高層建筑結構轉換層施工技術分析

彭萬榮

摘要：隨著我國城市化水平的不斷提高，以及越來越多的人涌向城市，我國建筑物的發展越來越趨向于向高層建筑的方向發展，而現代高層建筑具有體型復雜、功能多樣、造型新穎等特點。但是因為高層建筑結構上部樓層受力較小，而下部樓層卻受力很大，而一般建筑物結構布置應是下部剛度大、墻體多、柱網密，而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置，以擴大柱網。為了適應高層建筑物功能的變化，就必須在結構轉換的樓層設置水平轉換構件，即轉換層結構。本文針對高層建筑物轉換層施工技術進行詳細的分析，并總結出一些相應的措施來加強其施工技術的發展。

關鍵詞：高層建筑物結構；轉換層；施工；技術

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0026-02

引言

轉換層結構的高層建筑受力復雜，結合某高層建筑商住樓工程實例，扼要介紹高層建筑轉換層結構設計要點、構造情況及轉換層的設計方法。詳細闡述了高層建筑結構轉換層的多種型式，結構傳力機理、結構設計特點和計算方法，并對設計細節進行了優化，對計算結果具體數據進行了分析和評價。

1 某高層建筑物轉換層施工

1.1 工程概況

某高層建筑物屬于框架一剪力墻結構；整個工程是由a、b、c三棟高層塔樓住宅及地下車庫和商場組成的群樓建筑，地上23層，地下1層；地下-1層為停車場，戰時兼做人防。建筑總高度：80m；總建筑面積：71046.6m²；結構類型為人工挖孔樁基礎，該工程轉換層均設在主體結構二層，在二層上下部的柱截面尺寸、位置均作了較大的變化，在二層上部的大部分柱均為梁上柱。

1.2 結構尺寸

轉換梁梁高設計有500mm、600mm、700mm、1000mm、1200mm、1500mm、1600mm、1800mm幾種，但梁寬變化較大，從300-600toni不等，其跨度最大達6600～7800mm；鋼筋轉換層梁縱向主鋼筋直徑為18mm、20mm、25mm、28mm，為Ⅲ級鋼。其中25mm直徑最多。箍筋直徑為8mm、10mm、12mm，其中大多數為12mm。框支梁均為6mm肢箍，箍筋間距為100mm；混凝土轉換層墻、柱、梁、板混凝土等級均為C50，墻、柱、梁、板混凝土方量約為1500m³。

1.3 高層建筑物施工流程

首層施工放線→首層柱鋼筋制綁及二層框支梁底板模板制安→首層柱模板制安一首層柱混凝土澆搗（澆至首層梁底彎錨段底部往下500位置）→二層框支梁鋼筋制綁→二層框支梁側模制安→二層板模制安→二層板鋼筋制綁→二層剪力墻柱放線定位→二層剪力墻柱插筋→二層梁板混凝土澆搗→混凝土養護。

施工放線施工流程：首層樓面控制線→首層軸線→首層柱邊線→二層樓面控制線→二層軸線→二層柱邊線。

首層柱施工流程：柱鋼筋制綁→柱模制安及加固→首層梁底部柱混凝土澆搗→柱模板拆除及混凝土養護。

二層框支梁施工流程：梁模支架搭設及加固→梁底板模制安→二層框支梁鋼筋制綁→梁側板模制安→二層梁板混凝土澆搗→混凝土養護。

二層板施工流程：板模支架搭設及加固→板模制安→板鋼筋制綁→二層梁板混凝土澆搗→混凝土養護。

1.4 施工材料選用

（1）鋼管是所有建筑物的必選材料，豎向支撐體系采用扣件式φ48×3.5mm鋼管架；水平方向采用φ48×3.5mm鋼管做模箍。作為豎向支撐的鋼管表面應平直，不應有裂縫、結疤、分層壓痕等質量缺陷。

（2）扣件的選用，舊扣件使用前應進行質量檢查，有裂縫、變形的嚴禁使用，出現滑絲的螺栓必須更換。

（3）絲桿的選擇，絲桿采用高強度絲桿，使用前應有原材料試驗報告，根據實驗報告中絲桿最大抗拉力進行驗算，取絲桿最大抗拉值為30kN。

（4）模板、木枋選用，墻、柱、梁、板模板采用7層膠合板散拼散拆，50mm×100mm木枋做背楞。模板支撐體系安裝由于下層頂板厚120mm，允許施工活荷載設計值為5kN/m²，轉換層梁板自重、支撐架體自重以及施工活荷載約為10kN/m²，理論上轉換層處下層頂板能承受轉換層自重及施工活荷載；但因下層頂板承受的作用力為鋼管立桿的集中荷載，為保證下層頂板受力的整體性，下層頂板模板支撐體系在轉換層梁板混凝土澆筑后方可拆除。

2 高層建筑結構轉換層施工技術分析

高層建筑中轉換層的設置容易導致建筑物豎向剛度發生突變，當發生地震時，轉換層上下成為薄弱環節，不利于建筑物的結構抗震。在進行高層建筑物轉換層結構施工時，首先對建筑物的功能性和結構傳力需求進行分析，并且順著高層建筑高度方向進行靈活的布置，這樣可以節省空間以便正常使用該樓層，同時也可以作為技術設備層，無論怎樣，前提是確保轉換層具有十足的剛度，避免沿豎向剛度過于懸殊。

