高层钢筋混凝土结构转换层的施工技术

高层钢筋混凝土结构转换层的施工技术

方靖华

方靖华

（贵州国华建设工程有限公司，贵州，安顺，561000）

【摘要】随着建筑行业的不断发展，高层建筑的施工技术面临着新的挑战，高层建筑结构形式多样化、复杂化，设置转换层已成为建筑承受荷载力的重要手段。由于上部结构荷载增加对转换层的结构要求越来越高，对于新阶段新背景下的建筑施工而言，是需要商讨的重大课题。笔者针对高层钢筋混凝土结构转换层的支撑体系，提出转换层结构发展趋势，详细阐述了其在极限状态下的计算方法，结合实际案例，对支座反力及顶层节点扰度加以分析，为钢筋混凝土结构转换层的施工技术提供准确的参考依据。

【关键词】高层建筑；钢筋混凝土；转换层；支撑架

高层建筑转换层是施工的重要环节，也是建筑施工中的重难点所在。其涉及的学科范围很广，包括力学、材料学和建筑学等多门学科，是一项复杂的系统工程。随着国民经济的快速发展，高层建筑的需求逐渐增大，转换层是满足建筑结构荷载需求而产生的结构变化，目前最长使用的转换层有梁氏、板式、桁架式三种转换形式，其在施工工艺上与普通主体结构相比，更为复杂，有较高的技术难度，牵涉到的技术问题较多，需要全面总结施工经验，为后续施工提供指导。

1高层建筑转换层支撑体系形式

高层钢筋混凝土结构转换层施工荷载巨大，其支撑架的稳固是保证转换层施工顺利进行的关键。尤其使用碗扣式脚手架构件时，能组成不同组架密度和高度，承受不同荷载的支撑架，其被广泛应用于现浇混凝土施工中。进行高层现浇混凝土施工时，根据需求配备拆模系统，并且其速度要快，保证模板与支撑架的周转速度快于常规的1倍左右。横杆长度一致也可组成不同立杆密度的支撑架，采用两组或多组叠合的方式，增大两者之间的间距，达到平稳稳定的目的。荷载较小的支撑体系，不需要将立杆连成整体，其高宽之间的比例小于3:1即可支撑。转换层的厚载支撑架需要将立杆连成整体，根据工程实际情况，适当加设斜撑及横托撑[1]。

2转换层结构发展趋势

2.1预应力钢筋混凝土转换层的应用

采用预应力技术用于钢筋混凝土工程，其优点诸多：能减少截面尺寸、减少挠度、提高抗裂能力、保证结构的持久性、减轻施工支撑压力等。由此可见，预应力混凝土结构适合在大跨度的转换层中使用，起到节省材料的作用。

2.2转换梁的受力性能得以改善

转换梁截面尺寸一般由其抗剪承载力确定，因此梁截面尺寸较大，如果处理不当容易出现强梁弱柱现象，使其抗震能力减弱。采用转换梁会对该层空间及采光产生一定影响，因此，需要改善转换梁受力性能，寻找新的转换形式。

2.3合理运用型钢混凝土转换层

型钢混凝土承载力高、刚度好、抗震性能强，能减少截面尺寸，降低模板费用，加快工程进度，节约施工成本。可以利用其承受构件自重及荷载，发挥其最大作用。

2.4改善结构形式

框架结构及剪力墙结构是常用的抗侧力结构形式，广泛用于高层建筑中，然而传统的结构形式已经不能满足高层建筑发展需求，需要采用新型的框架结构，改善结构形式，比如：巨型框架结构形式[2]。

3极限状态下转换层支撑架的稳定计算

工程施工过程中，需要对极限状态下转换层支撑架进行稳定计算，这样能保证工程与国家统一标准一致，可直接引用相关参数，简化计算过程。对支撑架的稳定计算实际是节点为半刚性的空间框架稳定计算，寻求最简易的计算方法，能为极限状态下转换层支撑架稳定性提高参考依据，其简化计算方式如下：

