浅析高层建筑转换层的施工要点
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摘要:本文先介绍了高层建筑转换层的施工特点，然后阐述了转换层的类型，最后对高层建筑转换层的施工要点进行了分析，期望能给同行有所借鉴。
关键词: 高层结构; 转换层；施工要点
前言：
现代高层建筑普遍向更高、体型更复杂、结构形式更多样、功能更齐全、综合性更强的方向发展。转换层为超高层建筑中的重要组成部分, 施工难度大, 其施工方案应进行充分论证、分析, 并尽可能取得设计单位和钢结构加工厂家的大力协助。
1．转换层的施工特点
（1）楼面支撑荷载重；（2）高跨比大；（3）通过下部竖向构件卸荷；（4）利用钢骨架或预应力卸荷。
2 多功能综合性高层建筑结构体系的特点
高层建筑功能综合化有:(1)将各种使用功能的建筑单元集中布置并上下组合在一起, 使用上更方便省时,为人们提供良好的生活环境和工作条件, 适应现代社会高效率、快节奏生活的需要;(2)集中紧凑的建筑布置,达到建筑面积最高利用率,相应集中紧凑的管道线路,有利于节约建设投资及减少能源消耗,也有利于物业管理, 节约管理经费;(3)可减少建筑占地面积,节约土地费用, 增加城市的绿化面积等优点。
从建筑使用功能而言, 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、较小开间的办公、公寓、旅馆、住宅功能的建筑设于中、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的结构特点。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置, 相应地就要求有不同的结构形式, 如何将他们之间通过合理地转换过渡, 沿竖向组合在一起, 使其结构受力传递合理, 就成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。大多高层建筑结构设计通常设置一种称为“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。
3 转换层的类型
按照不同的结构转换功能, 转换层可分为三种类型:
1)高层建筑上层与下层的结构形式不同, 通过转换层完成其从上层至下层不同结构形式的变化。多用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构, 它将上部剪力墙转换为下部的框架, 以创造一个较大的内部自由空间。
2)高层建筑上层与下层的结构形式不变, 但通过转换层完成其从上层到下层不同柱网轴线布置的变化。上、下层的柱网、轴线改变, 转换层上、下的结构形式没有改变, 但是通过转换层使下层柱的柱距扩大, 形成大柱网, 并常用于外框筒的下层形成较大的入口。
3)通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式与柱网轴线布置的变化。同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时,柱网轴线与上部楼层的轴线错开, 形成上下结构不对齐的布置。转换层的结构形式: 当内部要形成大空间, 包括结构类型转变和轴线转变时, 可采用梁式（见图1）、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式转换层; 当框筒结构在底层要形成大的入口, 可以有多种转换层的形式, 如梁式、桁架式、墙式、合柱式和拱式等。
目前, 国内用得最多的是梁式转换层, 它设计和施工简单, 受力明确, 一般用于底部大空间剪力墙结构。当上下柱网、轴线错开较多, 难以用梁直接承托时, 则做成厚板或箱式转换层, 但因为其自重较大, 材料耗用较多, 计算分析也较复杂, 故较少采用。本文仅对梁式转换层的施工进行探讨。
4 结构转换层施工要点
