试论高层建筑中转换层的结构设计及施工要点

刘丽萍 孙晓婷

摘要：随着我国经济的不断发展，城市的建筑物也开始由多层向高层、超高层及多功能方向发展。为了满足人们对建筑物多元化、多用途和大空间的要求，高层建筑转换层结构应运而生。高层建筑的转换板的建设，厚度一般较大，体积而且较大，大体积的混凝土与普通的钢筋混凝土相比，具有体形大、结构厚、钢筋密、混凝土数量多、施工技术要求高及工程条件复杂的等点。本文主要探讨了高层建筑转换层设计原则、结构形式和特点及其施工设计要点，希望能对以后的高层建设有所帮助。

关键词：高层建筑；转换层；结构设计；施工要点；探讨；

一、引言

在高层建筑物的施工过程中，由于其结构的多样性，给转换层的结构设计带来不少困难，在对转换层进行设计时，必须要针对高层建筑的结构类别，对方案的设计采取区别性对待，认真设计，并通过精心组织施工，高要求确定模板、混凝土及钢筋等的施工方案，为实现施工方案提供有利的条件，把施工的難度降低下来，为高层建筑转换层的结构安全奠定坚实基础。

二、高层建筑中转换层设计的原则

（一）、高层建筑中转换层的结构布置

通过分析得出，首先，底部转换层位置越高，转换层上、下的刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就会越加剧。另外，转换层的位置越高，落地剪力墙或简体越容易出现受弯开裂，从而增大框支柱的内力，造成转换层上部附近的墙体容易被破坏。其次，底部带转换层的结构，由于其上部的部分竖向构件，不能直接连续贯通落地，所以，必须设置安全可靠的转换构件。就目前而言，转换构件一般可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于在地震区使用转换厚板的经验较少，可在非地震区或六6抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，因此，七八度抗震设计时，地下室设计可采用厚板转换层。

（二）、高层建筑中对转换层的抗震设计

首先，为确保转换层设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在三层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级需要按照高规规定提高一个等级采用，以便提高其抗震构造措施。其次，对于底部带转换层的框架一—核心简结构和外围为密柱框架的简中简结构的抗震等级不需要提高，只需要对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力进行调整增大。在进行八度抗震设计时，还必须注意竖向地震作用的影响。

（三）、高层建筑中转换层的竖向布置

首先，转换结构要根据建筑功能和结构传力的实际需要，沿着高层建筑物高度的方向一处或多处进行灵活布置。还可以依据建筑物功能的要求，将转换层布置在楼层局部，且自身的这个空间既可作为技术设备层，也可作正常使用楼层，为防止沿竖向刚度过于悬殊，前提是必须确保转换层有足够的刚度。其次，对于大底盘多塔楼的商住建筑来说，塔楼的转换层设置在裙房的屋面层比较适宜，为避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害，设计时还必须加大屋面梁、厚度及板尺寸。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置设计，若是七度区则不要超过第五层，若是八度区则设置不宜超过第三层。

三、高层建筑转换层结构形式及特点

高层建筑转换层结构形式主要有梁式转换、箱式转换、板式转换、桁架转换、斜柱转换等几种形式。梁式转换是高层建筑中使用频率比较多的结构形式。转换梁的截面通常是0.8至1米。梁式转换传力路线比较明确，这就给建筑工程的研究计算与设计带来很大的便利，在加上其成本较低，因此应用范围比较广。箱式转换是通过双向与单向两个方面来实现的，与上下两层较厚的楼板结合在一起，成为一个整体。这种方式要求转换层必须有较大的刚度。

板式转换是当其厚度无次序、分错开较大、梁承托不了的时候。这种形式的转换层的下层灵活度大，但因为比较厚重，施工的时候难度提高了很多，相对比较麻烦。桁架转换与其它的转换层结构形式相比，其受力路径更清晰，抗震能力更好，使用更灵活。但其节点的设计比较麻烦，加上其它的不利因素，运用范围不是太广。斜柱转换层能够使混凝土的可压缩性进行充分发挥，扩大了建筑物的可利用空间，不足之处会使水平荷载加大。因此，对斜柱转换层进行施工时，需要添加拉梁或圈梁，将斜柱连接更多的楼层，相对减少水平荷载，促使建筑达到平衡，确保了建筑的安全。

四、高层建筑转换层的施工设计要点

（一）、高层建筑钢筋工程结构设计要点

由于高层建筑转换层具有钢筋高含量、主筋长、钢筋布置密集的特点，因此，在施工时要准确地翻样、下料，安放、安装好钢筋，防止钢筋发生“抢位”而造成的返工问题

首先是关于钢筋的翻样、下料。对转换层设计理念进行分析，在对设计文件说明认真审核和熟悉的基础上，结合实际条件翻样施工工作；适当增加节点空间，以便为混凝土的浇灌和振捣提供有利的施工条件；闪光对焊大梁主筋接头，除了要做好电焊培训工作之外，还要保证施工材料的质量；分别设置跨中1/3的跨长内和支座1/3跨长内于梁上部的主筋接头、部主筋接头两个位置，在下料主筋的同时，对所有钢筋的接头位置进行合理安排，防止主筋焊接接头的重叠；梁主筋需要根据接位的顺序进行编号，主筋下料的时候也要密切关注对焊接头的准确性。

其次是关于钢筋的安装、就位。大梁钢筋的安放需注意：搭设临时的钢管搁架，搭设位置在梁底上方；铺设纵筋和首排面筋于搁架下的横杆上；铺设所有主筋于梁下部上；铺设首排面筋于搁架下的横杆上并将钢筋做成S形。首层面筋铺设后，铺设第二排纵筋，第二排纵筋铺设完毕后，再铺设第三排纵筋，逐层挂起全部纵筋；梁纵筋的安装，梁与梁之间的位置，柱节点箍筋安装位置和数量，要通过依次交叉穿插和上下交替搁置等方式进行确定，在每一层的主筋之间穿插柱箍筋，特大梁钢筋骨架就位之后，按需固定和绑扎柱箍筋。

（二）、高层建筑模板工程结构设计要点

第一，对模板支撑工程方案的选择，要求其具有适用性。在对方案进行选择时，需要对支撑系统的稳定程度及强度进行细致检验。在进行混凝土浇筑之前，必须完成支撑系统的搭建，并确保其牢固程度。

第二，对支撑系统的脚手架进行设计时，要将其宽度控制在1200mm左右，高度控制在1700-1900mm之间，托顶和加调座底在门式脚手架之上，托顶与底座的距离控制在900mm左右，确保支撑两层门架中间可以交叉与连接。

第三，将钢管水平架布置在转换梁的侧模位置，每根钢管的间隔控制在450mm，采用配对拉螺栓将钢管加固。在施工之前，要对拉螺栓的牢固程度及侧模的刚度进行检查，对第一层的梁板支撑进行拆除时，要确保在七个小时之后进行。

4.结束语

通过以上分析，不难看出，在高层建筑物的施工过程中，转换层的施工设计是结构设计的一个难点，由于建筑空间的整体复杂性，建筑结构的施工技术控制也会在不断的发生变化，为了能够对建筑工程的整体的空间布局进行有效控制，就必须在结构的转换上下大力气。因此，随着建筑物结构的不断变化，转换层截稿施工设计也要不断的变化，加强对转换层的整体施工质量进行控制，确保建筑工程最终的整体施工进度，以实现工程建设安全、适用、经济的综合目标。

参考文献：

[1]朱莹.高层建筑转换层结构的施工[J].中国新技术新产品，2010，12.

[2]蔡团兴.浅析高层建筑转换层结构的施工[J].民营科技，2010，10.