论文部分内容阅读
摘要：高层建筑物逐渐的向多功能、综合功能发展。不同的高层建筑物，应该采用不同的转换层施工技术。本文结合作者的实践工作经验，对转换层的分类和施工技术做出了探讨。
关键词：高层建筑 转换层 施工技术
转换层是为了满足某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构（设备）类型，并通过该楼层进行结构（设备）转换，则该楼层称为结构（设备）转换层。目前的高层建筑多为低层商用,上部住宿的多功能要求,在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间,往往需要采用一定的结构形式进行转换处理,即加设转换层。转换层常用的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。本文结合作者的实践经验，对常见转换层的方式和施工技术做出了探讨。
1．转换层按结构形式分类
高层建筑转换层的主要结构形式有：梁式转换层、桁架式转换层、板式转换层及箱式转换层等。
1．1 梁式转换层
梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，其传力途径为上部墙一转换梁一下部柱，具有传力直接、明确和清楚的优点，便于工程计算、分析和设计，且造价较为节省，据资料统讥粱式转换层数量约占转换层总量的77％，转换梁的截面高度为0．8～6．Om，高层建筑带转换层结构的绝大多数为梁式转换层。
1．2 箱式转换层
是单向托梁和双向托梁同上、下层较厚的楼板浇筑成一整体共同工作，从而形成刚度较大的箱式转换层。如某花园工程(地上25层，地下2层)，如图1所示。
1．3 板式转换层
当转换层上下柱网错开较多，布置又不规则，难以用梁直接承托时，则需要做成厚板，形成板式转换层，从抗剪和抗冲切考虑，转换板厚度往往很大，实际转换板厚度可达2．0---2．8m，板式转换层的下层柱可以灵活布置，但自重很大，材料耗用多，施工难度大。例如：某商务工程大大厦(地上31层，地下3层)，转换板长60m，宽47m，厚2.1m。
2 转换层施工技术
2．1 转换结构支撑系统
转换层结构自重及施工荷载较大，施工前应进行计算，确保支撑系统具备足够的强度刚度和稳定陛。通常采用的支撑方式有以下几种：
（1） 满堂红钢管支撑架
适用于转换梁布置较密，结构自重及施工荷载相对不太大，或板式转换层结构的施工。这类支撑系统通常采用钢管脚手架，转换梁下立杆间距在600mm600mm 以内，立杆下垫200mm50mm木垫板。
(2) 沿转换大梁方向设置钢管支撑架
适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换梁位置不太高的情况。须计算确定立杆的间距、步距，合理设置水平及竖向剪刀撑。某花园KZL-5转换大梁支撑构造示意如图2所示。
立杆下设60mm60m m6mm的钢板以扩大受力面积，可调顶托。
(3) 型钢构架支撑
适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换层位置较高的情况。方法如下：在下层柱中埋置钢牛腿，型钢构架作为转换梁模板支撑系统，搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。长沙市某大厦(总32层，地下1层)，转换层梁截面高2．Om，宽3．Om，位于5、13层，自重与施工荷载较大，相对标高较高，因此采用该方法。由2榀平面构架组成1榀整体钢桁架，平面构架在预制厂制作，运到工地用塔吊吊至安装部位现场焊接拼装成整体，并与钢牛腿焊牢，如图3所示。
2．2 模板工程
梁侧模可采用组合钢模板或18mm厚覆膜胶合板，为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象， 可在梁内设置对拉螺杆(三14mm)，钢模板也可以设扁钢拉片(厚度三3mm)，螺杆纵横向间距为400～600mm。侧模用钢管作背杠进行锁固， 背杠间距纵横500mm，梁底起拱要求1‰ ～3‰ 。转换层构件的混凝土强度达到100％方可拆除底模。
2．3 钢筋工程
钢筋工程含钢量大，主筋长，布置密，在梁柱节点区钢筋异常密集，绑扎难度大，在实践中，可采取以下措施：
1)为保证梁内钢筋骨架的稳定和便于操作，可在转换梁两侧搭设双排脚手架作为钢筋临时支撑，利用钢管架支撑上部钢筋，待钢筋位置固定并焊接后，撤去钢管脚手架。
2)主筋接头全部采用闪光对焊或锥螺纹接头连接，并注意接头位置，焊接人员均持证上岗，焊接和机械连接均按照规范要求做力学试验，确保焊接及机械连接质量。
3)征得设计同意后，可将箍筋做成开口箍，待梁的纵向钢筋绑扎完成后，再将箍筋焊接成封闭箍。
4)梁的上、下部钢筋伸人柱、墙内锚固长度，腰筋锚固长度及楼板钢筋伸人梁内的锚固长度均按设计要求留设。
2．4 混凝土工程
转换层大梁是结构的关键部位，为大体积混凝土施工，混凝土温度应力是由水化热、浇筑温度和外界气温变化等产生的各种温度应力。为防止大体积混凝土出现裂缝，主要应从降低内外温差(也就是减小温度应力)方面采取措施。具体包括以下五方面的内容：
