浅谈高层建筑结构转换层施工技术

　　摘要：文章分析了高层建筑转换层结构的施工特点，介绍了几种转换层的应用情况,并提出了保证施工质量的措施。
　　关键词：高层建筑，转换层，质量，施工技术
　　随着我国高层建筑功能的日趋多样化，转换层的应用越来越广，此种类型结构主要特点为钢筋密集，混凝土一次灌入量大，施工缝留置难度大，模板、排架支承体系要求高，所以认真、周密、合理的采用施工措施，对保证结构转换层的质量及整个高层主体工程质量有着极其重要的作用。
　　1转换层结构的施工特点
　　1.1结构尺寸大，楼面支撑荷载重
　　带转换层体系内力的改向是通过引发截面内力来实现的，结构内力分布比较复杂，同时为保证上部结构水平剪力顺利传往下部，对转换层楼面水平刚度有严格要求规范一般要求楼板厚度不小于，故一般转换层的结构构件尺寸较大、楼面荷载较重。
　　1.2分层浇筑，利用先浇部分构件承载
　　转换层水平构件高跨比大，截面弯曲时水平纤维相对错动不可忽略，平截面假定不再适用，一般呈现短深梁或厚板的受力特性。采用二次叠浇法进行施工时应对叠和构件进行仔细分析，考虑分层处水平剪力对构件的影响，必要时应与设计单位配合，进行一次设计，确保一次叠浇构件在施工阶段和正常使用状态下的承载能力。
　　1.3结合下部结构，灵活布置支撑系统
　　为减少对结构抗震的不利影响，避免转换结构上下层发生刚度突变和剪力突变，设计不落地支撑系统时可以结合下部结构进行灵活合理的布置。
　　1.4通过下部竖向构件卸荷
　　根据转换层设计时“强化下部、弱化上部”的原则，结构设计加强转换层下部主体结构刚度、弱化上部结构刚度，转换层结构在由地震荷载参加组合的工况下，下部竖向构件轴压比限值有严格的控制，以保证结构具有足够的延性这使转换层下部竖向构件在施工阶段比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备，可以利用下部承载力富余的竖向构件作为支撑的传力构件。
　　1.5利用钢骨架或预应力卸荷
　　在转换层结构中使用钢骨混凝土和预应力技术可以减轻自重、改善结构的整体抗震性能。设计模板支撑时可以利用己经成型的水平钢骨或预应力平衡部分或全部施工荷载，极大改善支撑受力性能，这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体工作的情况如上部采用的是小柱网框架或开口剪力墙、壁式框架等结构形式。
　　2.各种转换层的应用
　　根据高层综合楼建筑功能的需要，选择适宜的结构转换层，不但可以节省材料用量，而且也可以节省建造费用。同时灵活的将建筑与结构统一，实现建筑之美。
　　2.1梁式转换层
　　作为目前高层建筑结构转换层中应用最广的结构形式，它具有传力直接明确及传力途径清晰，同时受力性能好、工作可靠、构造简单、计算简便、造价较低及施工方便等优点。转换梁不宜开洞，若必须开洞则洞口宜位于梁中和轴附近。转换梁有托柱与托墙两种形式，其截面设计有4种方法，即普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法。转换梁的截面尺寸一般由剪压比（mv=Vmax/febh0）计算确定，应具有合适的配箍率，以防发生脆性破坏，其截面高度在抗震和非抗震设计时应分别小于计算跨度的16和18。
　　2.2厚板转换层
　　当转换层上、下柱网轴线错开较多而难以用梁直接承托时，可采用厚板转换层，但厚板的巨大荷载会集中作用于建筑物中部，振动性能复杂，且该层刚度很大、下层刚度相对较小，容易产生底部变形集中，其传力途径十分复杂，是一种对抗震十分不利的复杂结构体系，应进行整体内力分析、动力时程分析及板的内力分析等。厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定；可局部做成薄板，厚薄交界处可加腋或局部做成夹心板，一般厚度可取2.0～2.8m，约为柱距的1/3～1/5。厚板应沿其主应力方向设置暗梁，一般可在下部柱墙连线处设置。转换层厚板上、下一层的楼板应适当加强，楼板厚度不宜小于150mm。
　　2.3桁架转换层
