高层建筑转换层施工技术分析

摘要：随着经济的快速发展，大量的高层建筑工程得到了蓬勃发展。在高层建筑设计中，常需要在结构布置差异大的楼层中间配有相应的转换层，以起到传承上部结构荷载，确保结构稳定的作用。高层建筑的结构转换层不仅是上部结构的“基础”，且是下部结构的“顶板”，在整个高层建筑结构体系中，起到极为重要的连接作用。而高层建筑转换层结构因为承受的竖向荷载很大，同时跨度较大，导致其截面尺寸高而大。而且连续施工强度大，施工过程非常复杂，因此，高层建筑结构转换层施工技术一直以来都是高层建筑的一个难点。本文主要从高层建筑转换层结构的施工特点入手，详细探讨了高层建筑转换层的施工技术要点。

关键词：高层建筑；转换层；模板安装；支撑系统；混凝土浇筑

Abstract: with the rapid development of economy, a large number of high-rise building engineering has been booming. In high-rise building design, often need to in the middle of the large difference of the structure arrangement of floor is equipped with the corresponding transformation layer, to act as a heritage, the upper structure load to ensure the structure stability. The structure of the high-rise building conversion layers is not only the "base" of the upper structure, and "roof" of the lower structure, in the high-rise building structure system, play a very important role in connecting. And high-rise building conversion layers structure because under vertical load is large, at the same time span bigger, lead to the high and large cross section size. Strength and continuous construction, the construction process is very complicated, therefore, high-rise building structure transformation layer construction technology has always been a difficulty of high-rise building. This article mainly from the construction characteristics of high-rise building conversion layers structure, discusses the construction technology of high-rise building conversion layers in detail.

Key words: high-rise buildings; The transformation layer; Template installation; Support system; Concrete pouring

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

转换层概述

目前的高层建筑多为低层商用，上部住宿的多功能要求，在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间，往往需要采用一定的结构形式进行转换处理， 即可以通过加设转换层来实现，转换形式（或构件）所在的楼层就称作转换层。

根据不同结构的使用功能， 转换层可分为上下层结构类型转换、上下层柱网和轴线转换、结构形式和轴线布置同时转换三大类。 实际工程使用的转换层结构形式类别也很多，它主要包括板式、梁式、空腹析架式、箱式和柑架式。

二、转换层结构的施工特点

（一）转换层设计

带有转换层的高层建筑，对于转换层以下楼层要求设置较大空间，这样很容易导致其刚度发生突变，一般来说，转换层下部楼层的刚度要小于上部楼层的刚度，设计时，为满足抗风、抗震设计要求，应对转换层上、下相邻楼层结构的抗侧刚度以及承载力进行着重考虑。转换构件作为重要的传力部位，必须确保转换构件的安全性。抗震设计时不仅要考虑风荷载、竖向荷载、水平地震作用，还应将竖向地震作用的影响考虑在内，通常采用反应谱方法进行抗震计算。

（二）经济指标

从抗冲切和抗剪的角度考虑，转换层采用的钢板其厚度较大，通常可达2.0～2.8m。一方面，由于厚板重量较大，这样会增大对下部构件承载力设计的要求，此外，这样的厚板也会增大混凝土的用量，是非常不经济的。

（三）结合下部结构，灵活布置支撑系统

为减少对结构抗震的不利影响，避免转换结构上下层发生刚度突变和剪力突变，设计不落地支撑系统时可以结合下部结构进行灵活合理的布置。

（四）抗震性能

转换层采用的钢板，其厚度往往很大，这样的厚板集中了较大的质量和刚度，在地震作用下，会表现出强烈的反应。除了厚板本身受力大外，还会沿竖向刚度产生突变，使得厚板上、下相邻层受到较大作用力，从而造成震害发生。根据以往的模型振动台试验得知，厚板的相邻上、下层结构出现裂缝，并伴有混凝土剥落。此外，该试验还表明，在地震力与竖向荷载的作用下，不仅使厚板发生冲切破坏，还可能有剪切破坏发生，因此要求厚板内三向配筋。从现有的工程来看，带有转换层的建筑，无论是结构设计，还是施工都极其复杂，在材料用量以及工程造价方面都相当高，在抗震设计上还存在诸多问题，有待进一步的研究。因此采用转换层结构形式时，一定要慎重对待。

