高層建筑結構轉換層施工技術的應用

孫桂鳳

【摘要】高層建筑功能和形式日益多樣化，當多功能綜合大樓要求建筑物上部中部和下部使用功能不同時，結構布置也要相應改變，要設置轉換構件銜接上下部結構并傳遞內力，設置轉換層構件的樓層稱為轉換層。在現代高層建筑中，轉換層的應用越來越多，它增加了結構的復雜程度。本文主要對高層建筑結構轉換層施工技術的應用進行分析探討。

【關鍵詞】高層建筑；建筑結構；轉換層；施工技術

一、轉換層的建筑功能及結構分析

1.1從建筑功能上來講，在同一豎直線上，高層建筑往往在上部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作為辦公用房，下部樓層作商場、娛樂場所。不同用途的樓層需要不同大小的開間，采用不同的結構形式。因此上部需要小開間的軸線布置和較多的墻體以滿足旅館和住宅的要求，中部辦公用房則需要較小或中等大小的室內空間，可以通過在柱網中布置一定數量的墻體來實現下部商場或娛樂場所則要求有盡可能大的自由空間，故柱網要大，墻體要盡量少。由于高層建筑下部樓層受力很大，上部樓層受力較小，合理的結構布置應當是由下部剛度大、墻多、柱網密轉變為上部剛度均勻減小、墻少、柱網稀。因此，建筑功能的要求與結構的合理布置、結構傳力的合理途徑產生矛盾。為了滿足建筑功能的要求，實現與之相適應的結構布置，就必須在結構轉換的樓層設置轉換構件支承上部豎向構件，有時它需要占據一層

樓甚至兩層樓高。

針對上下部不同的結構體系，對轉換層結構的要求也不同，一般可分為以下三大類：

（1）上層剪力墻、下層柱轉換這。種轉換在剪力墻結構、框一剪結構中應用很廣泛，它要求結構從上部剪力墻向下部柱子轉換，以形成下部的大空間，剪力墻直接支承在柱子上形成框支剪力墻結構，它的轉換層形式較簡單。

（2）上層柱、下層柱的轉換。轉換層上下部結構形式并沒有改變，但下部樓層必須減少柱子加大柱距形成大柱網，常用于框筒、筒中筒結構中外框筒底部以便增大建筑出入口。

（3）上、下層結構體系和柱網軸線同時變化的轉換。有少數建筑物上部與下部建筑布置完全不同，例如有些上部為公寓式建筑，采用適合公寓布置的軸線和剪力墻結構體系，下部是公共建筑，必須采用另外一種軸線布置的框架一剪力墻結構。在該類型結構中不僅上、下部結構類型不同，而且軸線也對不齊，分別布置在上、下軸線上的豎向構件不能貫通，無法直接傳力。這種結構的傳力途徑被破壞，轉換構件設計十分困難，可能采用的方案是厚板轉換構件進行間接傳力，一般鋼筋混凝土厚板板厚可達2～3m。

1.2轉換層的主要結構形式一般為梁式、箱形梁式、析架式、空腹精架式、厚板式。

（1） 梁式轉換層應用廣泛，它設計和施工簡單，受力明確，一般用于底部大空間框支剪力墻結構體系。當需要縱橫向同時轉換時，采用雙向梁布置。目前在國內外高層建筑轉換層結構中梁式轉換層是應用得最多的，約占所有轉換層類型70%～80%。

（2）箱形梁式轉換層是利用設備層的高度來達到具有較大剛度和承載力的一種轉換結構形式，采用此轉換形式時應根據需要設置必要的主次梁轉換構件。單向托梁、雙向托梁連同上、下層較厚的樓板共同工作，可以形成剛度很大的箱形轉換層。

（3）析架式和空腹析架式轉換層傳力明確，傳力途徑清楚，實際工程有北京香格里拉飯店、上海龍門賓館等，但構造和施工較復雜，故一般采用較少。當上、下層柱網軸線錯開較多，難以用梁直接承托時，可以做成厚板，形成板式轉換層。板式轉換層的下層柱可以靈活布置，無須與上部結構對齊，但厚板轉換層與其它層相比本身剛度大、自重大，形成沿高度剛度、質量嚴重不均勻，對抵抗地震作用十分不利。因此厚板轉換層一般只用于非地震區和6度設防地震區。

