高層建筑轉換層施工技術分析

陳靜

（中鐵五局集團建筑工程有限責任公司　貴州　貴陽　550000）

高層建筑轉換層施工技術分析

陳靜

（中鐵五局集團建筑工程有限責任公司貴州貴陽550000）

轉換層的主要作用是對高層建筑中的部分空間進行連接與轉換，如底層商用大空間和高層住宅小空間。本文結合具體的工程實例，對高層建筑轉換層施工技術進行了簡單的分析，供相關人士參考。

高層建筑；結構轉換層；施工技術

引言

所謂的高層建筑結構中的轉換層，其實就是高層建筑受力的主要部位，其不僅對下部結構進行了密封，還穩定了上部結構的基礎，總之，其在整個高層建筑結構體系中起著重要的連結作用。所以在進行轉換層施工時，要保證其施工措施的周密性與合理性，只有這樣才能保證整個建筑工程的質量。

1　多功能綜合性高層建筑結構體系的特點

這種為高層建筑上下不同柱網、不同開間、及不同結構形式的轉換而專門設置的結構轉換層，可以說是新型高層建筑結構理念變化的產物，其在整個建筑結構體系中，不僅較合理地解決了高層建筑多樣化后豎向結構的突變性與平面連續性變化等結構單元體系，而且它在滿足結構安全功能要求的同時，還在很大程度上解決了一些較為特殊的建筑功能要求。

2　轉換層的類型

按照不同的結構轉換功能，其實轉換層可分為三種類型：①當高層建筑的上層結構與下層的結構的形式不同時，為了保證上下層不同結構的安全合理轉換而設置的轉換層；②當高層建筑的上層與下層的結構形式相同，確上下層的柱網軸線布置不同時設置的轉換層；③高層建筑的上下結構不同，柱網軸線的布置也不同時設置的轉換層。

3　高層建筑的內部結構采用的轉換層的結構形式

為了保證高層建筑內部上、下層結構形式與相應的不同柱網形式變化，一般采用的轉換形式分為：

3.1梁式轉換

梁式轉換層結構優勢明顯，如耗材少、造價低，荷載傳遞直接、明確等，成為了高層建筑中最為常見的結構類型。“梁式轉換層”荷載傳遞的途徑為：上樓層墻體——轉換梁——下部柱，因此其荷載傳遞途徑直接，多用于上層為剪力墻下層為框架結構時，特別是由于其受力較明確。在進行施工設置時，一般會根據具體的要求設置一般有為單向與雙向梁的設置之分，最后加上其相應的施工成本也較低，所以近幾年來被廣泛應用于民用建筑中。梁式轉換層如圖1所示。

3.2板式轉換層

圖1　梁式轉換層示意圖

當高層建筑的上下樓層差異較大時，如使用功能或者是結構布置導致柱網分布不規律，難以采用“梁式轉換層”來連接上、下層柱網，在此情況下則需要將轉換層設計成厚板，從而形成“板式轉換層”。轉換厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切截面驗算確定。轉換厚板宜按整體計算時所劃分的主要交叉梁系的剪力和彎矩設計值進行截面設計并按有限元法分析結果進行配筋校核。厚板轉換層結構：應用很少，抗震很不利。變形特點：厚板上部的結構變形，通過厚板的面外變形，傳到下部結構中。由于上下部結構完全對應不上，厚板的面外變形傳力方式特別復雜。受力特點：厚板自重大，地震效應大，抗震很不利。厚板受到較大的剪切，需要驗算厚板的沖切。

3.3箱式轉換層

箱式轉換結構中對于樓板的厚度有著明確的規定，要求上、下樓板的厚度均不宜小于180mm，應根據轉換柱的布置和建筑功能要求設置雙向橫隔板；上、下板配筋設計應同時考慮板局部彎曲和箱型轉換層整體彎曲的影響，橫隔板宜按深梁設計。箱式轉換結構如圖2所示。

圖2　箱式轉換層剖面

3.4桁架式轉換層

桁架式轉換層的受力較為均勻，且其結構設置也簡單明了，自重較輕，材料節省，能適應較大跨度的轉換，雖比箱式轉換層的整體空間剛度相對較小，但比箱式轉換層少占空間。變形特點：桁架與上下部結構桿系相連，采用桿模型，變形自然協調。受力特點：桁架上下層剛度突變，應力容易集中，造成內力突變。上下弦桿應考慮軸向變形。

3.5空腹桁架式轉換層

高層建筑中如果要設置空腹桁架式轉換層，不要滿層設置，且應有足夠的剛度?？崭硅旒艿纳稀⑾孪覘U宜考慮樓板作用，并應加強上、下弦桿與框架柱的錨固連接構造；豎腹桿應按強剪弱彎進行配筋設計，并加強箍筋配置以及上、下弦桿的連接構造措施。

4　轉換層施工技術

某大型商務建筑共51層，總高度為178.6m，為筒中筒結構體系。1～4層為大空間商業用房；5層以上為辦公樓。外框筒柱距為2.4m，為了解決底層大柱網入口處上、下不同結構柱網軸線的轉換，采用截面尺寸為2.0m×5.5m的預應力混凝土大梁，將下層柱距擴大為16.8m和12m。下面對該建筑工程轉換層的施工技術進行分析：

