高层建筑结构转换层施工技术的应用

孙桂凤

【摘要】高层建筑功能和形式日益多样化，当多功能综合大楼要求建筑物上部中部和下部使用功能不同时，结构布置也要相应改变，要设置转换构件衔接上下部结构并传递内力，设置转换层构件的楼层称为转换层。在现代高层建筑中，转换层的应用越来越多，它增加了结构的复杂程度。本文主要對高层建筑结构转换层施工技术的应用进行分析探讨。

【关键词】高层建筑；建筑结构；转换层；施工技术

一、转换层的建筑功能及结构分析

1.1从建筑功能上来讲，在同一竖直线上，高层建筑往往在上部楼层布置住宅、旅馆，中部楼层作为办公用房，下部楼层作商场、娱乐场所。不同用途的楼层需要不同大小的开间，采用不同的结构形式。因此上部需要小开间的轴线布置和较多的墙体以满足旅馆和住宅的要求，中部办公用房则需要较小或中等大小的室内空间，可以通过在柱网中布置一定数量的墙体来实现下部商场或娱乐场所则要求有尽可能大的自由空间，故柱网要大，墙体要尽量少。由于高层建筑下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，合理的结构布置应当是由下部刚度大、墙多、柱网密转变为上部刚度均匀减小、墙少、柱网稀。因此，建筑功能的要求与结构的合理布置、结构传力的合理途径产生矛盾。为了满足建筑功能的要求，实现与之相适应的结构布置，就必须在结构转换的楼层设置转换构件支承上部竖向构件，有时它需要占据一层

楼甚至两层楼高。

针对上下部不同的结构体系，对转换层结构的要求也不同，一般可分为以下三大类：

（1）上层剪力墙、下层柱转换这。种转换在剪力墙结构、框一剪结构中应用很广泛，它要求结构从上部剪力墙向下部柱子转换，以形成下部的大空间，剪力墙直接支承在柱子上形成框支剪力墙结构，它的转换层形式较简单。

（2）上层柱、下层柱的转换。转换层上下部结构形式并没有改变，但下部楼层必须减少柱子加大柱距形成大柱网，常用于框筒、筒中筒结构中外框筒底部以便增大建筑出入口。

（3）上、下层结构体系和柱网轴线同时变化的转换。有少数建筑物上部与下部建筑布置完全不同，例如有些上部为公寓式建筑，采用适合公寓布置的轴线和剪力墙结构体系，下部是公共建筑，必须采用另外一种轴线布置的框架一剪力墙结构。在该类型结构中不仅上、下部结构类型不同，而且轴线也对不齐，分别布置在上、下轴线上的竖向构件不能贯通，无法直接传力。这种结构的传力途径被破坏，转换构件设计十分困难，可能采用的方案是厚板转换构件进行间接传力，一般钢筋混凝土厚板板厚可达2～3m。

1.2转换层的主要结构形式一般为梁式、箱形梁式、析架式、空腹精架式、厚板式。

（1） 梁式转换层应用广泛，它设计和施工简单，受力明确，一般用于底部大空间框支剪力墙结构体系。当需要纵横向同时转换时，采用双向梁布置。目前在国内外高层建筑转换层结构中梁式转换层是应用得最多的，约占所有转换层类型70%～80%。

（2）箱形梁式转换层是利用设备层的高度来达到具有较大刚度和承载力的一种转换结构形式，采用此转换形式时应根据需要设置必要的主次梁转换构件。单向托梁、双向托梁连同上、下层较厚的楼板共同工作，可以形成刚度很大的箱形转换层。

（3）析架式和空腹析架式转换层传力明确，传力途径清楚，实际工程有北京香格里拉饭店、上海龙门宾馆等，但构造和施工较复杂，故一般采用较少。当上、下层柱网轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以做成厚板，形成板式转换层。板式转换层的下层柱可以灵活布置，无须与上部结构对齐，但厚板转换层与其它层相比本身刚度大、自重大，形成沿高度刚度、质量严重不均匀，对抵抗地震作用十分不利。因此厚板转换层一般只用于非地震区和6度设防地震区。

