高层建筑结构转换层施工技术分析

高层建筑结构转换层施工技术分析

刘红1邓怀强2

1.大连瑞佳建设集团辽宁大连116033；2.大连天鹿重工有限公司辽宁大连116103

摘要：由于建筑物的上部(中部)和下部使用功能不同，结构布置相应改变，即设置转换构件衔接上下结构，传递内力，设置转换构件的楼层称为转换层。随着高层建筑发展，建筑向体型复杂、功能多样的综合性方向发展，使转换层得以愈来愈多应用。本文针对高层建筑物转换层施工技术进行详细的分析，并总结出一些相应的措施来加强其施工技术的发展。

关键词：高层建筑结构；转换层；施工；技术

前言

随着社会经济发展，高层建筑在我国不断向功能多样的综合性方向发展。在一栋建筑物内，通常在上部楼层设置开间较小的住宅、客房、办公用房等，而在下部楼层设置大开间的价值较高的商业用房。由于功能要求与自然合理的结构布置相矛盾，需要设置结构转换层来解决。

1转换层的概况

在高层建筑中，其下部结构受力与上部结构受力有所不同，下部较大，上部较小，在施工布置中最为合理的就是下部柱网密、墙多，上部柱网疏、墙少。这样情况下建筑功能要求将与常规结构布置存在极大的差异。为确保建筑多功能的需求，就要将转换层结构构件设置在结构中，最大限度地满足自上而下结构形式的要求，布置轴线要求过渡自然。转换层就是转换结构构件所在的楼层。

按转换层所实现的结构转换可分为三类。

1.1上、下层结构类型的转换：这种转换层广泛应用于上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构，它将上部剪力墙转化为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。

1.2上、下层柱网、轴线改变：转换层上、下结构形式没有改变，但是通过转换层使下层的柱距扩大，形成大柱网。常用于外框筒的下层，形成较大的入口。

1.3同时转换结构形式和结构轴线位置：即上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开，形成上、下结构不对齐的布置。实际工程应用中转换层的结构形式多种多样。

1.4转换层的结构形式主要有梁式、柑架式、空腹析架式、箱式和板式。从跨数上，可分为单跨、双跨及多跨；从上部墙体形式上，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞、开门洞和开窗洞；从转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可分为加腋和不加腋；从转换梁结构采用材料上，可分为钢筋混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。目前应用较为广泛的是梁式转换层。

2转换层结构施工技术要点

2.1截面大尺寸层面转换施工技术

对于高层建筑转换层结构的施工建设要充分考虑转换层较强的受力结构和建筑的整体建设质量。对于建设过程中截面尺寸较大的转换层建设应当采用大体积的混凝土施工技术，通过对转换层中承载力分散的有效计算，对建筑物上部的构建进行点化布局，将上层的受力集中于转换层的几个主要混凝土支撑上。同时注意混凝凝土柱的灌注质量，对主要承力结构进行加固和提高抗拉系数的相应措施。

2.2转换结构中下层空间高度较大时的施工技术

对于转换层中下层结构可能出现空间较大且层面较高的情况。建筑过程中不能够很好的使用支护结构对建筑物进行加固和稳定。为此，可以在转换结构中使用内埋型钢进行加固，同时，使用型钢来对建筑模板和脚手架进行稳固，保证建筑物内各个部件的稳定。同时，进一步的提高支撑体系中混凝土的承受能力系数，使用混凝土钢筋结构作为层面内的主要承载部件，并且使用叠合梁的技术对主承力结构进行受力分散和增强效果。为了确保混凝土叠合面对主承力结构的有效辅助作用，在进行施工的过程中，要注意两者间的衔接。

2.3处理转换层内应力较强时的施工技术

由于转换层要承受建筑整体承载力的同时还要承受来自上层的竖向荷载和层面的向下作用力。为此，转换层的承力结构要采取一定的抗拉伸措施，防止由于上下层对其结构的张力作用导致结构的变形和反拱过大的问题。

