探究高層建筑結構轉換層施工技術

摘要：在高層建筑中，結構轉換層起到了重要的連結作用，它不僅對下部結構進行了有效的密封，同時還起到穩(wěn)定上部結構的重要作用。由于轉換層結構施工質量與整個建筑的安全性、穩(wěn)定性有著直接的連接，并且施工期間的質量控制難度相對較大，因而加強其施工技術的研究有著重要的作用。本文首先對高層建筑結構轉換層的基本概念、施工特點進行探討，并進一步研究其施工技術要點。

關鍵詞：高層建筑;結構轉換層;施工技術

1 引言

相比于高層建筑其他結構而言，轉換層施工相對復雜、危險性大，施工期間要嚴格按照施工技術方案與設計施工圖等開展相應的施工。同時，還要加強對先進施工技術的合理應用，并嚴格做好施工質量的把控，防止各類施工質量問題的發(fā)生。

2 高層建筑轉換層結構的概述

2.1 基本概念

在進行建筑項目施工建設時，經(jīng)常出現(xiàn)某層結構的上部、下部使用功能不同的現(xiàn)象。由于該樓層的上、下部在平面形式、結構類型等方面存在著較大的差異，因而需要通過該樓層進行結構轉換，通常將這一樓層稱之為結構轉換層。隨著城市土地面積的日趨緊張，城市中高層建筑的規(guī)模與數(shù)量越來越大，越來越多的高層建筑內部具有了商場、酒店、辦公區(qū)、住宅區(qū)等。因而，要加強對結構轉換層施工技術的合理應用，確保建筑內部空間的各項功能得以實現(xiàn)，并保證建筑工程使用期間的安全性。

2.2 施工特點

其一，轉換層結構的尺寸較大，樓面承擔的荷載較重。轉換層結構受力形式的改變，主要通過改變結構截面形式而實現(xiàn)。由于轉換層結構的內力分布相對復雜，并且轉換層需要將上部結構的水平剪力順利的過渡到結構的下部，因而對于轉換層樓面的水平剛度有著相對嚴苛的要求。一般來說，轉換層樓板的厚度通常大于16cm。其二，施工期間通常采用分層澆筑的施工方法。具體施工過程中，首先進行部分承載構件的澆筑。在轉換層內部，水平構件的高跨比相對較大，構件表現(xiàn)出短深梁或者是厚板的受力狀況。借助于二次疊澆等施工方法，能夠提高結構的承載能力。其三，轉換層的設計要結合下部結構的實際特點，施工時要對支撐系統(tǒng)進行靈活布置，進而提高結構的抗震性能。此外，設計期間還要防止轉換結構的上、下層出現(xiàn)剪力、剛度突變的問題。其四，轉換層主要利用下部豎向構件進行卸荷，因而設計、施工過程中要嚴格遵循“強下部、弱上部”的基本原則，對于轉換層下部的主體結構要進行強化，尤其要提高下部結構的剛度性能。其五，轉換層主要借助鋼骨架、預應力進行卸荷。轉換層施工過程中，通過應用鋼骨混凝土以及預應力技術，能夠降低結構的自重，并提高結構的抗震能力。尤其在進行模板支撐體系的設計施工時，要加強對已成型水平鋼骨的利用，進而使得支撐體系受力性能得到改善。

2.3 結構轉換層常用形式

一方面，就當前高層建筑的設計施工而言，通常用到梁式轉換層結構（如下圖1所示）。該結構形式相對簡單，工程造價比較低。梁式轉換層使用過程中，轉換梁的荷載壓力狀況主要受到豎向桿件的影響。因而，工程應用中應加強對不同轉換梁結構受力狀況的研究，對轉換梁的受力規(guī)律做出深度的剖析，以提高梁式轉換層的應用效果。另一方面，箱式轉換層在一些高層建筑中也有應用。這一類型的轉換層結構有著良好的傳力效果，它的應用能夠改善建筑的整體受力性能。但是，由于箱式轉換層所要占用的空間較大，同時施工工藝相對復雜、施工成本較高，因而設計施工中很少用到。此外，高層建筑設計施工過程中，也有用到厚板式轉換層。在進行厚板式轉換層施工時，需要對下柱網(wǎng)進行靈活的布置，施工期間無需對下柱網(wǎng)進行整齊的布置。對于這一類型的轉換層結構而言，它的強度很高，但由于受到板厚、自重等因素的影響，導致地震作用下轉換層的豎向剛度會發(fā)生很大的變化，因而增加了建筑的危險性。另外，施工中也有用到桁架式轉換層。對于該類轉換層結構而言，它的受力規(guī)律較為清晰，并且在結構布置方面相對靈活，同時結構有著良好的抗震效果。但是，由于桁架式轉換層施工工藝相對復雜，對于施工技術的應用有著嚴格的要求。尤其在進行節(jié)點位置的設計施工時，如果節(jié)點位置處出現(xiàn)了受力集中的問題，那么轉換層極容易出現(xiàn)剪切破壞的問題。因而，具體應用期間要適當增加鋼筋量。

