖并浇水养护，避免暴晒和吊运材料在梁板上。
3 荷载验算
（1）材料力学性能
木枋[s]=10N/mm2，E=900N/mm2，I=6.7×105mm4，W=1.3×104mm3；胶合板f=15N/mm2，E=1×104Nmm2；Φ48钢管f=215Nmm2，E=2.1×105Nmm2，(A=489mm2)，I=1.48×05mm4，W=5810mm3；门式脚手架f=205Nmm2，E=2.1×105Nmm2，I=6.08×104mm4；混凝土g=24KN/m3。M12螺栓[s]=170N/mm2；[N拉]=12.9kN。
（2）梁模板（最大梁高2.2m，最大梁宽1.4m）
梁模板侧压力F=gH=24×2.2=0.0528N/mm2；采用18mm厚木夹板，龙骨间距250mm，q=250×0.0528=13.2N/mm，模板厚18mm，M=0.125×13.2×2502=1.03×105N·mm，W=bh2/6=500×182/6=2.7×104mm3，s=M/W=3.81Nmm2<15Nmm2。νmax=0.007×13.2×2504/（1×104×2.43×105）=0.155mm<3mm，满足要求。
（3）竖向龙骨（100×100木枋）
当间距为50cm时，q=500×0.0528=26.4N/mm，Mmax=8.25×105N·mm，s=Mmax/W=6.2Nmm2<15Nmm2，νmax=0.22mm<3mm，满足要求。
（4）水平压檩(2Φ48×3.5钢管)
P=0.0528×450×250=5940N，M=0.25×5940×250=3.7×105N·mm，s=M/（5810×2）=31.95Nmm2<215Nmm2， νmax=0.012×M×2503/（2.1×1.09×105×1.48×105）=2.06<3mm，满足要求。
（5）对拉螺栓（间距500×500）
最大外荷下拉力P=0.0528×500×500=1.32×104N，Φ12螺栓允许[P]=1.12×104×2.4=26880N>13200N（满足），但考虑梁宽1.4m，故底层螺栓改用Φ16，其余用Φ12。
（6）梁底板（18mm厚木夹板）
模板自重（2×2.2+1.4）×500=2900N/m，钢筋混凝土重1.4×2.2×2.5×104=7.7×104Nm，施工活载1.4×2500=3500N/m，振动荷载1.4×2000=2800N/m，总荷载为86200×1.2=103440N=103.44N/mm。
底模板弯矩q=103.44×140=14481N/m，W=140×182/6=7560mm3，[s]=15Nmm2，故最大抗弯能力M=W×[s]=7560×15=1.13×105N·mm；最大跨度。考虑挠度对底模的影响，采用@300加设底枋木100×100。
（7）梁底模板下双木枋横楞（间距300）
梁下第1层木枋（100×100）横楞承受的荷载q=1.03×105×0.3=3.1×104Nm=31.0N·mm，Mmax=31×6102/12=9.61×105N·mm， W=100×1002/6=1.67×105mm3，s=Mmax/W=5.76N/mm2<10Nm2；R=31×610=18910N。
（8）木枋横楞下的木枋纵楞
第2层木楞100×100，每条长1.2m以上，则M=18×18910×600=1.42×106N·mm，W=1.67×105mm3，s=M/W=8.5Nmm2<10N/mm2
（9）多功能脚手架承载力
对于最大截面梁支撑，采用2个Φ42×2.5门式架组合，其允许承载力为40.16×=80.32kN，而P=1.03×105×0.61=63.1kN<80.32kN，满足承载力要求。
对于除最大截面梁以外的梁采用1个Φ42×2.5个门式架+1条Φ48×3.5钢管的组合，其允许承载力为40.16+40=80.16kN，最大荷载63.1kN<80.16kN，同样满足要求。
4 质量技术及安全技术措施
4.1 质量技术措施
（1）按照该转换层的特点，制定相应的技术措施和各分项的质量要求，并进行技术交底，落实责任人，严格签字制度。
（2）安排做好各分项样板，以点带面地进行施工。
（3）严格履行岗位责任制，每道工序完工后必须按照国家规范及质量标准进行检查，验收合格后才能进行下道工序，否则应进行督促整改。
（4）对技术含量高、施工难度大的结构部位，应派专人进行运作，甲方、监理、施工各方共同研究解决技术难题，以确保工程质量。
4.2 安全技术措施
（1）确立转换层施工安全负责任，对施工用电箱必须采用“三级箱”，绝缘电缆必须架空，不准在作业层上拖拉，以确保用电安全。
（2）对施工班组进行施工前的技术和安全交底，严格按审定的施工方案进行施工，不得修改变更，每道工序前应先检查原材料的质量情况，不合格则不得使用，每道工序完成后要进行自检并通知施工员复检，合格后方能进行下道工序的施工。
（3）施工前必须先进行施工外围脚手架，以确保周边环境的安全，施工现场应搭设工作梯和操作台，严禁攀爬支撑系统。
（4）作业区内不准吸烟或动火，并适当配置灭火器，以确保防火安全，非作业人员不得进入支模底下，现场配备安全员监护管理。
（5）浇筑过程中应派专人负责检查，观察支撑及模板系统的稳定和强度、变形情况，发现问题立即暂停施工，疏散现场人员和排除险情后方能继续施工。
（6）为了确保转换层施工安全，保障4层结构的模板及支撑系统，在4层针对转换层荷载较大的梁部位在下面梁底进行支顶卸载，并加设八字斜撑形成45°至下层梁头柱脚，使转换层的荷载通过八字斜撑转换到下面混凝土柱上。
5 结论
工程项目施工階段质量控制是工程项目的核心，是决定工程建设成败的关键，没有质量就没有投资效益和工程进度，也没有社会效益，因此，工程项目施工阶段质量控制是实现三大控制目标的（质量、投资、进度）重点。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京中国建筑工业出版社，2010.
[2]冯嘉纯，梁晓川.大型框架剪加墙壁结构清水砼施工技术的应用[J].广西交通科技，2001，（03）.
[3]胡志军.常见混凝土框架一剪力墙结构施工难点与技术措施[J].包钢科技，2002，（04）.
[4]肖峰，孟凡彪.框架-剪力墙的设计[J].鞍钢技术，1999，（09）.
作者简介：沙加存，生于1973年10月，江苏兴化人，工程师，从事建筑工程施工管理工作。