1)原材料
①选用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥；②加入适量的粉煤灰以减少水泥用量；③加入適量外加剂(减水剂、缓凝剂)使混凝土缓凝，使升温过程延长，降低水化热峰值。
2)合理设置施工缝及确定浇筑顺序有些是分层浇捣，有些是整体浇筑，视腈况而定，确定浇筑顺序，保证混凝土施工不出现冷缝；同时为防止可能停电，造成混凝土施工中断，可在现场设置1台备用发电机。
3)因转换层结构钢筋密集，混凝土浇筑时振捣难度较大，可与试验室协调，选择粒径较小的骨料，在施工中，采用30型混凝土插入式振捣器进行振捣。振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需20-30s，振捣间距 500mm，振捣棒插入下一层50mm深，对梁、柱、墙相交部位振捣时注意振捣密实。振捣以表面水平不再显著下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。
4)掌握混凝土养护过程的温度变化规律埋置足够数量电偶温度传感器作为测温控制点，并定时做好记录。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范《GB50204-2002》的规定，混凝土内外温差不应大于25℃。
5)混凝土内部预埋水管注入冷水循环，使内部降温，外部用碘钨灯照射以提高表面温度，使温差缩小。
6)养护较常用的是用2层湿草袋夹1层塑料薄膜覆盖养护，专人定时浇水， 目的是起到保温保湿的作用，一般转换层结构混凝土的养护期为1个月左右。
3．结束语
高层建筑转换层是建筑结构的关键部位，施工难度较大。在施工组织设计中一定要采用有针对性的措施解决好结构空间关系、自然环境条件、施工组织安排等问题。着重做好下述几个方面工作：①合理设计模板支撑体系(包括下部楼层承载力验算)；②采取适当措施保证钢筋绑扎过程中骨架的稳定；③解决好大体积混凝土的配制、浇筑、测温、养护等方面的问题，确保混凝土质量。只有在科学计算的基础上，精心组织，规范施工，做好旌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。
参考文献：
【1】徐国才 主编 建筑工程施工技术．石家庄．河北人民出版社
【2】赵世新，向军．高层建筑主体结构施工技术[J]． 山西建筑
[3] 博学怡．带转换层高层建筑结构设计建议[J]．建筑结构学报，．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高层建筑 转换层 施工技术
转换层是为了满足某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构（设备）类型，并通过该楼层进行结构（设备）转换，则该楼层称为结构（设备）转换层。目前的高层建筑多为低层商用,上部住宿的多功能要求,在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间,往往需要采用一定的结构形式进行转换处理,即加设转换层。转换层常用的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。本文结合作者的实践经验，对常见转换层的方式和施工技术做出了探讨。
1．转换层按结构形式分类
高层建筑转换层的主要结构形式有：梁式转换层、桁架式转换层、板式转换层及箱式转换层等。
1．1 梁式转换层
梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，其传力途径为上部墙一转换梁一下部柱，具有传力直接、明确和清楚的优点，便于工程计算、分析和设计，且造价较为节省，据资料统讥粱式转换层数量约占转换层总量的77％，转换梁的截面高度为0．8～6．Om，高层建筑带转换层结构的绝大多数为梁式转换层。
1．2 箱式转换层
是单向托梁和双向托梁同上、下层较厚的楼板浇筑成一整体共同工作，从而形成刚度较大的箱式转换层。如某花园工程(地上25层，地下2层)，如图1所示。
1．3 板式转换层
当转换层上下柱网错开较多，布置又不规则，难以用梁直接承托时，则需要做成厚板，形成板式转换层，从抗剪和抗冲切考虑，转换板厚度往往很大，实际转换板厚度可达2．0---2．8m，板式转换层的下层柱可以灵活布置，但自重很大，材料耗用多，施工难度大。例如：某商务工程大大厦(地上31层，地下3层)，转换板长60m，宽47m，厚2.1m。
2 转换层施工技术
2．1 转换结构支撑系统
转换层结构自重及施工荷载较大，施工前应进行计算，确保支撑系统具备足够的强度刚度和稳定陛。通常采用的支撑方式有以下几种：
（1） 满堂红钢管支撑架
适用于转换梁布置较密，结构自重及施工荷载相对不太大，或板式转换层结构的施工。这类支撑系统通常采用钢管脚手架，转换梁下立杆间距在600mm600mm 以内，立杆下垫200mm50mm木垫板。
(2) 沿转换大梁方向设置钢管支撑架