3 高層建筑結構轉換層施工技術的應用分析

3.1 結構支撐系統(tǒng)施工技術

支撐系統(tǒng)是轉換層結構的重要構成之一，施工期間要確保支撐系統(tǒng)有著良好的穩(wěn)定性與強度。同時，施工時還要對支撐系統(tǒng)自身的荷載狀況以及上層結構的自重狀況進行分析。現(xiàn)階段，常采用的支撐系統(tǒng)主要由以下幾種形式：其一，鋼管支撐架。在進行轉換梁的施工時，由于支撐系統(tǒng)的布置較為密集，通常采用鋼管支撐架。此外，如果轉換層上層結構的自重較強，并且施工荷載不大的情況下，也可以利用鋼管支撐架進行施工。另外，如果轉換層采用的是板式結構，施工時通常用到鋼管支撐架。具體施工期間，立桿間距通常控制在600mm×600mm之內。其二，型鋼構架支撐。如果結構轉換層的上、下層結構很復雜，并且高度較大，通常采用型鋼構架支撐。此外，如果轉換梁的自重比較大，鋼管支撐架不能滿足施工要求，那么施工期間可以在下層結構中進行鋼牛腿的預埋，進而改善豎向荷載的傳遞效果。

3.2 模板工程施工技術

模板工程施工期間，首先要對模板材料的質量進行嚴格把控。其次，施工時要做好支模人員的培訓，尤其要做好施工排列順序以及模板支承、拆裝技術的培訓與說明。另外，嚴格按照施工設計方案進行模板安裝，對于截面尺寸、軸線位置等要素應進行嚴格把控。此外，在進行模板工程施工之前，要對支撐系統(tǒng)的質量進行檢查，確保支撐系統(tǒng)“橫平豎直、拼接緊密”。同時，還要對支撐點位置處的扣件螺栓進行檢查，保證螺栓的牢固效果。需要注意的是，施工期間如果模板的跨度超過4m，那么起拱的高度誤差應控制在2%以內。

3.3 鋼筋的制作與綁扎

鋼筋是轉換層結構的重要骨架，由于轉換層的鋼筋用量大、布置密、主筋長，因而施工期間應重點做好鋼筋的制作與綁扎。一方面，對于梁內鋼筋骨架的綁扎要嚴謹細致，確保骨架有著良好的穩(wěn)定效果。具體施工期間，可以在梁的兩側進行雙排腳手架的搭設。另一方面，在進行長主筋的搭接工作時，可以采用閃光對焊的施工技術，也可利用錐螺紋接頭進行搭接。施工時如果采用焊接的方式，要對焊接質量進行嚴格控制，并做好取樣檢測工作。此外，如果采用開口箍，一定要事先征得設計人員的同意。梁的縱向鋼筋綁扎結束之后，應使用焊接的方式將箍筋焊成封閉箍。在進行梁的上、下部鋼筋的錨固工作時，要對錨固長度進行嚴格控制。

3.4 預應力施工技術

轉換層通常需要承受上部結構巨大的荷載，因而預應力筋的使用量相對較多。施工期間，應做好預應力張拉工作，防止預拉區(qū)出現(xiàn)開裂、反拱過大等問題。首先，要合理選擇張拉技術與方式;其次，要對預應力筋進行合理的配置。特別在預拉區(qū)，要對預應力筋的數(shù)量與布置形式進行良好的設計，防止張拉過程中出現(xiàn)裂縫等問題。

3.5 混凝土澆筑與養(yǎng)護

其一，混凝土澆筑時，要對豎向結構與水平結構分別開展?jié)仓ぷ鳌Ｒ话銇碚f，轉換層施工時通常先進行豎向柱墻結構的澆筑。上述工作結束后，再進行水平結構以及筏板結構的澆筑。具體澆筑期間，應遵循“先中間、后周邊”的原則。需要注意的是，由于轉換層混凝土使用量相對較大，因而澆筑過程中要將內部的水化熱及時排出。其二，在進行節(jié)點部位的混凝土澆筑時，如果局部區(qū)域的鋼筋過密，應對澆筑、振搗方式進行及時的調整;其三，在進行墻、柱等豎向結構澆筑時，技術人員要加強對側模的檢查，提高混凝土澆筑的密實度。其四，當墻、柱結構澆筑完成之后，要在18小時后進行澆筑質量的檢查，這一期間可采用超聲波儀器等。其五，混凝土養(yǎng)護期間應覆蓋一定厚度的塑料薄膜、草袋等，進而起到保溫保濕的作用，養(yǎng)護工作應達到15天以上。

4 結語

結構轉換層的應用，極大的改善了高層建筑的安全性、抗震性與耐久性。當前，在進行結構轉換層的施工時，要加強對支撐系統(tǒng)、模板、鋼筋施工技術的應用，并切實提高混凝土的澆筑與養(yǎng)護質量，進而提高高層建筑的整體施工效果。

參考文獻：

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作者簡介：陳劍藝（1986-）男，漢族，籍貫：廣西貴港，本科，工程師，主要從事建筑工程。