坦桑尼亚首都最高建筑独立大厦转换层叠合法施工技术与质量控制

摘要：本文讲述在坦桑尼亚首都最高建筑独立大厦项目中转换层叠合法施工技术的应用。

关键词：转换层；施工技术；质量控制

Abstract: This article describes the conversion cascading legitimate application of construction technology in the Tanzanian capital's tallest building independent Building project.Keywords: conversion layer; construction technology; quality control

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

工程简介：本项目位于坦桑尼亚首都达累斯萨拉姆市，由印度建筑师和工程师按照印度规范设计。建筑物总高度为118米，总建筑面积为54,000平米，是目前达累斯萨拉姆最高建筑物，也是东非国家第一座高度超过100米的混凝土建筑物。单体建筑物功能多样性给设计和施工都带来复杂性、高难度。一层地下室至地上第2层共计3层为商业楼层；从第3层至第9层为办公楼和停车场，建筑物前面部分为7层办公楼，后面部分为停车场，由于停车场的层高比办公室低，所以停车场部分为10层； 第9层为综合服务层，包含男女分开的健身中心、两个游泳池，咖啡餐饮休闲中心，屋顶花园，从第11层至第26层共计16层的电梯公寓；其中第24-26为复式空中阁楼，总共4套阁楼，每套是三层，每套内单独设置套内电梯；每套阁楼屋顶游泳池和屋顶花园；第27层为屋顶水箱和设备层；第10层为转换层(标高为+50.82m)，下层为服务层，层高为5.775m，楼板厚265～150mm不等，凡上部重新设框架柱的部位均设置框架转换梁，框架转换梁高为2000、1550、1400mm及一些1000mm以下的；宽度2100mm-230mm之间不等。以上数据给现场提出了三个需要解决的施工问题：①转换层大梁模板的支承体系选择；②大配筋梁的钢筋组装；③混凝土二次浇注施工缝的处理；大体积砼的连续浇注与温度裂缝控制。

转换层大梁模板支撑体系的选择

从拿到上部结构施工图开始就计算选择转换层的施工方案。首先是计算对比模板支撑体系，因为转换梁的截面尺寸大，大尺寸梁的分布随上部住宅结构柱变化，该项目总体比较均衡，所以计算选择最高框架梁（2000mm）的荷载及下部服务层楼面最薄现浇板（150mm）的承载能力进行计算，共提出2种方案。其一是从转换层以下楼层开始，逐层设置钢管支撑架至转换层底部，共需4层钢管支撑；其二是采用叠合式受弯构件即分层浇筑。通过对上述二个方案的对比，最后选择了经济合理、安全可靠的“叠合式受弯构件’施工方案。

考虑到大梁钢筋的分布，连续梁西部钢筋都为通长筋，腰筋也主要分布在梁总部位置，根据印度结构设计工程师提供的数据显示，大梁跨中弯矩值零区位于大梁的1/2高度处，所以将每根框梁的施工分为两个阶段进行，第一阶段浇筑大梁1000mm高度的砼，经数日养护砼强度达到设计强度(C30)的80％时，便有充足的共同承担第二次浇筑荷载的能力。这样可将框梁自重减轻，当转换层框架梁系经第一次浇筑成“半成品梁”后，由于其下支撑架均未拆除，故续加于“半成品梁”上的荷载理应由“半成品梁”的第一、二层相应支承梁共同承担。故第一次浇筑的“半成品梁”本身及下部服务层的支撑体系共同承担至转换层板顶的施工荷载的能力，达到安全和保证工程施工质量。第二阶段施工大梁上部1000mm高度及所有墙板的砼。

以下是转换层荷载计算分析：

荷载计算：

恒荷载标准值：

钢筋混凝土：梁高2000mm，按均布荷载计算，荷载为：51KN/㎡，模板：取0.34KN/㎡

活荷载标准值

施工人员及设备荷载：取Q0=2.5KN/㎡

振动冲击力：取 q1=2.0KN/㎡

q= q0 +q1=4.5KN/㎡

荷载组合

荷载承载力设计值：

①、如果梁高按现浇筑2000mm计算

P=1.2*(51+0.34)+1.4*4.5=67.9KN/㎡

②、如果梁高按现浇筑1000mm计算：

P=1.2*(25.5+0.34)+1.4*4.5=37.31KN/㎡

梁板承载力计算

在大梁支撑架下为单向板,板宽为3900,受力钢筋配筋为Ø10@100,厚度为150mm。

取1000㎜板带进行分析：

（1）、按梁高2m计算：

q=67.9KN/㎡×1m=67.9 KN/m

该层板的自重所产生的弯矩:

对板按正截面抗弯承载力计算:

钢筋面积：(钢筋强度遵循英国规BS 4449 500B)

由此计算可见，如果转换层的荷载全部由下层梁板承担则需要最少4层同时支撑来承担。

（2）、按梁高1m计算：

q=37.31KN/㎡×1m=37.31 KN/m

该层板的自重所产生的弯矩:

对板按正截面抗弯承载力计算:

钢筋面积：

转换层标高为50.82m，考虑下层最不利承受部位为150mm板厚，每层板能够承受弯矩为43.67KN.M。如果先浇筑梁高1000mm，转换层下层支模架应全部保留。转换层大梁投影下层部位没有梁时需对应转换层梁支撑体系重新加固，把上部荷载有效进行传递，这样M=43.67*2=87.34KN.m＞M1+M2=75.98KN.m。说明加固下部一层层楼板支承架能满足要求（标高45.045m楼层支撑体系全部保留；转换层有梁，但是标高45.045m楼层为板部位应重新按照转换层梁支撑体系加固）。

计算大梁下部1000mm高的承载力

钢筋混凝土梁，以转换层B61梁计算为例:混凝土强度等级为C30, =14.3 N/mm2,ft=1.43 N/mm2,梁高h=2000mm,宽度b=2100mm,保护层as=30mm,下部钢筋为14Ф32，钢筋强度fy=500 N/mm2。

先浇筑梁至１000mmm高度，当其混凝土强度达到80%的时候，验算其正截面抗弯承载力,由于下部负弯矩区钢筋抗拉没有问题，主要是验算素混凝土的抗压值。

得x = 234mm，不超筋。

所能承受的最大弯矩

当混凝土强度达到80%时，继续浇筑剩余1000mm的混凝土。这时混凝土的自重所产生的荷载为:混凝土自重标准值取25KN/m3 钢筋自重标准值取1.5KN/m 。化为线荷载 q1= 2.1 ×（25+ 1.5）= 55.65KN/m

振捣混凝土所产生的荷载标准值取4KN/m2 q2=2.1 × 4 = 8.4KN/m

荷载设计值 q = 1.2q1 + 1.4 q2=145.32KN/m

跨中产生的最大弯矩

先浇筑1000mm高砼当强度达到80%时候可以承受自己重量和二次浇筑的上部混凝土，脚手架支撑体系仅考虑1000mm高砼荷载是可行的。