4.1轉換結構支撐系統

轉換結構支撐系統是轉換層中比較重要的結構，該系統除了要保證其相當的穩定性與強度外，還需在施工時考慮好其自身的荷載與上層結構的自重等問題。通常采用以下幾種形式：

4.1.1鋼管支撐架

鋼管支撐架在轉換梁密度較大的區域使用較為適宜，或者是相對于上層結構的自重與施工的荷載不是太大時，或者是需要設置板式轉換層結構的施工時。通常的做法是采用鋼管腳手架，一般控制立桿間距為600mm×600mm以內為佳。

4.1.2型鋼構架支撐

對于一些上下層結構差異較大且比較復雜的高層建筑來說，高度相對較高時，且其轉換梁的自重又相對較大時的結構，普通的鋼管支撐架已經不能適應時，可以采用在下層結構的柱中埋置鋼牛腿，將其布置成型鋼構架的形式，利用柱上的鋼牛腿向下傳遞豎向荷載，見圖3。

圖3　型鋼構架支撐

4.2模板工程

模板工程是在支撐體系建設完畢之后開始的，在施工過程中，高層建筑結構轉換層的梁側模一般采用的是鋼模板或者達到一定厚度的覆膜膠合板，這樣不僅在很大程度上減輕了在進行混凝土澆筑時出現的側壓力對模板的擠壓作用，還能有效控制好轉換層的混凝土澆筑質量。還有值得注意的是，在進行模板澆筑時，除了對側模板進行鎖固外，還需注意只有在轉換層構件的混凝土強度達到設計強度后方能進行拆模作業。

4.3鋼筋工程

①需要對節點進行合理設置，對于支柱的上方來講，它的鋼筋非常多，要積極地開展建設活動，以此來確保澆筑的品質優秀。為了完善其狀態，可以在上方和頂端區域設置連接。如果豎筋的尺寸超過了梁筋的尺寸的話，就要將接頭布置在梁之內。如果是相反的話，就要設置在柱中?？傊_保其方位合乎設計的規定。別的沒有連接的柱筋等要確保合乎自身的錨固規定。在設置節點的時候，要分析鋼筋的下料尺寸，所有的截面的大小和尺寸等都要在之前的時候認真地分析，不要布局過為緊湊了。②鋼筋綁扎。框支梁上層鋼筋垂直錨固長度超過梁高度的，同時還要把下面的朝里彎的那些材料綁扎好，進而把它固定住，以此來保證澆筑的時候不會出現位置的移動等。當墻板等澆筑完成之后，才開始進行板筋等處的設置，認真地結合規定把接頭處分開。③當使用鋼筋來連接的時候要用機械，上方的墻處的插筋要使用綁扎法來確保牢固，禁止和受力鋼筋焊接到一起。④對于所有的提前設置的孔洞等都要結合規定來加固處理。在安裝管線的時候要放置一些方位太聚集了而導致不良現象，要保證不會干擾到澆筑的品質。

4.4對于大體積混凝土以及密集區域的澆筑措施

①對于轉換層來講，它的梁和柱處的鋼筋布局很緊湊，一般它的標號非常高，對于建設的規定也很嚴苛，為了提升它的流動性，方便進行澆筑活動，而且掌控好水化反應等，可以在其中添加一些煤灰。同時要掌控好拌合的時間，一般單次的時間要超過90s。②對于混凝土柱的澆搗，由于轉換層結構均為大截面梁（如：900×2000、800×1800），其面筋一般應錨入柱內至梁底以下，因此梁之下的材料不能夠一次性地進行，通常要分成兩次。首先是在沒有安裝之前的時候澆筑到梁底之下的區域。然后要在鋼筋驗收完成之后，同時首次的強度達到設計規定的70%之上的時候澆筑。因為梁下的鋼筋非常多，此時就會出現一種鋼筋網，因此，后一次的澆筑比較困難，要在梁的一側的模板等安裝之前的時候開展。為確保澆筑的品質優秀，其要使用較為細小的材料，此時可以確保振搗活動開展有序，確保密實性合乎規定。③對于大截面梁的澆搗，考慮梁、柱頭位置的鋼筋特別密集、混凝土澆搗難度較大、澆搗速度慢，若梁板同時澆搗可能導致混凝土施工接口的時間超過混凝土的初凝時間，同時梁下方的澆筑品質無法確保，所以大截面的澆筑活動也要按照兩次來開展，此時才能夠保證建設的品質優秀。首先要開展至梁的中心區域，當完成之后由專門的人員負責養護，確保表層濕潤長達一周，當強度合乎規定的70%之后才可以開展后續的澆筑活動。④梁柱節點處鋼筋密集部位的混凝土澆由于梁柱節點處鋼筋密集，必須采用小直徑的振動棒才能方便插入。在振搗的時候要掌控好速率，要迅速的插入緩慢的拔出，要保證振點布局合理，不會出現遺漏現象。當振搗到表層不會出現非常顯著的下沉現象的時候，不存在氣候的時候就可以停止了。因為一些小尺寸的振動裝置的力度不是很大，所以要使用一些附帶的裝置來設置，保證密實性合乎規定。

5　結束語

綜上所述，轉換層結構是高層建筑中較為重要的組成部分，其對設計施工要求較高，需要相關單位做好準備工作，并且嚴格按照施工要求進行作業，只有這樣，才能保證其施工質量和安全。

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TU712

A

1673-0038（2015）12-0058-03

2015-3-2

陳靜（1972-），男，湖南邵陽人，工程師，本科，主要從事房屋建筑工作。