1)首先对梁、柱模板及支撑体系必须进行受力验算, 根据计算结果合理选择梁、柱模板支设方案及支撑系统体系。因为一般情况下, 为满足结构设计要求, 转换层结构的梁截面尺寸不可避免地高而大。所以合理选用转换层结构施工模板支撑方案, 确定模板支撑的配置形式, 考虑支撑的布置对转换层结构下部楼板或梁的承载力的影响, 是转换层施工需要重点解决的问题。由于框支梁断面都很大, 一般仅对最大断面框支梁模板及支撑体系进行计算, 模板排架体系能满足砼施工荷载要求, 其余框支梁断面尺寸均比所选框支梁小, 所以所有框支梁排架支撑体系均可参照所选框支梁计算要求搭设。
2)梁式转换层由于其上部要承担多层的梁上柱或梁上剪力墙结构, 其配筋多而且密集, 并且根据图集03G101规定, 柱和框支梁主筋锚固要求比较多, 故应选择合理的钢筋安装顺序, 以保证框支梁的施工质量; 其次, 转换层施工时,上部短肢剪力墙、柱的所有竖向受力筋均须预埋, 钢筋定位的准确性亦是质量控制的要点。由于框支梁的钢筋均较多,梁跨度较大, 梁高较高, 转换层的层高本身较大, 故框支梁钢筋绑扎时, 其钢筋的固定和操作应采取一定措施, 以保证其质量和操作安全。框支梁上下排钢筋, 尤其是下排钢筋,均由几排钢筋组成, 为了保证框支梁几排钢筋之间位置的准确, 在施工中应以≥Φ25 的短钢筋分隔, 短钢筋两端与框支梁两侧箍筋固定, 因混凝土垫块的强度不足以支撑钢筋骨架的重量, 梁底不得以混凝土垫块做保护层垫块, 可用25厚塑料垫块做保护层垫块, 间距0.5m。
3)梁式钢筋混凝土转换层由于钢筋较密, 混凝土构件体形较大, 故转换层梁的混凝土浇筑和养护也是转换施工需要重点解决的问题。由于转换层的梁、柱几何尺寸较大、钢筋多且密集, 施工时一次浇筑混凝土时的施工荷载往往大于下层结构的设计允许荷载, 并且一次浇筑不容易保证工程质量, 可能产生蜂窝麻面等质量通病。在取得设计单位的同意后, 可采用分层浇筑方法进行施工。转换层梁砼浇筑过程中,下料不宜过快,以避免砼堆积,按叠合梁的原理沿轴线方向及主次梁顺序将梁分为两次浇筑,第一次浇筑到梁中和轴处,并逐一振捣密实,待第一次浇筑砼强度达到75%设计强度后与支撑系统共同支承第二次浇筑砼梁的荷载,在梁的纵截面上设置后浇缝有利于减少外应力和温度应力作用,同时也有利于散热和降低砼内部温度来控制砼收缩产生的有害裂缝。砼在浇筑过程中必须注意以下事项:
(1) 施工人员必须认真熟悉图纸, 充分考虑施工中可能出现的不利因素。
(2)在钢筋封模板之前现场主要浇筑施工人员必须对已绑扎好的钢筋进行巡视, 对不便于砼浇筑及下料部位的钢筋应及时采取有效处理措施。
(3)砼浇捣时要派专人对排架进行观察检查, 若发现异常现象时, 及时对有问题的部位进行加固。
(4) 在砼浇筑过程中必须控制好振动器移动距离在400mm, 振捣严禁漏振。砼振捣时振动器必须做到快插慢拔。框支柱砼振捣之前须设定好振动器放置点, 确保柱内砼均在振动器振动效范围内。
(5)框支梁施工逢处砼面层严禁出现裂缝以及收缩裂缝现象, 具体如下: 用小于箍筋间的木板条在箍筋间距间先把砼初步找平, 在砼表面没有水痕时再找平一次, 最后在砼初凝前找平, 并用较硬的刷子把砼面层打毛, 以便第二次浇筑的砼与其能更好地连结。
(6)框支梁施工逢以上钢筋封模板之前必须把钢筋上的裹浆清降干净, 同时也要把施工逢面层上的垃圾清除干净。框支梁第二次浇筑前必须隔夜将砼面层充分浇水湿润。
(7)每次砼浇筑结束后须每天浇水次数不得少于四次。
5 结语
对于高层建筑转换层的施工, 由于转换层的特殊结构,模板支设、钢筋绑扎及大体积砼浇筑施工起来相对比较困难,其施工方案应在认真研究设计图纸,了解设计意图的基础上,经过多方论证优化,施工、设计结合, 最终确定。在施工时要精心组织, 科学管理。重点加强对排架体系搭设、钢筋的放样、制作、绑扎, 模板安装、浇筑混凝土等环节质量的检查力度, 及时整改可能出现的潜在质量隐患, 最终会取得了良好的施工效果。