无论采用哪种转换层结构形式，均应使转换层上下结构传力直接，减少转换次数，主体结构的刚度突变尽量要小。目前，带转换层的剪力墙结构仍是工程应用的主要结构形式，在国内得到广泛应用，且转换层的位置越来越高。

二、高层建筑结构转换层施工技术的应用分析

2.1转换结构支撑系统

作为转换层的重要组成部分，支撑系统除了要保证其具有相当的稳定性与强度外，还需在施工时考虑好其自身的荷载与上层结构的自重等问题。通常采用以下几种形式。

（1）钢管支撑架

钢管支撑架系统应用较为普遍，一般安置在有相对密度较大的转换梁的地区，或者运用于一些结构转换层本身上下荷载力相差并不是很大的情况下。钢管支撑架的目的是要保证结构转换层更为稳固，根据一般情况下的建筑，我们规定了一个能够被普遍运用的参数，即其控制立杆间距最合适为600mmx600mm的距离。

（2）沿转换大梁方向设置钢管支撑架

在通常情况下，主要是在转换梁位置比较低并且转换梁的自重以及施工荷载都比较大的结构中会采用沿转换大梁方向设置钢管支撑架； 为了保证水平和竖向的剪刀撑是合理的，就必须要对立杆的间距和步距进行仔细的计算。

（3）型钢构架支撑

转换梁的结构有着比较大的自重和荷载，并且转换层的位置也比较高的情况就需要采用型钢构架支撑； 首先将钢牛腿埋置在下层柱中，那么转换梁模板就可以将型钢构架作为支撑系统，竖向荷载是通过搁置在钢牛腿上的柱子来进行传递。

2.2模板施工

结构转换层结构本身的自重就比较大，确定结构转换层的支撑系

统是施工的关键。这就要求模板支撑系统要具有足够的承载能力来承

受上部楼层的重量。模板施工离不开施工技术的基本属性和特点，这些

特点包括施工环境的变化多端、施工参数的控制难和施工理论与实际

情况结合具有差异性。在实际运用中，最大程度地让理论与实际情况相符合是技术研究的基本要求。所以在施工前，相关单位要进行全面和实地的考察，计算尽可能准确的参数，实现理论与实际差异最小化。

2.3钢筋工程

在高层建筑钢筋混凝土转换层结构中，因为转换板含钢量较大，布置密集，所以采用适宜的连接形式与合理的安排钢筋就位次序，从某种程度上来说是钢筋施工的关键。钢筋的翻样时，要充分考虑钢筋间的穿插避让关系，确定绑扎次序与制作尺寸，科学的钢筋的连接可以在很大程度上降低施工的难度，通常情况下，高层建筑转换层结构主筋接头采用冷挤压套筒、闪光对焊连接以及锥螺纹接头连接等，其中钢筋墩粗直螺纹套筒连接在高层建筑转换层结构施工中应用地较为广泛。

2.4混凝土工程

转换层结构非常关键的地方就是大梁，大体积混凝土施工时会出现一些温度应力，这是在水化热、浇筑温度以及外界气温变化等共同作用下产生的。要采取一些必要的措施来降低内外温差，只有这样才能够避免一些裂缝出现在大体积混凝土中。在原材料方面，选择水泥的时候要尽量选用有着较低水化热的，比如火山灰硅酸盐水泥等； 要想减少水泥用量，还可以加入一些粉煤灰； 为了延长升温过程，对水化热峰值进行降低，就可以将适量的外加剂加入尽量，这样可以有效的使混凝土缓凝。

结束语：

在高层建筑结构施工中，转换层的施工是非常关键的一个环节，因此，在进行高层建筑转换层施工时，应该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，采取有效的结构构造措施来加强转换层施工，从而保证整个工程的施工质量，以推动我国建筑行业的进一步发展。

参考文献：

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