浅谈高层建筑梁式转换层施工要点

摘要：通过对高层梁式转换层的必要性出发，分析了转换大梁的受力特点和混凝土浇筑施工工艺，介绍转换层的施工顺序、及模版、钢筋、混凝土的质量保证措施。

关键词：高层建筑、结构转换层、钢筋工程、模版支撑、混凝土浇筑

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

一、转换层概述

随着我国经济的发展，工程建设规模的不断扩大，高层建筑有如雨后春笋般拔地而起，而现代高层建筑向多功能和综合用途发展，在设计中，通常将大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施设于多功能综合性高层建筑的下层部分，而将较小柱网、较小开间的住宅、公寓、旅馆、办公功能的建筑设于中、上层部分。这种建筑使用功能的特点相应决定了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置，相应地要求不同的结构形式，如何将他们之间通过合理地转换过渡沿竖向组合在一起，就成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。这对高层建筑结构设计提出了新的问题，需要设置一种称为“转换层”的结构形式，来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，简单地说，就是上下两层的结构不一样，必需设置一个转换层来“承上启下”。

结构上的转换层概念，主要是指在整个建筑结构体系中，合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系，它在主要满足结构安全功能要求的同时，多数情况下解决一些特殊技术性建筑功能要求，比如在结构转换层空间内布置管道、设备等等。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架—剪力墙等结构体系中，或者称为框支剪力墙结构。

二、转换层的受力基本特点：

1、和普通梁相比，转换层大梁内力很大，因为其需要承受上部结构各层传下来的集中力，所以，竖向荷载是控制转换大梁设计的主要因素之一。

2、转换大梁较普通梁跨度大，导致竖向挠度较大，故竖向挠度也是设计别考虑的因素。

3、转换层结构较高，自重大，消耗的混凝土材料较多。

4、转换层结构施工比较复杂。

二、转换层施工重点

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、刚度和整体稳定性。

2、钢筋的连接和绑扎

转换层大梁钢筋直径大数量多，尤其是在梁柱结点和主次梁相交处，钢筋错综复杂，其准确就位和绑扎难度加大。因此，施工前就应当认真研究图纸，弄清楚钢筋的相互关系以及绑扎时的排筋次序，以便快速准确的安装，确保钢筋工程施工的质量。（1）钢筋采用直螺纹机械连接由于转换大梁钢筋的直径大，数量多，为保证钢筋连接的可靠性以及快速施工，所以采用直螺纹机械连接。直螺纹丝头加工措施：①加工前应检查钢筋端是否有弯曲现象，如有，必须采用砂轮切割机将弯曲部分切除方能加工；②应该采用专用钢筋套丝机床进行加工，应采用水溶性切割冷却液，禁止采用油类冷却液，以免污染钢筋。③直螺纹丝头加工完成后，应逐个检查，不合格者应切掉重新加工，合格的丝头应该拧上塑料保护帽，避免丝头受损。④现场对接：先将钢筋端部的塑料保护帽和连接套上的密封盖摘下，并再次检查丝头质量，合格后，用连接套筒将两对接钢筋连接并拧紧，再用力矩扳手按规定的力矩值拧紧钢筋接头，完成钢筋的连接。（2）钢筋的绑扎、安装转换梁的钢筋均在地面加工成形，利用塔吊并配以特制的桁架吊至施工楼层进行安装。在安装箍筋、主筋及构造筋前，先在梁底上方搭设临时钢管搁架，以方便安装。钢筋安装顺序为：搭钢管搁架安装保护层垫块套箍筋分层摆放下部纵筋分层吊挂上部纵筋穿腰筋、附加吊筋等拆除钢管搁架验收。主次梁交叉处的钢筋密集且布置复杂，容易上下错位。因此，吊装前，应对加工成形的钢筋逐一编号，按编号的顺序吊装、铺放。在每层钢筋之间每隔1-2m用与梁宽相同的φ32mm 短钢筋做衬垫，以保证梁底2 排或3 排钢筋的位置准确。由于钢筋层数多，分布密集，因此必须采取分层分段进行验收，在底下一层钢筋验收合格后方能进行上一层钢筋的安装。（3）预留插筋的定位转换层上部为标准层住宅，其构件的截面尺寸小于转换层构件截面尺寸，因此预留插筋定位准确是保证上层施工质量的关键。具体施工措施：①施工测量放样时，便定出预留插筋的位置，并标识清楚。②各预留插筋安装完成后，再进行复核。③复查无误后，将其固定。④砼浇筑前，拉通线检查，根据设计图纸检查各开间、门、窗洞口的相对位置，确保万无一失，复核无误后方可浇筑混凝土。