2.1 混凝土分段、分層澆筑

轉換梁截面超大，5.0m、4.8m大梁更是跨越2層結構。經研究討論，第一次澆筑至下一層板面，梁內混凝土在初凝前舀去浮漿并均勻種上石子（或用鋼釬在混凝土表面戳洞）；第二次澆筑至2.5m高轉換梁底；第三次和轉換層一起分層澆筑。

轉換梁澆筑時應按照大體積混凝土澆筑要求按每層不超過500mm進行分層澆筑，澆筑順序從邊跨向中間收進，并遵循環狀澆筑路線。第二次澆筑混凝土前，應將水平施工縫沖洗干凈，并澆水濕潤澆筑50mm厚同混凝土配比的減石子混凝土（澆筑一層50nun厚的水泥砂漿）。混凝土澆筑過程中，應均勻澆搗，及時平倉，防止混凝土超高堆置。

在振搗過程中，振搗棒略上下抽動，使混凝土振搗密實，插點要均勻，插點之間距離一控制在50cm，離開模板距離為20cm。采用單一的行列形式，不要與交錯式混用，以免漏振，振搗點時間要掌握好，不要過長，也不要過短，一般控制在20～30s之間，直至混凝土表面泛漿，不出現氣泡，混凝土不再下沉為止。嚴禁超振、漏振。

澆筑懸挑部位斜向梁時，應等底部混凝土澆筑完停歇1～2h后，以防根部混凝土由于上部斜向部位的混凝土壓力而導致溢出。

混凝土表面用木抹子拍實搓壓后，再用鐵抹子壓光，保證混凝土表面的密實度和平整度，減緩混凝土表面失水速度，防止表面龜裂。

2.2 梁板模板豎向鋼管支撐架體施工

梁下支撐鋼管立桿在橫向（垂直梁方向）間距不大于500mm，縱向（沿梁長度方向）間距不大于500mm。板下支撐鋼管立桿縱、橫方向間距不大于1000mm；滿堂鋼管腳手架每步高度不應大于1500mm，梁下受力水平橫桿與立桿的連接設置雙扣件；滿堂模板支架四邊與中間每隔4排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐，且間距不大于6.0m，由底至頂連續設置。在模板支架兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔兩步設置一道水平剪刀撐。

2.3 高層建筑物搭接柱轉換結構施工

搭接柱轉換結構是一種新穎的轉換結構施工體系，轉換柱作為轉換構件，混凝土用料較少造價低、自重小，轉換層本層建筑空間可充分利用，上下層沿豎向剛度突變較小。搭接柱轉換基本保證了框架柱直接落地整體結構的振動特性及地震作用下的工作狀態與貫通落地簡體一框架結構無異，因此核心簡體為整體結構最主要的抗側力構件，其承載力、延性和截面尺寸應予以保證，當簡體自下而上變化混凝土強度等級、截面尺寸及配時，美籍變化均因延伸至搭接柱區段上一層，且需逐漸變化減弱搭接柱轉換引起局部剛度退化應力集中的影響，保證整體機構抗震承載能力不致突變。

3 做好轉換層養護工作

轉換梁兩側在平臺上距離梁邊100mm處預埋DB25@500的鍍鋅管，管兩頭出混凝土面100mm，混凝土澆筑完后，即將管上端用三通，水平管接通，用于大梁側壁通水養護。

在混凝土澆筑2h后按標高用長刮尺初步刮平后，在初凝前用木抹搓面兩遍、鐵抹子壓平。初凝后即進行澆水養護。

大梁側模拆除，先將側模撬開后不拆除，將預埋水管接至轉換梁表面，對水管通水養護；整個轉換層平臺混凝土澆筑完后采用覆蓋麻袋進行淋水保濕養護，保證混凝土表面保水。

在混凝土終凝前對可能產生的微裂縫予以搓壓處理。抹平后不間斷澆水。達到降低混凝土內外溫差和混凝土表面與環境溫差的目的。

考慮具體的氣溫條件，應降低混凝土表面溫差最大不超過25℃為宜，以達到預防溫差應力產生裂縫的目的，確保混凝土工程圓滿完成。

混凝土強度達到1.2MPa以上，方可允許操作人員在上行走，進行一些輕便工作，但不得有沖擊性操作，如圖1為轉換層側壁養護方案圖。

4 結束語

綜上所述，隨著現代高層建筑物的涌現，轉換層結構在其施工上的應用也成為必然的發展趨勢。因此在進行高層建筑轉換層施工時，應該應按照相關規定仔細對現場條件做好分析計算和優化設計，對現場的條件進行綜合性的分析；同時也要考慮到高層建筑轉換層結構受力復雜性的特點，采取有效的結構構造措施來加強轉換層施工；并且做好高層建筑物轉換層結構整體計算，嚴格按照相關規定進行構造設計，以達到科學經濟的設計目的。

參考文獻

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