高层建筑转换层结构设计与施工

高层建筑转换层结构设计与施工

赵亚华

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摘要：近年来，我国建筑行业得到了迅猛发展，特别是在人们的生活条件和品质得到了改善的过程中，城市建设发展的步伐也不断加快。越来越多人对建筑物的性能和环境提出了更高的要求，在实施高层建筑施工操作时，就需要利用现代化新型技术方法优化总体建设施工效果，给人们营造安全、舒适的居住环境。钢筋混凝土梁式转换层施工技术作为现阶段的一种科学技术方法，在高层建筑施工中的应用趋于广泛，施工人员在实践操作的过程中要根据具体的施工要求体现技术优势，充分体现这项施工技术的应用价值。

关键词：高层建筑；转换层结构；设计与施工

引言

随着建筑技术的不断发展，高层建筑趋于结构多元性、功能多样化发展。为实现使用空间最大化，同时满足抗震设计要求，结构转换层被广泛应用于各类高层建筑。转换层是高层建筑竖向荷载传递的过渡结构，具有传力路径明确、造价节省等优点。转换层既是下层结构的封顶，也是上层结构的基础。作为高层建筑的核心结构，转换层的施工质量直接影响高层建筑的安全性和稳定性。

1.转换层的基本概况

由于高层建筑不同楼层的功能需求，一般都会存在上、中、下部三种设计标准。其中，建筑下部一般设计为商场、大型餐馆或者文化娱乐场所，对于内部空间的要求往往以宽阔为主，建筑内的墙体和支柱相对较少；建筑中部一般会设计为公司、企业的办公区域，特别是作为下部场所办公人员的办公场所，因而内部结构空间以中等大小为主，一个房间往往需要满足5~8人的办公需求，当然也可以设计一些2~3人的小型办公室或者5~10人的中小型会议室，因而墙体和支柱结构比下层更为密集；建筑上部一般作为住宅用房使用，或者设计为旅馆、快捷酒店等，空间结构一般都比较小，每个房间都在10m2左右，最大一般也不超过20m2，因而建筑上部的墙体和支柱都比较密集。这种多元化的设计方式，虽然发挥了高层建筑的实用功能，但不同楼层的墙体、支柱密集度不同，不仅造成不同楼层的承重能力不一致，而且需要不同密度和刚度的框架柱才能够保持建筑整体的稳定，必须要采取转换层的方式予以应对。

2.高层建筑转换层的设计策略

2.1转换层截面设计

截面设计主要有“托柱型”和“托墙型”两种模式，其中托柱型截面设计还需要对截面面积及配筋情况进行精准计算和科学设计。在截面设计过程中，主要应当对转换层横梁的截面尺寸，依据剪压比进行详细计算，从而把握好截面的承载能力，以免在施工和后续使用过程中出现脆性破坏等影响建筑质量的问题发生。具体的设计参数，主要需要考虑抗震系数、配筋率、含箍率等，如含箍率一般应当按照剪力设计值乘以放大系数1.2，并且对于主筋长度及接头也有着硬性的要求。设计时，应当尽可能地避免开洞等操作，由主筋进行上、下部的贯通衔接，并通过箍筋加以固定，必要时可以在梁中或者梁轴附近进行开洞，从而提高截面整体的抗剪系数。

2.2衔架式转换层结构设计

施工人员在利用衔架式转换层结构施工技术发昂发时，需要将其当成一个完整的结构，并且看作是由不同的钢筋混凝土材料建设而成，而衔架的上下弦杆都需要建造在构造层当中。相对于普通的建筑工程建设施工技术形式来说，衔架的高度较高，下旋杆的截面积就会比较小，设计人员在针对具体的工程项目进行设计时，需要不断优化钢筋混凝土结构的性能，使其可以达到现场施工标准。利用衔架式转换层结构技术形式的主要目的在于其能够体现更加显著的结构性能，尤其是可以给高层建筑结构提供较大的承载力，自身的重量也比较小，对于加强结构的抗震性能来说具有非常大的优势。需要注意的是，在利用衔架式转换层结构施工技术方法时，施工人员要对各个复杂的施工环节进行充分，设计人员也需要应对更大的节点设计难度，所以在开展工程项目设计时需要考虑高度问题和施工中的剪断损害问题，否则会得不偿失。