3.1将支撑架整体稳定性计算简化成对立柱稳定计算。立柱步距乘以大于1.0的系数，其为立柱稳定的计算长度，为立柱计算长度系数，由支撑架整体稳定试验结果确定。此种处理方法能反映支撑架整体失稳的实质，能将不同步距、排距间的间距区分开来，得出不同的值，反映影响支撑架稳定承载力的主要因素[3]。

3.2将支撑架的竖向荷载偏心作用忽略。施工荷载合力与支撑架的形心轴作用线产生偏离，除立柱外，所有竖向荷载都会通过横向或纵向水平杆与立桩连接，将扣件传递给立柱。因此，计算立柱稳定时上述偏心作用及偏心传力均可以忽略。

3.3高层建筑转换层支撑架主要作用于内部建筑，一般情况下，其四周均处于封闭状态，因此，风荷载产生的弯曲应力可以忽略不计[4]。

4具体案例分析

某广场是住宅、办公、商业与一体的多功能建筑，共有4个区域，总建筑面积为151946㎡，建筑总高度达112.5m，每区均包含地下二层。建筑结构为：负2层到5层属于大柱距框架结构，6层以上为剪力墙结构，6层为梁氏转换层。转换层面积为15000㎡，主梁跨度为11.5m，框支梁载尺寸为800mm×2250mm，600mm×2000mm，柱载最大尺寸为1600mm×3600mm。转换层楼板厚度为200mm，混凝土强度为C60。

半刚性转换层支撑架的计算工作很复杂，其空间转换层支撑架结构受三维空间约束，计算工作更加繁琐。本工程转换层支撑架采用SAP程序进行分析，纵向取三跨，根据实际搭设情况，采用斜撑方式，考虑到碗扣式脚手架的优点众多，最重要的是其抗剪性能强，各节点都近似刚接，支座近似铰接。荷载的重心是支撑架的顶托，因此，可以考虑在顶层节点集中荷载。经过分析得知，立杆最大挠度在1mm之内，满足设计要求，支座反力计算如表1所示：

根据SAP分析可得，最大支反力与荷载效应设计后的支座反力相差不大，在6%以内，主要原因是荷载效应组合设计法将支撑架剪应力看做构造措施，杆件长度及值的取值与实际有出入。计算模型时，剪力撑参与其中，角点支反力分配增大，模型中的节点刚接假定也对其产生一定的影响；在设计广场转换层楼板时，需要充分考虑其发生变形，为方便施工技术设计操作，计算模型假定楼板无变形会影响计算结果。

结束语

综上所述，随着经济社会的不断发展，对高层建筑的要求也越来越高，面对日益激烈的竞争形势，既是机遇也是挑战。转换层对高层建筑的荷载起着重要作用，其作为承载上部结构荷载的重要手段，对高层建筑的质量产生重要影响[5]。本文结合实际案例，对高层钢筋混凝土结构转换层的支撑体系加以阐述，总结了转换层结构的发展趋势，提出极限状态下转换层支撑架的稳定计算方法，为高层建筑转换层的施工技术提供参考。

参考文献：

[1]黄伟民.浅析高层建筑厚板结构转换层的施工技术[J].房地产导刊,2013,6:58-59.

[2]刘双龙,陈淑琪.探讨高层建筑结构转换层混凝土施工技术[J].科技致富向导,2012,15:201,179.

[3]简桂崇.刍议高层建筑结构转换层大梁裂缝原因及处理方法[J].建材发展导向,2011,5:180-181.

[4]毛振坤,郭亮,刘鹏等.高层结构转换层厚板落地式支撑模板设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,8：12-13.

[5]徐申泉.高层结构转换层在竖向荷载作用下应力分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2011,35：22-23.

作者简介：

方靖华（1973-）男，云南省，工程师，大专，环境工程专业，从事工作：技术部。