探析高层建筑结构转换层施工技术

探析高层建筑结构转换层施工技术

刘乃柱

天元建设集团有限公司山东临沂276000

摘要：随着社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步，我国城市现代化建设正处在一个蓬勃发展的过程中，高层建筑建设在城市中的发展势头日益强盛。同时，人们对于高层建筑的功能要求也逐渐地趋于多样化，办公楼层、商店、居民区等混杂在同一栋楼上，这就对不同楼层的空间结构提出了不同的需求，必须为建筑加设转换层方能同时满足不同使用群体的要求。而转换层的设计较为复杂，非常容易出现质量问题。结构转换层技术的广泛应用，可增强建筑的稳定性，提高建筑质量，从而节约土地资源，降低成本，带来良好的经济效益。

关键词：高层建筑；结构转换层；施工技术

一、结合实际工程案例分析结构转换层技术

某综合商住楼一共有32层，建筑高度为109米，总建筑面积46040平方米。在塔楼四层上设有厚板式结构转换层，其上部为剪力墙结构。转换层平面尺寸为38.80m×38.16m，建筑面积1480m，厚度在边柱部位3.1m，其它部位2.2m，核心筒部位为双层板，混凝土强度等级为C40，浇注量为2850m3。

经计算转换层施工时在边柱部位最大垂直荷载88kN/m2，其它部位68kN/m2。为承受转换层的施工荷载，设计考虑将三层楼板加厚到250mm，并将配筋加强，设计承载力70kN/m。只要保留二、三层模板的支撑体系，通过二层、三层楼板的连续支撑，将施工荷载分散传递到下面的竖向结构上，就能保证转换层施工的安全。因此采用900mm×1400mm边梁先行浇筑，2.2m厚板式转换层混凝土不留施工缝，一次性浇筑的施工方案。

二、高层建筑中转换层结构特性及选择形式

2.1高层建筑转换层的结构特性

高层建筑设置转换层的目的是为了协调建筑上下部分之间在结构上存在的较大差异。按照转换层结构功能的不同，一般可分为以下三类：

（1）建筑上、下部分之间的柱网尺寸不同，这种建筑虽然上下部分的结构类型相同，但通常需要通过转换层，扩大其下部结构的柱距，以形成大柱网。

（2）建筑上、下部分之间结构类型的转换，此类建筑上部和下部采用的结构形式不同。如：上部采用剪力墙结构，下部采用框架结构或框架剪力墙结构。

（3）具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。无论哪一类形式，高层建筑转换层作为实现内力转换的构件，都要担负建筑上部荷载在向下传递过程中，因被迫发生改变（因上下结构差异）而产生的种种不利影响。

转换层结构需要具备有足够的刚度和强度才能胜任其任务，转换层常见的结构形式有：梁式转换层、箱式转换层、厚板转换层和桁架转换层等。

2.2转换层结构的施工特点

（1）结构尺寸大，楼面支撑荷载重通过截面内力的引发来实现带转换层体系内力的改向，建筑结构中其结构内力的分布较为复杂，还要为了确保上部结构水平剪力能够顺利往下部传，这就严格要求了转换层楼面的水平刚度，通常构件尺寸在转换层的结构较大，且楼面荷载较重。

（2）分层浇筑，利用先浇部分构件承载水平构件高跨比在转换层中较大，要重视当截面受到弯曲时水平纤维的相对错动，这时不能再使用平截面假定。在施工过程中采用一次叠浇法时，要仔细分析叠和构件，注意构件还会受分层处水平剪力的影响，必要时要配合设计中位，一次性完成设计，这样才能让一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力得到保证。

（3）灵活布置支撑系统避免不利影响，要结合下部结构来合理布置支撑系统的设计，这样就使得对结构抗震的不利影响减少，还需要注意防止刚度和剪力突变在转换结构上下层产生。

（4）利用钢骨架或预应力卸荷要改善整体抗震性、减轻转换层自重，可采用钢骨混凝土和预应力技术未实现。采用己成型的水平钢骨或预应力能极大地改善设计模板支撑的受力性能，转换层与上部结构没有形成整体时更适合这种措施。