2.3拉接填充墙

如果高层混凝土结构墙体长度长多5m，为加强与主体结构的可靠连接及抗震安全性，需要在墙体中间位置增设构造柱，在墙端、悬挑梁端部砌体位置、充填墙转角位置等都要增设构造柱，并适当提升楼梯、电梯间填充墙的拉结。非结构的抗震设计所涉及的影响因素多，设计难度大，不仅仅需要考虑主体结构和非结构之间的联系，还需考虑二者连接的有效性，常见的主体结构和非结构之间的连接方式有两种，一种是通过连接件连接，另一种是通过锚固的方法连接。这两种连接方式各有优缺点，在具体设计中，需要结合高层建筑的结构形式和抗震等级的要求进行合理选性。

3.高层建筑转换层结构的施工策略

3.1重视混凝土浇筑施工

这个环节的工作需要以专业的浇筑施工技术作为基础，但是部分施工人员仅仅是利用了单一的浇筑技术，缺乏对相关环节的质量控制，导致最终的施工成效不佳。在浇筑混凝土时，施工人员要检测混凝土的塌落度，一旦发现不符合施工要求的混凝土就不能够用于转换层施工中。振捣混凝土时，要以转换层大梁中下部和梁柱节点处的混凝土浇筑为主，提高混凝土振捣施工质量。

3.2控制好楼板开洞的位置及范围

在实际设计中，需要结合相关规范和保证，合理控制好楼板开洞的位置及范围。如果在楼板开洞面积比较多，会大幅度降低楼板的强度和刚度，从而影响整体结构的稳定和安全性。若楼板的面积比较大，可进行适当开洞，但需要控制好开洞的面积及位置，以免对整体结构的稳定性造成不良影响。楼板开洞时，开洞的最大面积不能超过楼板总面积的30%，否则会对整个楼层使用的安全性、抗震性等造成不良影响。但如果遇到特殊情况，需要在楼板上开洞大面积超过总楼板面积的30%，此时，并非不能设计，但需要对楼板开洞位置进行补强处理。常用的楼板开洞补强方法有三种，一种是提升开洞楼板的厚度，在进行钢筋配置中，要选择了双层双向配筋的方法，以提升楼板的整体强度;一种是结合开洞位置和开洞的需求，在洞口边缘位置设置高强度的边梁;另一种是在开洞位置通过斜向钢筋进行加固处理。

3.3规范安装钢筋，保证结构施工稳定性

钢筋是高层建筑的基本“骨架”，直接关系到建筑整体的稳定性，而转换层的施工也必须充分考虑钢筋安装的精准性，严格按照设计图纸进行施工，尽量减少因钢筋穿插而造成转换层开洞过多、结构混乱等问题。钢筋材料的选择应当与高层建筑的整体施工要求相适应，质量与规格必须符合建筑施工的基本标准，同时也应当适合转换层的相关要求，从而减轻后续维护的费用和难度。值得一提的是，在梁式转换形式中，由于纵向的钢筋不仅需求量大，而且每根钢筋的直径也比较大，因而需要在施工之前先对钢筋进行加长处理，并合理设计横、纵向钢筋的布局结构，从而更好地发挥钢筋的支撑作用。

结束语

无论是高层建筑，还是多层建筑，其结构都有最适宜的刚度，和高度呈现出正相关的关系。建筑的高度越大，则侧向位移也就更大。因此，在进行高层混凝土结构设计中，不但需要保证高层混凝土结构有足够强度，还要有适宜的刚度，以保证高层混凝土结构能够有符合要求的自振频率以及其他动力特性，比如:地震作用下可能导致构件核芯区受剪面积不足，可采用水平加腋梁及加强柱的箍筋进行处理。

参考文献

[1]张敏.高层建筑梁式转换层结构设计研究[J].江西建材,2019(07):110-111.

[2]陈中.建筑转换层结构设计的细节及策略[J].河南建材,2019(01):166-167.

[3]王吉瀚,白岩.高层建筑梁式转换层结构设计与施工例谈[J].明日风尚,2017(05):311

[4]呼延竞飞.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品,2016(10):116-117.

[5]徐政辉.某高层建筑中转换层的结构设计与施工[J].山西建筑,2012,38(08):46-48.