适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换梁位置不太高的情况。须计算确定立杆的间距、步距，合理设置水平及竖向剪刀撑。某花园KZL-5转换大梁支撑构造示意如图2所示。
立杆下设60mm60m m6mm的钢板以扩大受力面积，可调顶托。
(3) 型钢构架支撑
适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换层位置较高的情况。方法如下：在下层柱中埋置钢牛腿，型钢构架作为转换梁模板支撑系统，搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。长沙市某大厦(总32层，地下1层)，转换层梁截面高2．Om，宽3．Om，位于5、13层，自重与施工荷载较大，相对标高较高，因此采用该方法。由2榀平面构架组成1榀整体钢桁架，平面构架在预制厂制作，运到工地用塔吊吊至安装部位现场焊接拼装成整体，并与钢牛腿焊牢，如图3所示。
2．2 模板工程
梁侧模可采用组合钢模板或18mm厚覆膜胶合板，为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象， 可在梁内设置对拉螺杆(三14mm)，钢模板也可以设扁钢拉片(厚度三3mm)，螺杆纵横向间距为400～600mm。侧模用钢管作背杠进行锁固， 背杠间距纵横500mm，梁底起拱要求1‰ ～3‰ 。转换层构件的混凝土强度达到100％方可拆除底模。
2．3 钢筋工程
钢筋工程含钢量大，主筋长，布置密，在梁柱节点区钢筋异常密集，绑扎难度大，在实践中，可采取以下措施：
1)为保证梁内钢筋骨架的稳定和便于操作，可在转换梁两侧搭设双排脚手架作为钢筋临时支撑，利用钢管架支撑上部钢筋，待钢筋位置固定并焊接后，撤去钢管脚手架。
2)主筋接头全部采用闪光对焊或锥螺纹接头连接，并注意接头位置，焊接人员均持证上岗，焊接和机械连接均按照规范要求做力学试验，确保焊接及机械连接质量。
3)征得设计同意后，可将箍筋做成开口箍，待梁的纵向钢筋绑扎完成后，再将箍筋焊接成封闭箍。
4)梁的上、下部钢筋伸人柱、墙内锚固长度，腰筋锚固长度及楼板钢筋伸人梁内的锚固长度均按设计要求留设。
2．4 混凝土工程
转换层大梁是结构的关键部位，为大体积混凝土施工，混凝土温度应力是由水化热、浇筑温度和外界气温变化等产生的各种温度应力。为防止大体积混凝土出现裂缝，主要应从降低内外温差(也就是减小温度应力)方面采取措施。具体包括以下五方面的内容：
1)原材料
①选用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥；②加入适量的粉煤灰以减少水泥用量；③加入適量外加剂(减水剂、缓凝剂)使混凝土缓凝，使升温过程延长，降低水化热峰值。
2)合理设置施工缝及确定浇筑顺序有些是分层浇捣，有些是整体浇筑，视腈况而定，确定浇筑顺序，保证混凝土施工不出现冷缝；同时为防止可能停电，造成混凝土施工中断，可在现场设置1台备用发电机。
3)因转换层结构钢筋密集，混凝土浇筑时振捣难度较大，可与试验室协调，选择粒径较小的骨料，在施工中，采用30型混凝土插入式振捣器进行振捣。振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需20-30s，振捣间距 500mm，振捣棒插入下一层50mm深，对梁、柱、墙相交部位振捣时注意振捣密实。振捣以表面水平不再显著下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。
4)掌握混凝土养护过程的温度变化规律埋置足够数量电偶温度传感器作为测温控制点，并定时做好记录。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范《GB50204-2002》的规定，混凝土内外温差不应大于25℃。
5)混凝土内部预埋水管注入冷水循环，使内部降温，外部用碘钨灯照射以提高表面温度，使温差缩小。
6)养护较常用的是用2层湿草袋夹1层塑料薄膜覆盖养护，专人定时浇水， 目的是起到保温保湿的作用，一般转换层结构混凝土的养护期为1个月左右。
3．结束语
高层建筑转换层是建筑结构的关键部位，施工难度较大。在施工组织设计中一定要采用有针对性的措施解决好结构空间关系、自然环境条件、施工组织安排等问题。着重做好下述几个方面工作：①合理设计模板支撑体系(包括下部楼层承载力验算)；②采取适当措施保证钢筋绑扎过程中骨架的稳定；③解决好大体积混凝土的配制、浇筑、测温、养护等方面的问题，确保混凝土质量。只有在科学计算的基础上，精心组织，规范施工，做好旌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。
参考文献：
【1】徐国才 主编 建筑工程施工技术．石家庄．河北人民出版社
【2】赵世新，向军．高层建筑主体结构施工技术[J]． 山西建筑
[3] 博学怡．带转换层高层建筑结构设计建议[J]．建筑结构学报，．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。