谈高层建筑结构转换层施工技术_高层建筑结构施工

　　摘 要：对高层建筑结构转换层的功能及其分类，详细阐述了高层建筑结构转换层施工技术要点。　　关键词：高层建筑；结构转换层；施工技术　　　　高层建筑的结构转换层既是上部结构的“基础”，又是下部结构的“顶板”，在整个高层建筑结构体系中，起到极为重要的连接作用。而高层建筑转换层结构因为承受的竖向荷载很大，同时跨度较大，导致其截面尺寸高而大。而且连续施工强度大，施工过程非常复杂，因此，高层建筑结构转换层施工技术一直以来都是高层建筑的一个难点。
　　1 高层建筑结构转换层的功能及其分类
　　1.1 转换层的建筑功能，在高层建筑中设置转换层可以实现以下建筑功能：
　　1.1.1 提供大的室内空间
　　在传统的剪力墙结构中，剪力墙间距小，适合布置旅馆和住宅的客房层。当需要在底部布置商店、会议室、餐馆、文化娱乐及其他需要较大空间的公用房间时，可以将部分剪力墙通过转换层变为框支剪力墙，用框架柱代替剪力墙，形成大空间剪力墙结构以满足建筑功能的要求。大空间剪力墙结构可以在建筑物下部一层或多层形成大空间。
　　1.1.2 提供大的出入口
　　转换构件沿着建筑平面周边柱列或者角筒市进行布置。外框筒的转换层可以采用衍架、大梁、拱等多种形式的转换结构。
　　2 转换层按结构功能的分类
　　从结构角度看，转换层主要实现以下结构转换：
　　2.1 上层和下层结构类型的转换
　　为了创造一个较大的内部自由空间，转换层将原来的上部剪力墙转换为下部框架。这种转换层可以广泛应用于框架——剪力墙结构和剪力墙的结构中，这种类型的转换层被称为第Ⅰ类转换层。
　　2.2 上层和下层住网、轴线的改变这种转换层结构没有改变上、下层的结构形式，而是通过扩大转换层位下部柱的柱距，以此来形成大柱网。这种转换层常用于外框简的底部形成大入口的情况，这种类型的转换层被称为第Ⅱ类转换层。
　　2.3 同时转换结构形式和结构轴线位置
　　通过转换层结构，上部楼层剪力墙结构可以改变为框架结构，同时将上部楼层和柱网轴线的轴线错开，实现上、下结构错位布置的形成，这种类型的转换层称为第Ⅲ类转换层。
　　3 高层建筑结构转换层施工技术要点
　　3.1 钢筋工程施工
　　3.1.1 合理安排好钢筋就位次序
　　由于梁柱节点区钢筋密集，主筋长，含钢量高，甚至在部分高层建筑大跨度的大梁中使用了大直径的钢筋和工字钢。所以，合理安排好钢筋的就位次序，正确地进行下料和翻样，这是钢筋施工的最为关键之处。在钢筋工程开始施工之前，必须掌握现行规范的有关规定，审核熟悉设计文件，弄清设计意图。钢筋翻样时应该确定绑扎次序、安装顺序和制作尺寸，考虑好钢筋之间的穿插避让关系。
　　3.1.2 钢筋接头焊接
　　高层建筑转换层结构的工字钢一般采用焊接的方式，在焊接完成之后，必须对这些焊接点全部进行无损检测，只有在达到检测标准要求、得到许可证后，才能进行下一步钢筋的安装与绑扎。直径大于32mm 的钢筋应采用机械连接，直径小于32mm的钢筋采用闪光对焊，可采用冷挤压套筒连接和锥螺纹接头连续。当转换板的厚度较大或转换梁的高度较大时，应采取必要的措施来保障钢筋骨架的稳定操作。
　　3.2 混凝土工程施工
　　在大跨度超高度转换梁及转换厚板的混凝土施工时，应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。目前实际工程中采取的措施有：