要解决这一问题，可以在转换结构的建设过程中采取择期张拉技术或分段张拉技术，即是在转换层转换结构上层部分进行建设完成以后，再针对上部张拉力的情况以钢筋和其他结构进行上部预应力的分散和平均。在采用择期张拉的预应力技术时，在结构发生张拉之前必须要对转换结构下部的支撑进行加强。

3高层建筑结构转换层施工技术分析

3.1支撑系统的施工技术分析

转换层技术的难点之一来自于其自身的重量。除了自身的负重之外，再与其上层结构的重量加在一起，这对建筑建构的稳定性和安全性提出了很高的要求。所以在施工过程中会掺入支撑系统以保证安全，但是对数据的要求较高，必须经过精确的计算和勘察。支撑系统主要有三种结构：第一，钢管支撑结构。这种结构采用板式换梁，在重量不大的建筑结构中效果较好。主要依靠钢筋硬度和支撑能力来实现，所以在施工中要精确转换梁的布置，安排好钢筋的就位。第二，型钢构架结构。这种结构与钢管支撑结构不同，可以担负起建筑结构自身重量较大的工程。这种结构的原理是通过施工人员在转换层埋设钢筋结构，支撑起转换层，通过这种方式将高层建筑的负荷从钢筋上传到地下，从而减轻转换层的负荷。第三，新型支撑结构。这是改进型的支撑结构，能够适用于建筑结构自身重量较大的工程。在设置时要与转换梁方向一致，并且在施工的过程要注意钢结构之间的距离适中，这样才能得到最佳效果，最大限度的保证钢结构的稳定。

3.2混凝土工程施工技术分析

混凝土由于其材料的特殊性，对施工条件有一定的要求，不能在高热的环境下进行施工。所以在工程中，施工的时间一般会选在冬季或者年底的时候进行。由于混凝土施工技术特有的优点，我国大部分工程在进行混凝土浇筑时还是会选择混凝土水平分层浇筑的方法。混凝土在静置的过程中，由于气温、空气湿度等原因，会产生一些裂痕。针对这种情况有一种比较可行的办法就是收光扫毛。首先在混凝土初次凝结前的三小时，将底部的水浇在表面。然后在初凝完成时进行养护，收光边覆盖薄膜，最后盖上麻袋，并实施洒水养护。

如果高层建筑的楼高是23层，那么转换层梁的高度通常为1.8米以上。施工单位在施工完成后，对于混凝土要及时的进行养护，这对混凝土的使用效果和施工质量有很大的影响。笔者建议，在施工过程中，最好设立一支专门负责混凝土养护的队伍，对混凝土做洒水养护。一般来说，在终凝后的十四个小时内要持续进行养护。若混凝土已经完全平整，则可以将两层草袋、薄膜和干麻袋覆盖上混凝土的表面。通过这些措施，将混凝土表面的湿度始终保持在80%左右，以此来减少混凝土的干缩。同时，还需要对温度进行监控。如果转换层梁混凝土的表面和内部的温差大于25℃时，检测人员就必须及时通知技术人员，准备救急养护。

4结束语

综上所述，随着现代高层建筑物的涌现，转换层结构在其施工上的应用也成为必然的发展趋势。因此在进行高层建筑转换层施工时，应按照相关规定仔细对现场条件做好分析计算和优化设计，对现场的条件进行综合性的分析；同时也要考虑到高层建筑转换层结构受力复杂性的特点，采取有效的构造措施来加强转换层施工；并且做好高层建筑物转换层结构整体计算，严格按照相关规定进行构造设计，以达到科学经济的设计目的。

参考文献：

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[2]刘世友，黄勇，高层建筑转换层模板支撑方法比较[J]，中国科技信息，2007：21～23，

[3]赵鸿铁,胡安妮.高层建筑转换层结构形式选择影响因素的统计分析[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2000,(01).