高層建筑結構轉換層施工技術探討

摘 要：在國內高層建筑數量越來越多的今天，高層建筑的形式與結構也趨于復雜化、多樣化。有資料顯示，超過半數以上的高層建筑都會用到轉換層傳遞結構荷載，保障建筑物穩定性。可以看出，對于高層建筑而言，結構轉換層是非常關鍵的結構連接點。要合理使用技術，滿足結構轉換需求，提高質量設計水準，這關系的是高層建筑結構水平、結構質量。對此需做好結構轉換層特點分析、工藝分析，有現實性意義。

關鍵詞：高層建筑;結構轉換層;鋼筋;模板

1 前言

高層建筑的綜合性、多功能性十分突出，高層建筑能夠很好的改善人地資源不協調問題，為人們提供和創造更好的工作條件、生活環境。建筑物中的上部分一般以小開間軸線結構布置，而高層建筑的下部通常需要用大型的柱網空間劃分，比如酒樓和商店。并且這種現象越來越突出、越來越明顯。要充分做好結構設計，要確保功能需求得到確切的滿足。一般來說，高層建筑的下部分結構如果和上部分出現不同，或是軸線錯位，則需要用轉換層對其進行調整。轉換層是連接建筑物不同結構形式的關鍵點，在保障建筑穩定性中發揮著重要價值。

2 轉換層作業概述與特點

2.1 概述

對建筑物而言，其功能在不同設計結構和施工技術上會表現出不同的水平差異，呈現出不同的種類和功能。

要合理劃分，突出不同功能區，確保結構組織足夠合理與科學。要想確保順利進行，就需要在合適的條件與環境中設置轉換層，用于結構組織轉換。結構轉換層的設置需要考慮到不同建筑物施工目標之間的差異^[1]。轉換層可以很好的控制與調整高層建筑結構形式。假設每個樓層都有不同、對應轉換層，就需要做好網軸線處理。此外結構轉換層本身還會突出結構轉換和網軸線布置不同。

2.2 特點

以建筑的特點和條件不難得知，在高層建筑中，其轉換層有著這樣的與眾不同：首先其轉換層主要集中于建筑物下部分，建筑物上面所承受著數十層荷載，有著十分復雜的受力條件，如果轉換層受到了影響，那么后果是災難性的。受限于設計方法以及分析方法限制，有時候做不到精準分析轉換層^[1]。此外轉換層很容易受到地震反應沖擊。

因轉換層有著巨大的荷載承受條件，所以其截面通常會超出常規限制。這使得轉換層往往會用到非常多的鋼材，有著很大的剛度和重量，比一般樓層要多出不少。地震區域通常會要求所設置的樓房要呈現剛度和質量均勻變化要求，絕不能允許突變現象發生，否則當有地震事故爆發，那么薄弱層問題將會瞬間暴露。尤其是面對轉換層和剛度在質量出現變化的時候，地震帶來的影響將十分明顯^[2]。要說明的是，除了這一點，轉換層因本身截面非常龐大，所以施工還會遇到許多難題。比如某地區的廣場所用轉換層材料為厚度在1.6米的板材。該板材配筋以及澆筑混凝土難度很大，無法保障質量，除此之外，其帶給支撐模板的影響也是很高的。尤其是其帶給下層模板的安裝難度是非常巨大的^[3]。此情此景，工程會消耗更多的資金和人力。所以絕大多數條件下，轉換層上下結構是不同的，上方小開間形式的剪力墻，而下方，則一般會用有著更強承重能力的大空間結構。

所以上部結構剪切剛度必須超過下方剪切剛度，如此，會對施工提出非常多的工程量和技術要求。

3 高層建筑中的結構轉換層施工技術

3.1 設計原理

以功能角度來看，高層建筑的高度關系到其最后所展現的功能。不同高度建筑物有著不同的功能劃分。其中上部分通常會被用作旅館、私人住宅一類的形式，建筑物的中央樓層，大多用作交際以及辦公，比如各種企業的互動場所。樓層的下部分，主要就是一些酒店和商場。每一種類型的樓層都有著不同的結構。面對國內經濟快速崛起和進步，很多高樓上方都會用剪力墻形式，保障質量，應對工程穩定性需要。中間部分則會在設計過程中，選擇大間距和空間網柱墻體結構，創造更多的互動空間，滿足實際的商務需要。下半部分的結構會用到大空間且深軸線模式布置。一般并不會用到墻體結構，為的就是能夠創造足夠的公共場所空間。

除此之外結構布置的設計中，要從高層建筑的實際尺寸和功能出發設計，要順著建筑物高度做荷載傳遞工作。結構受力當中的高層建筑下半部分顯然承受著比上部分承受力要高的多的荷載。在主體結構、主體部分的設計中，要呈現剛度設計變化和要求，做好底部結構剛度設計與考慮。底部應當采用結構剛度小、空間大模式。而上半部分則要采用剛度大、空間適中反常規思路設計。打造這種類型的空間形式，需要處理好剛度和空間變化連接部位的需求，做相應的結構切換和轉換。這就意味著一定要使用轉換層，而這其實也正是轉換層特征。