　　3.2.1 根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件、采用大体积混凝土结构三维有限元温度分析程序，对大跨度超高度转换梁及转换厚板整个过程中的温度状况进行模拟计算，掌握混凝土在浇筑后一个月内的各部位温度的变化规律，为大跨度超高度转换梁及转换厚板的施工提供科学的预测分析和依据。
　　3.2.2 大体积混凝土转换结构施工时，应采取措施控制混凝土内部与混凝土表面温度差小于25℃。
　　3.2.3 工艺流程
　　优选方案→支撑体系设计→模板设计→支模→钢构件制作→钢构件安装→钢筋绑扎→混凝土原材料选择→配合比设计→混凝土搅拌→混凝土运输→混凝土泵送→测温探头布设→混凝土布料→混凝土振捣→泌水及表面处理→混凝土测温养护。
　　3.2.4 混凝土的泵送
　　①现场按施工方案要求布管，布管前检查管内是否有混凝土残留物，如有要及时清理掉，管道固定牢靠，尤其是斜管和垂直管，以减少泵送的压力损失。
　　②泵送前要用清水润湿管道，再用水泥砂浆润滑管道及泵机。
　　③泵机料斗前专人值班，检查拌和物中的大块石头和杂物，在泵送过程中，料斗的混凝土量保持不低于上口20cm，以免泵机吸入率低或吸入空气堵塞。
　　④暂时中断泵送时，应采取倒泵措施，使管中混凝土形成前后往复运动，保持良好的可泵性。
　　3.2.5 混凝土的拌制
　　①加料顺序。采用同掺法，外加剂加拌合水稀释后同其他材料同时掺入，粉煤灰和水泥应同时加入搅拌机。
　　②搅拌要均匀。外加剂在混凝土中应分布均匀，避免局部过量引起不良后果，因此搅拌时间宜延长1min。
　　③投料后，保证2.5min以上的搅拌时间。
　　3.3 转换层底模板的支撑系统
　　高层建筑结构转换层的混凝土自重以及施工荷载是非常大的，因此确定转换层底模板的支撑系统是转换层施工的关键之一。转换层底模板的支撑系统一般有以下三种：
　　3.3.1 满堂红钢管支撑架
　　这种支撑系统适用于板式转换层结构、施工荷载和结构自重相对不太大、转换梁布置较密的施工。这类支撑系统通常立杆下垫200mm×50mm木垫板，立杆间距在600mm×600mm之间，采用钢管脚手架。华西美庐和曼哈顿国际公寓（首座）就采用了这种支撑系统。
　　3.3.2 沿转换大梁方向设置钢管支撑架
　　这种支撑系统适用于转换梁位置不太高、施工荷载较大、转换梁自重较大的结构。在施工之前必须合理设置竖向剪刀撑和水平剪刀撑，确定立杆的间距、步距。
　　3.3.3 型钢构架支撑
　　这种支撑系统适用于转换层位置较高、施工荷载较大、转换梁自重也较大的结构。方法如下：将型钢构架作为转换梁模板支撑系统，在下层柱中埋置钢牛腿，搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。
　　3.4 预应力混凝土转换层结构施工技术
　　由于高层建筑的转换梁（板）上承受着数层甚至数十层结构的荷载，荷载压力较大，预应力筋用量也相应较多，因此在施工时应尽量注意避免出现张拉阶段反拱过大或者预拉区开裂的现象。
　　3.4.1 可以采用择期张拉技术，即在高层建筑转换结构上部施工了七八层之后，再张拉预应力，值得注意的是，必须加强转换结构下的支撑。
　　3.4.2 采用分阶段张拉技术，即通过逐渐施加预应力的方法来不断平衡各阶段荷载，但会出现一个施工费用略高的问题，这是由于张拉次数较多，相应费用较大。
　　3.4.3 配置一定数量的预应力筋在预拉区，用以实现反拱。
　　4 结 语
　　总之，转换层结构已成为现代高层建筑结构发展的趋向之一，转换层结构在高展建筑中的应用使高层建筑结构的发展进入了一个新的发展时期，具有较大经济价值和社会效益，值得大力探讨。