高层建筑转换层施工中的关键技术

（一）转换层底模板的支撑系统

转换层的施工荷载以及混凝土自重都相当大，转换层底模板的支撑系统对于转换层的施工来说，非常关键。在实际工程中，常采用下列方法来确定转换层底模板的支撑系统。

1、常规浇筑法

在进行转换厚板或转换梁施工时，应首先想到一次支模浇筑混凝土成型。基于转换层底模具有较大的施工荷载，其支撑通常从转换层底开始，一直到底层地面。该施工技术对于施工现场要求使用较多支撑材料，且转换层位置较低的情况非常适用。

2、叠合浇筑法

所谓叠合浇筑法是指将厚板或转换梁分两次或三次浇筑叠合成型。该方法的原理是利用第一次混凝土浇筑形成的板或梁作为第二次混凝土浇筑的自重与施工荷载的支撑，利用第二次混凝土浇筑和第一次混凝土浇筑形成的叠合梁作为第三次混凝土浇筑的自重与施工荷载的支撑。采用该施工技术时，对于厚板或转换梁下的支撑系统，只考虑承受第一次浇筑混凝土的自重与施工荷载即可，运用该技术可使下部钢管支撑的负荷大大减小，并且还可节省模板材料，同时由于对混凝土实行分层浇筑，这样以来可缓解温度应力过大、水化热高对控制裂缝造成的严重影响。

3、荷载传递法

该方法的原理是通过支撑系统，将转换厚板或转换梁的混凝土自重以及施工荷载分摊到若干层楼。支承楼板的数据必须经过精确计算来确定。转换层的自重和施工荷载的传递可通过以下两种途径来完成：

（1）通过钢牛腿或梁下斜撑支架体系实现转换层底的绝大部分荷载向混凝土柱的传递。

（2）通过梁下排架体系实现其余荷载向下面若干个楼层的传递。

（二）模板安装、拆除的质量控制

1、梁侧模板的安装

（1）应采用 30mm×2．5mm 的扁铁作为拉片，其长度为梁截面宽度加2倍钢模板肋高，两端适当位置钻孔。

（2）钢模外侧应用似8钢管扣件夹具竖向夹住梁的模板，每根小横杆上设置一付夹具，并用水平背杆将这些夹具横向连通。

（3）梁、板支撑的部分横向水平杆的端部应顶住梁的两侧模板，并与钢管扣件夹具连接，以承受新浇筑混凝土的侧向压力。

（4）为确保混凝土不漏浆，应采用塑料泡沫条或毛草纸对拼缝进行嵌缝。

（5）当梁、板的跨度不小于4000mm时。若无设计要求，梁、板底模应按全长跨度的2％起拱量起拱。

2、模板的拆除

混凝土浇筑完成后，对于板，当混凝土强度达到设计强度 75％时，对于梁，若跨度不大于 8m，当混凝土强度达到设计强度 75％时，若梁跨度大于 8m，当混凝土强度达到设计强度的 100％时，才允许拆除模板及支撑系统。模板拆除前，须由施工人员提出模板拆除申请，由项目技术负责人组织有关人员进行验证，符合有关规定后方准予拆除模板。

（三）钢筋的连接和绑扎

钢筋工程中质量缺陷主要存在于三个环节：原材料、钢筋加工、现场绑扎和焊接。在中心城市或是质量标准较高的工程项目中，钢筋质量一般都控制较严。如钢筋进场前施工方需先将质量保证资料向监理工程师报验，经同意后方可采购。钢筋现场绑扎时有的工程不注意控制节点部位的钢筋绑扎，至使有些节点部位钢筋锚固长度不足，给工程安全带来隐患。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。据此，应做好以下工作：