3.2 鋼筋施工

連接鋼筋前需要做好材料檢查。板鋼筋需要用搭接接長的方法，柱主筋需要用到電渣壓力焊增加長度和連接。施工中不論是哪一種類型鋼筋，都要嚴格按照相應標準和規范施工，保障質量。

正式作業前，應當考慮到，保障穩定就需要梁直插柱子內部。設計的時候，整體考慮，在確認已經完整綁扎后才可以澆筑。施工中規避污染問題，不能讓水和雜質影響到鋼筋性能。還有鋼筋位移問題也是需要充分考慮到的，不能出現位移。為避免這種情況，要合理排列與組合上層墻柱的鋼筋，用定位箍處理好。要做好鋼筋作業流程和工序的優化，保障拼接合理性和質量。由于梁的截面通常比較大，在施工中有較大困難。對于這種情況，要用到先支梁底模的方法，在結束鋼筋作業后，才進行側模支護。

3.3 模板與支撐系統施工

因為轉換層的結構主體就是一些大體積的混凝土，有著比較大的結構尺寸。所以會出現非常巨大的工程荷載。對于工程施工來說，保障支撐系統安全是非常關鍵和基本的內容。做工程施工的時候，一定要詳細設計、嚴格論證。

首先施工前需要提前做好施工方案、技術方案的優化和調整。從技術措施、材料使用和組織管理等多個角度切入，要嚴格管理，確保每一個環節都沒問題。結束高支撐模板的搭設以后，做檢驗工作。要確保合格后，才能夠進入到下一個環節施工。澆筑混凝土過程中，需要先做好支撐系統和模板變形情況觀察。假設工程結構需要一次性結束澆筑。那么就需要確保模板的支撐量足夠大、施工速度足夠快。要做好轉換層混凝土施工，確保結構設計和模板支撐足夠可靠，要求得到滿足。要將工程的質量、安全作為首位，以此為出發點，做選材控制，保障方向合理，條件達標，解決成本問題。

其次是斜撐作業。要按照相應標準作業。45°角之下的部分支撐，要用斜撐的方式，沿著柱面排序，控制好間距。要協調好撐桿的間距，一般其控制在400毫米。通常其上半部分做模板的深入，處理好梁度模板外鋼楞扣接工作，要將穩定性作為目標，設置一些能夠防止滑移現象出現的裝置。使用凹槽定位短筋控制施工質量。柱根底部作為斜撐桿的支點區域。同時操作，完成梁下排架、斜撐支架作業。之后同步進行橫桿、梁下排架的立桿、斜撐桿扣拉。

最后是框支架支模。因為框支架作業中會出現比較大的荷載，基于這樣的前提條件考慮施工中，要多用斜撐三角形鋼管桁架支模。

3.4 混凝土施工

作為轉換層當中非常關鍵和基礎的部位，大梁重要性十分顯著。要強調的是，大體積混凝土作業中，對其影響十分突出的就是，溫度、外界因素，尤其是氣溫和施工中的澆注溫度，都是要考慮的。為避免大體積混凝土在這樣的情況下有裂縫問題出現，就需要做好內外溫差控制。

首先是原材料，施工要用水熱化低一些的材料水，例如火山灰硅酸鹽水泥與礦渣硅酸鹽水泥都是不錯的選擇。要將一定的粉煤灰加入控制水泥用量。此外還要加入一些緩凝劑和減水劑，放慢混凝土凝結，延長升溫過程，控制水化熱峰值。

其次要明確澆筑順序和施工縫的合理設置。部分為整體澆筑、部分為分層澆搗。要按照實際情況確定，明確澆筑流程和順序，確保施工不會出現冷縫問題。現場可以配備備用發電機，以免突然停電引起工程混亂。砼澆筑中要控制好間歇時間，不能超過其初凝時間。砼澆筑中還要做好防雨，使用塑料布覆蓋，以免雨水直接沖刷。

最后作業中因澆筑振搗有很大難度，所以要協調好實驗室，準備粒徑小骨料。在振搗沒有明顯水平下降和氣泡，并且表面有灰漿泛出時表示振搗合格。

4 結語

對我國來說，經濟的發展需要工程行業的支持，建筑行業對國民經濟的推動十分明顯。在國內城市化推進中，人們對建筑物安全和質量提出很高要求。轉換層是非常重要的部分，一定要處理好每一個環節，減少問題和隱患，提升工程質量。

參考文獻：

[1]李智.帶結構轉換層的高層建筑結構設計[J].居舍，2019（17）：102.

[2]馮強.高層建筑混凝土結構轉換層施工技術要點探析[J].住宅與房地產，2019（05）：176.

[3]徐珍珍.房屋建筑工程結構轉換層的施工技術研究[J].居舍，2019（03）：71.

作者簡介：姓名?余焱?，性別??男，出生年月??1985年5月23日??，民族??漢??，籍貫（省市）湖南益陽，學歷??本科，研究方向：房屋建筑施工管理。