無論采用哪種轉換層結構形式，均應使轉換層上下結構傳力直接，減少轉換次數，主體結構的剛度突變盡量要小。目前，帶轉換層的剪力墻結構仍是工程應用的主要結構形式，在國內得到廣泛應用，且轉換層的位置越來越高。

二、高層建筑結構轉換層施工技術的應用分析

2.1轉換結構支撐系統

作為轉換層的重要組成部分，支撐系統除了要保證其具有相當的穩定性與強度外，還需在施工時考慮好其自身的荷載與上層結構的自重等問題。通常采用以下幾種形式。

（1）鋼管支撐架

鋼管支撐架系統應用較為普遍，一般安置在有相對密度較大的轉換梁的地區，或者運用于一些結構轉換層本身上下荷載力相差并不是很大的情況下。鋼管支撐架的目的是要保證結構轉換層更為穩固，根據一般情況下的建筑，我們規定了一個能夠被普遍運用的參數，即其控制立桿間距最合適為600mmx600mm的距離。

（2）沿轉換大梁方向設置鋼管支撐架

在通常情況下，主要是在轉換梁位置比較低并且轉換梁的自重以及施工荷載都比較大的結構中會采用沿轉換大梁方向設置鋼管支撐架； 為了保證水平和豎向的剪刀撐是合理的，就必須要對立桿的間距和步距進行仔細的計算。

（3）型鋼構架支撐

轉換梁的結構有著比較大的自重和荷載，并且轉換層的位置也比較高的情況就需要采用型鋼構架支撐； 首先將鋼牛腿埋置在下層柱中，那么轉換梁模板就可以將型鋼構架作為支撐系統，豎向荷載是通過擱置在鋼牛腿上的柱子來進行傳遞。

2.2模板施工

結構轉換層結構本身的自重就比較大，確定結構轉換層的支撐系

統是施工的關鍵。這就要求模板支撐系統要具有足夠的承載能力來承

受上部樓層的重量。模板施工離不開施工技術的基本屬性和特點，這些

特點包括施工環境的變化多端、施工參數的控制難和施工理論與實際

情況結合具有差異性。在實際運用中，最大程度地讓理論與實際情況相符合是技術研究的基本要求。所以在施工前，相關單位要進行全面和實地的考察，計算盡可能準確的參數，實現理論與實際差異最小化。

2.3鋼筋工程

在高層建筑鋼筋混凝土轉換層結構中，因為轉換板含鋼量較大，布置密集，所以采用適宜的連接形式與合理的安排鋼筋就位次序，從某種程度上來說是鋼筋施工的關鍵。鋼筋的翻樣時，要充分考慮鋼筋間的穿插避讓關系，確定綁扎次序與制作尺寸，科學的鋼筋的連接可以在很大程度上降低施工的難度，通常情況下，高層建筑轉換層結構主筋接頭采用冷擠壓套筒、閃光對焊連接以及錐螺紋接頭連接等，其中鋼筋墩粗直螺紋套筒連接在高層建筑轉換層結構施工中應用地較為廣泛。

2.4混凝土工程

轉換層結構非常關鍵的地方就是大梁，大體積混凝土施工時會出現一些溫度應力，這是在水化熱、澆筑溫度以及外界氣溫變化等共同作用下產生的。要采取一些必要的措施來降低內外溫差，只有這樣才能夠避免一些裂縫出現在大體積混凝土中。在原材料方面，選擇水泥的時候要盡量選用有著較低水化熱的，比如火山灰硅酸鹽水泥等； 要想減少水泥用量，還可以加入一些粉煤灰； 為了延長升溫過程，對水化熱峰值進行降低，就可以將適量的外加劑加入盡量，這樣可以有效的使混凝土緩凝。

結束語：

在高層建筑結構施工中，轉換層的施工是非常關鍵的一個環節，因此，在進行高層建筑轉換層施工時，應該應按照相關規定仔細對現場條件做好分析計算和優化設計，對現場的條件進行綜合性的分析；同時也要考慮到高層建筑轉換層結構受力復雜性的特點，采取有效的結構構造措施來加強轉換層施工，從而保證整個工程的施工質量，以推動我國建筑行業的進一步發展。

參考文獻：

[1]周寧坤.結構轉換層施工技術及質量控制探析[J].中國住宅設施，2010（09）.

[2] 姜輝 . 梁式 轉 換層高層 建筑施工技術的 探討 [J]. 科技 資 訊 ，2010（07）.

[3]王志強.淺談建筑施工轉換層施工技術[J].經營管理者，2011：19～20.