三、高层建筑结构转换层施工技术

3.1高层建筑转换层的施工重点

（1）模板支撑系统

因转换层钢筋密集、混凝土与钢筋自重以及施工荷载非常大，因此如何确定转换层模板的支撑系统为转换层施工的重点，必须保证支撑系统的承载力和整体稳定性。

（2）钢筋的连接和绑扎

转换层梁及板的配筋量大，主筋长，布置密，在梁柱节点区域钢筋更是密集交错，因此，如何正确地下料，保证钢筋位置和数量正确是钢筋施工的关键。

（3）混凝土浇筑及裂缝控制

转换层梁柱交叉的核心区域钢筋纵横交错，钢筋间距小，混凝土自由下落困难，且易产生温度及收缩裂缝，因此，如何保证混凝土顺利浇筑和防止裂缝的产生是保证混凝土质量的关键。

3.2高层建筑转换层模板施工

转换层施工实际上包含两个基本内容，一是对模板施工，另外一个就是混凝土浇筑。转换层结构的自重大，施工荷载也大，因此要根据工程实际情况选择合适的模板支撑方案，以保证支撑系统具有足够的强度、刚度、稳定性，实际工程中常用以下几种支撑体系：

（1）一次性支模

该支撑方式适用于现场可用的支撑材料较多，且转换层相对较低的结构体系，但此种方式支撑材料需用量很大，在材料使用上不经济。

（2）荷载传递法支模

该方法将转换梁板的自重和施工荷载通过支撑系统传递给以下多层楼板或把荷载传递给转换层下的支承柱，由支承柱把上部荷载向下传递。

（3）叠合浇筑法支模

该方法应用叠合梁原理将转换层梁、板分多次浇筑成型，支撑系统只要考虑第一次浇筑时的结构自重和施工荷载，这样可减少大量下部支撑体系的负荷，节省大量的支撑钢管。

（4）埋置型钢法支模

该方法是在转换结构梁中埋设型钢，与模板连成整体，用以承载全部大梁荷载，可节省大量支撑材料。

3.3混凝土浇筑施工

混凝浇筑是高层建筑结构转换施工的重要内容，针对混凝土浇筑要做好两方面的工作。一是要对混凝土原材料的选择必须要慎重，要注重混凝土的养护；二是在浇筑过程中要严格按照相关的规范来进行浇筑。混凝土原材料的选择。混凝土原料最重要的就是两种原料：一是水泥，二是骨料。针对水泥的选择要重点考察水泥的耐久性和强度。在选择水泥的时候一般要选择那些矿渣水泥和火山水泥。在混凝土浇筑过程中如果发现水泥不合格，要及时进行处理。水泥不合格对混凝土的质量有直接影响。

针对骨料的选择，骨料的选择要严格按照相关标准以及转换层施工的要求来进行选取，人们在施工过程中往往把卵碎石当做骨料来使用。工作人员在进行骨料选择的时候要重视最大粒径这个重要指标。最大粒径是衡量骨料质量的一个重要指标，在选取骨料的时候一般要保证最大粒径在钢筋最小净距3N以内。在选择骨料的时候要对骨料中的杂质及时进行清理。含泥量必须要控制在百分之一内。骨料有粗细之分，细骨料用的很多，在选择细骨料的时候，一般把粗砂或者是中砂单做细骨料。在制作混凝土的时候可以适当采用粉煤来代替水泥。外加剂是混凝土制作过程中必须要添加的内容，针对外加剂的选择必须要符合有关规定。

结束语：

高层建筑转换层是建筑结构的关键部位，高层建筑转换层的设置通常是为了满足建筑的需要，因此其结构型式的选择必须与建筑方案相互配合，同时又尽可能的满足前面的所提到的事情。注重转换层结构的概念设计，合理的结构平面和竖向布置可以从整体上形成良好的抗震体系，保证建筑物的安全性和经济性。

参考文献：

[1]章斌全.框支剪力墙转换层结构设计探索.[J].工程建设与设计.2012（2）：

[2]高雪峰.转换层结构设计的改进建议.[J].建筑技术开发.2013（3）：

[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工.[M].中国建筑工业出版社.2011.