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。

（1）混凝土浇筑、振捣、养护本转换层梁板采用C50 混凝土，采用商品混凝土，利用混凝土输送泵泵送入模浇筑，混凝土坍落度控制在14-16cm。混凝土的浇筑顺序为从中部开始、逐渐向两边扩展的方式进行浇筑。混凝土的施工质量是整个工程成败的关键，因此必须加强施工过程控制，确保混泥土的施工质量。①混凝土浇筑前，必须清理干净模板内的杂物，尘渣，并用水湿润模板及钢筋。②根据设计要求转换层混凝土浇筑一次性浇筑完成，不留施工缝。为防止浇筑过程中产生冷缝，必须严格按照事先确定的浇筑方案工艺进行浇筑。要求砼供应商，备料充分，运输能力充足，并选择合适的交通路线。③混凝土应分层浇筑，每层浇筑厚度不得超过50cm，分层振捣，振捣时不得漏振、过振。振捣时振捣棒应该采取快插慢拔的方法；浇筑上一层混凝土时，应插入下一层5-10cm，避免形成施工缝；砼密实的判断标准为肉眼观察混凝土表面无气泡，不下沉。在钢筋密集处采用钢钎配合振捣，确保混凝土密实。④混凝土浇筑完成后要及时养护。混凝土收平后，覆盖塑料薄膜、土工布，并浇水养护，适当提高养护环境有利于减少内外温差，养护期间混凝土表面温度与混凝土内部中心温度差不大于25℃，以免混凝土表面干裂而产生塑性收缩。洒水、保温、保湿养护时间不得少于14 天。（2）混凝土施工质量保证措施①严格控制原材料的质量，水泥、石子、砂、粉煤灰、外掺剂等必须经试验检测合格后方能用于混凝土生产，为保证砼的质量，应对商品混泥土公司的原材料进行抽检。②加强混凝土坍落度的控制， 保证其入模时的塌落度为14-16cm。严禁在砼运输途中及达到现场时随意加水对每一车到达现场的砼进行检查，及时向搅拌站反馈现场混凝土坍落度、可泵性、和易性等质量信息，以有利于控制搅拌站出料质量。③严格把守混凝土品质关，混凝土搅拌车进场时，检查搅拌车运输时间、混凝土坍落度、可泵性是否符合要求，对不合格的予以退还。④配备足够的振捣设备以及熟练的振捣工人，确保砼的及时振捣。⑤制定混凝土浇筑方案，组织召开技术交底会，让每个操作工人都能熟练掌握混凝土下料方法、振捣步骤以及技术要求。⑥加强混凝土的养护措施，派专人进行养护。

三、工程实例

1、工程概况

某工程地下二层车库，地上十七层，建筑高度56.1m，本工程二层为转换层，属于梁式转换层，一层、二层框架为商铺框架剪力墙结构，三层及以上为住宅剪力墙结构，框支梁宽500mm，梁高1000～1300mm，转换层顶板板厚180mm，其下框支柱截面600×600mm～950×950mm，最大跨度7200mm，二层层高4500mm，框支梁上剪力墙厚度200mm，混凝土强度等级C40。