1、钢筋施工前的质量要求

在施工前，必须把好钢筋的进料质量，要按设计要求标准、规格进料，材料质量要经化验，防止假冒伪劣产品进场，严防钢材质量不合格而危及高层建筑工程质量。钢筋工程在施工前，按图纸要求的直径、级别根数、形状、尺寸作好钢筋下料。钢筋在制作前，要将其表面的污垢和氧化皮清除干净。对现场缺少与图纸要求相符合的钢材，一时又难于运进的钢材，需要用其它规格钢材所代替时，须请示施工部门和设计部门同意，并办理好设计变更手续后，方可进行施工。按钢筋下料单加工各部位的钢筋制作件，编制下料单或下料卡，标以编号、形状、规格、尺寸、数量和部位。将已经加工好的半成品分门别类地整齐堆放在棚内，并注意保管，以防止污染和锈蚀。钢筋接头必须按规范要求，搭接倍数进行焊接，做到既省材料，又保证质量。

2、钢筋的连接

接头的具置、保护层的大小，都必须满足设计及规范要求，这是保证工程质量的重要条件。钢筋工程的施工，要严格按图纸要求进行，严格防止偷工减料和以小代大，以次充好的错误做法。板钢筋采用搭接接长，柱主筋采用电渣压力焊接长，梁筋采用直螺纹机械连接方法，施工时按相应的规范要求执行。

转换层主、次梁的上层承重结构的柱、薄壁柱或剪力墙等，其结构钢筋必须插入转换层的梁、柱内，并与梁、柱内的钢筋焊牢固定，且在距楼面50 mm 处设置二道箍筋，以确保上部结构钢筋位置正确。

（四）混凝土施工技术

1、做好施工准备工作

大体积混凝土进行施工时，必须做好施工前的准备工作，在施工前要进行物质、机具、技术等相关准备，此外，还应结合施工的特殊性，充分配备附属材料以及附属设备，比如水泵、真空吸水设备、测温设备等。特别是施工方案的编制一定要科学、合理。施工方案对施工的各个环节有着决定性的作用。在编制施工方案时，应注意以下几点：

（1）根据减小约束的要求，对分层分块的尺寸以及层、块间的结合措施加以确定。

（2）通过精确计算，确定混凝土内部结构的温度。

（3）做好混凝土搅拌、运输以及浇筑的方案的制定工作。

（4）做好混凝土保温方案的制定工作。

（5）科学制订确保工程质量、安全施工的措施。

2、混凝土浇筑要点

（1）全面分层

也就是将整个结构浇筑层化分为若干层进行浇筑，当已浇筑的下层混凝土还没初凝时，即开始第二层浇筑，如此逐层进行，一直到浇筑完毕。该方案对于结构物平面尺寸不是很大的工程比较适用，施工时可从短边开始，沿着长边逐渐推进。

（2）分段分层

该方案对于厚度较薄、面积或长度较大的工程比较适用。施工时宜从底层一端入手，进行到一定距离后进行第二层混凝土浇筑，如此依次进行。

（3）斜面分层

这种方案对于结构长度超过厚度三倍的工程比较适用，振捣工作宜从底层开始，逐渐上移。分层的厚度主要取决于振捣器的棒长以及振动力的大小，此外还与混凝土的供应量以及浇筑量有关，通常控制在20～30cm的范围内。分层浇筑时，其时间的间隔应以大于5d为宜。在夏季施工时，应采取措施，以达到降低混凝土内部温度的目的。

结语

综上，在高层建筑换层施工中，不但要保证支撑系统的的牢固性，还要从施工的各方面进行考虑，这样才能使得工程质量得到很好地保证。由于高层建筑结构多样化的到来，建筑工程也向多样化进行发展，不过由于我国建筑行业起步的相对发达国家而言比较晚，因此还存在着很大的发展空间，我们还要在实践中进行努力和探索。

参考文献

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