　　在托柱形式的梁式转换层中，当很大跨度的转换梁承托较多的层数，由转换梁承托上部框架传递下来的竖向荷载很大而致使截面很大时，可采用桁架转换层，能较好地布置大型管道等设备，并充分利用建筑空间。转换桁架主要承受竖向荷载，在满足建筑功能的前提下，通过增大中间节间的跨度或减小端节间的跨度来增大中间弦杆的内力，减小端节间的内力，使弦杆内力分布均匀。带桁架转换层的结构设计原则为：①整体结构按“强转换层及其下部、弱转换层上部”设计；②桁架转换层按“强斜腹杆、强节点”设计；③桁架转换层上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”设计。采用空腹桁架转换层时，空腹桁架宜满层设置并有足够的刚度保证其整体受力作用，其截面尺寸一般由剪压比计算控制，以避免脆性破坏。当转换桁架应用于框架－核心筒结构、筒中筒结构的上部密柱转换为下部稀柱时宜满层设置，其斜杆的交点宜作为上部密柱的支点。转换桁架的节点应加强配筋及构造措施，防止应力集中产生不利影响。
　　2.4悬挂结构
　　①核心筒体悬挂结构：将悬挂楼段通过伸臂桁架悬挂于核心筒体上，悬挂楼段内通过后张预应力混凝土吊杆、钢吊杆或者纤维吊杆逐层悬挂楼面。悬挂楼段内悬挂楼段与核筒之间可设置消能器或弹性限位器来增加结构的耗能能力及控制悬挂楼段的位移，代表建筑为南非Johannesburg35层的StandardBankCentre。
　　②巨型框架结构：它不同于传统框架体系，能提供较大的无柱空间，使各楼层使用功能有较大变化。框架部分设计可分为主框架与次框架，主框架是一种大型的跨层框架，每隔6～10层设置1根大截面框架梁，每隔3～4个开间设置1根大截面柱，承受若干个楼层次框架传来的荷载，次框架截面可做得很小，有利于楼面的合理利用。巨型框架梁本身就构成了结构转换梁，作为一种复杂的转换层结构，其形式有桁架型、斜格型、框筒型等3种。
　　3保证施工质量的技术要点
　　3.1钢筋工程
　　①施工前钢筋翻样必须熟悉图纸，特别是对结构关键部位放大样。钢筋在绑扎前必须对施工顺序、操作方法和要求向操作人员详细交底，施工过程中对钢筋规格、数量、位置随时进行复核检查。要特别注意一些较复杂部位的钢筋位置，数量及规格。
　　②钢筋绑扎完成后，必须特别检查直螺纹接头以及悬臂结构的撑脚是否牢固可靠。
　　③严格控制柱插筋位置，避免发生钢筋位移及规格与设计图纸不符。控制面板负筋的高度，特别是悬挑部位的钢筋，设置钢筋支架及跳板，避免人为踩踏后落低，悬挑结构必须单独开具隐蔽工程验收单。
　　④工程结构上的钢筋不得任意代换，实际情况需调整时必须由技术部门与设计协商同意后方可施行，并办技术核定单。
　　⑤钢筋的绑扎搭接及锚固除规范要求外还须满足抗震设计规范要求。钢筋绑扎时如遇预留洞、预埋件、管道位置，须割断妨碍的钢筋，要按图纸要求留加强筋，严禁任意拆、移、割。
　　⑥浇捣混凝土时要派专人看管，随时随地对钢筋进行纠偏，以保证钢筋位置正确。
　　⑦转换板底部保护层厚度为35mm，采用35×50×50的混凝土垫块，梅花形布置，每平米不少于一块。顶部保护层厚度为35mm。
　　⑧柱头、剪力墙插筋与底板下皮钢筋绑扎牢固，在底板面筋上套一只箍筋，箍筋位置放正确后与底板面筋点焊，离面筋1m的范围内再套三只箍筋，插筋与箍筋绑扎牢固。剪力墙插筋根据面筋的轴线，用麻线拉出剪力墙的外边线，在底板面筋点焊剪力墙插筋的定位筋，根据定位筋插入钢筋，下端与底板下皮钢筋绑扎牢固，上部与定位筋绑扎牢固，离定位筋1m高度范围内绑扎三道引铁，并设置板墙“S”拉筋。柱头、剪力墙的插筋长短应相互错开。
　　结束语
　　综上所述,在高层建筑转换层施工中,由于其楼板厚、结构受力复杂、对支撑系统要求高,因此施工过程中的质量控制显得十分重要,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的质量控制,才能为建筑物整体质量打下坚实的基础。

《浅谈高层建筑结构转换层施工技术》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 浅谈高层建筑结构转换层施工技术

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-16021