2、支模体系

模板设计计算均按现场实测材料规格进行，13mm厚木胶合板，35×65mm方木，Ф48×3.0钢管，对拉螺丝直径14mm，经核算确定如下参数：

梁模板立杆间距800mm，步距1200mm，用双扣件固定小横杆，梁底方木6根，承重立杆两道间距800mm，梁测对拉螺丝水平间距500mm，距梁底高度500mm，梁测主楞双钢管竖向放置，次楞方木水平8道，梁上口采用斜撑间距800mm，梁下口用卡具间距500mm。板模板立杆间距1000mm，步距1500mm，板底钢管用顶丝承托，板底方木间距250mm。

立杆下端支撑在楼板上铺设通长木垫板，梁、板模架下设扫地杆，将梁立杆与楼层满堂架连为一体，房间内按要求设置双肢剪刀撑，增加空间刚度。

模板工程施工前编制专项施工方案，搭设完成后必须经验收合格，方能进入下道工序。混凝土浇筑期间，安排专人观察模板及支撑系统变形情况。

3、钢筋锚固连接

框支柱纵筋能入剪力墙的通至上层板底，其余在沿梁、板水平弯锚，弯锚的钢筋在翻样下料焊接前必须计算精确。上部剪力墙立筋插入梁内不小于1.2 LaE。

框支梁支座纵向受力钢筋必须按要求锚固，在边跨应按规定弯锚入框支柱，具体要求根据11G101-1图集第90页，腰筋在端部锚固按要求施工。

板筋应锚入梁内或墙内不小于LaE，板内上部钢筋边端应向下弯锚等规定，满足设计要求，使其达到整体刚度要求。

梁钢筋骨架自重大，若采用混凝土垫块，将压碎垫块，实际使用Ф25钢筋（长500mm）斜向放置做垫块，间距不大于800mm。

4、混凝土浇筑

商品混凝土到场后每车检查坍落度，坍落度超出要求的不得使用，如坍落度偏小不得现场加水，应掺入适量减水剂，经由现场搅拌均匀达到要求后方可使用。

首先分层浇筑柱、墙，每层厚度不得超过500mm，浇筑至梁底高度，分层振捣时振捣棒插入下层混凝土内的深度不应小于50mm，每处混凝土的振捣时间，应以混凝土表面出现浮浆和不再显著沉落为准。

梁混凝土施工应采用跨中向两端对称进行分层浇筑，每层厚度不得大于500mm，上下层的间隔时间不应超过2h，以保证新老混凝土接槎部位粘结良好。 转换梁和梁柱相交的地方钢筋都非常密集，以至于许多地方都无法插入振动棒，为了保证混凝土进入梁底部，所以在混凝土浇筑前应及时进行实地勘察，确定振动棒的插入地点，振捣范围能否满足振捣要求等，必要时拨动钢筋，用钢管固定，浇筑完成后再将钢筋恢复。

浇筑时须有木工在下部进行模板的检查，浇筑时候用锤子锤击四周侧模板，促进和检查下部混凝土的密实度。

5、混凝土养护措施

混凝土前期的养护主要考虑采用带模养护，混凝土浇筑完毕后在混凝土表面覆盖塑料薄膜，然后再在外覆盖彩条布和麻袋保温养护，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免因吸水受潮而降低保温性能。塑料薄膜包裹要严密，养护以薄膜内面有蒸汽形成的水珠为标准，必要时仍需浇水养护。

四、结束语

高层建筑的结构转换层作为建筑物内不同结构形式受力的连结与传承的关键节点，因此控制和把握转换层结构施工质量是非常重要的，转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案，并精心组织施工，同时科学利用有利因素，以达到降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量的目的。

参考文献 ：

[1] 建筑施工脚手架实用手册.北京： 中国 建筑 工业 出版社.

[2] 高层建筑施工手册.北京：中国建筑工业出版社.

[3] 高层建筑论文联盟整理混凝土结构技术规范.JGJ3-2002；北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4] 唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.