1、试论转换层施工应注意的问题 摘要： 近年来，许多高层建筑结构设计，往往下面结构布置大空间的商场，上部布置小空间的住宅。由于空间功能的复杂化 ,使得建筑结构也随之变化。为了适应上部小空间、下部大空间的功能需要 ,需在两种结构的交接部位设置过渡结构 ,也就是转换层，用以合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。此种类型结构的主要特点为钢筋密集，混凝土一次性浇筑量大，振捣要求高，施工缝留置难度大，模板和排架支撑体系要求高，故此，认真、周密合理地采取施工措施，对保证转换层结构的工程质量乃至整个高层建筑主体结构工程质量至关重要。 关键词：高层建筑 结构转换层 施工注意事项 为了节省土
2、地资源和加强环境优化，现代高层建筑愈来愈受到人们的青睐，高层建筑不仅越建越高，功能综合性也越来越强，在同一栋建筑物中，沿高度方向建筑功能不再单一化，而是不断变化的。下部楼层要做商店、餐饮和文化娱乐设施，上部楼层要布置住宅。这种功能性的变化要求，上部住宅需要小开间的轴线布置和以满足住宅功能的需要，下部需要尽可能大的、自由灵活的空间，要求柱网大、墙体尽量少，以满足商场、餐馆等公用设施的功能要求。从结构受力角度看，为满足建筑功能的要求，上部 布置小空间、需要刚度大的剪力墙，下部布置大空间、需要刚度小的框架柱。为了实现这种结构功能的转换，就必须在结构转化的楼层设置转换层结构。带有转换层结构的高层建筑在
3、沿街建筑中，应用很普遍。 一、转换层概念的常规做法 所谓转换层，就是在两种结构的交接部位设置的，用以合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。 按照不同的结构转换功能，转换层可分为三种类型： 高层建筑上层与下层的结构形式不同，通过转换层完成其从上层至下层不同结构形式的变化。 高层建筑上层与下层的结构形式不变，但 通过转换层完成其从上层到下层、不同柱网轴线布置的变化。 通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式变化、以及柱网轴线布置的变化。 为实现高层建筑内部上、下层结构形式与柱网 (或剪力墙轴线网 )的变化，经常采用以下的结构转换形式：梁式转换、箱形转换、空腹桁架式转换、
4、斜柱转换和板式转换。 1.梁式和箱形转换： 此种形式应用最为广泛，其设计施工相对简单、受力明确，一般用于底部大空间结构。当需要纵横方向同时转换时，采用双向梁的布置。单向、双向梁如果与上下两层的厚板同时工作受力，就形成了刚度很 大的箱形转换层。在进行转换梁设计时，要特别注意转换大梁与上部结构共同工作程度分析，它不仅影响转换梁的内力大小，还可改变其受力状态。 2.空腹桁架式转换： 对于下部是商场、娱乐实施而上部是小开间住宅的情况，一般在它们之间设置一个管道转换层，可以利用设备层的空间，根据上下柱网和轴线的位置，设置桁架。桁架上部的荷载通过桁架传递给下部较大空间的柱或墙上，而设备管道可以在桁架的腹内
5、穿行，做到两全其美。 3.斜柱转换： 斜柱转换形式是较为特殊的一种转换形式，它可以充分发挥混凝土的受压性能，形成更 多更好利用的空间。此种转换会产生较大的水平荷载，在实际工程中可以结合建筑物的平面布置，通过加设拉梁或圈梁，使其以最短的路径相互平衡。转换斜柱尽可能通过较多的楼层，以减少其在上下楼层产生的水平力，使转换层设计更加方便。 4.实体板转换： 当结构上下柱网、轴线错开较多时，难以用梁直接承托时，可以做出厚板，形成板式承台转换层。它的下层柱网可以灵活布置，不必严格与上层结构对齐。类似于许多商住楼，上层为任意形状的剪力墙住宅，下层为规则柱网。因为上下层结构轴线不一致而无法布置转换梁，此时设置
6、厚板，厚度 可达 1.52米。但需要注意的是，因为厚板集中很大的刚度和质量，地震反应强烈。不仅板本身受力大，容易产生震害。例如厚板的上下临层结构出现明显的裂缝和混凝土剥落；此外，在竖向荷载和地震力的共同作用下，板可能发生冲切破坏或剪切破坏，板内必须三向配筋。同时，厚板转换层结构设计与施工比较复杂，材料用量和造价均较高，在抗震设计中问题又较多，故此必须慎用。 二、转换层施工质量保证措施 1.底部模板支撑系统 高层建筑结构转换层，无论是采用厚板、转换梁或箱形结构，混凝土自重和施工荷载是非常大的，通常可以达到 4070KN/。施工单位出于技术和经济方面的考虑，希望在转换层施工时，设置水平施工缝，采用
7、分次浇筑混凝土的方法。目的是适当减少首次浇筑混凝土的重量，在第二次浇筑混凝土时，可以利用第一次浇筑混凝土结构的承载力，使模板支撑系统较为经济，减少施工程本。就目前的施工技术，转换层结构的底部模板支撑系统可以采用如下方法： 作文 (1)荷载传递法支模 一种方案是将转换层梁 (板 )的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板支承楼板的层数应通过计算来确定。另一种方案是充分利用转换层支承柱的传力作用 ，将绝大部分荷载通过梁两端柱面挑出的钢托座，或柱面伸出的多排斜撑杆构成的梁下斜撑支架体系，传递给混凝土柱；另一部分通过楼面设置的竖向支撑构成的梁下排架体系，传递给下面若干个楼层。 (2)埋设型钢法支模
8、 在转换梁中埋设型钢或钢桁架。并与模板连为一体，以承受全部大梁自重及施工荷载，大梁一次浇捣成型，可节省模板支撑材料，转换梁可采用钢骨混凝土结构。 (3)叠合浇筑法支模 应用叠合梁原理将转换层梁 (板 )分为 2 次或 3次浇筑成型，支撑系统只需考虑承受第 1次的混凝土自重和施工 荷载。在水平施工缝 (叠合面 )下，通过力学计算增设附加钢筋 (大梁支座负弯矩钢筋 )，利用第 1次浇筑混凝土形成的梁支承第 2次浇筑混凝土的自重及施工荷载利用第 2次浇筑混凝土与第 1次浇筑混凝土形成的叠合梁。支承第 3次浇筑混凝土的自重及施工荷载。由此，梁下顶撑负荷大大减小，且减少了大量模板支撑材料，同时因混凝土分
9、几次浇筑缓解了大体积混凝土水化热值高、温度应力过大对裂缝控制的不利影响。 转换梁采用叠合法施工时 ,叠合面剪应力 T的作用不容忽视 ,一般可以按下列方法计算 . =(Cx/hE)1/2 式中 Cx 已浇混凝土的阻力系数 ,取 Cx=1000N/cm3; 混凝土的膨胀系数 ,取 =110 -5; T 结构计算温差 ,为混 凝土的降温温差收缩当量温差之和 ; X 计算处距变形不动点的距离 ; S 应力松弛系数 ,取 S=0.42; h 后浇混凝土的厚度 ; E 混凝土的弹性模量 . 其叠合面处理可采用钢筋混凝土剪力墩、预埋竖直插筋或抗剪斜筋，保证上下两个浇筑层的混凝土共同工作。为避免叠合面混凝土出
10、现水平裂缝，在上下浇筑层之间各设置一 层钢筋网， 两层钢筋网间距为 100mm。叠合浇筑法支模施工费用较低，混凝土水化热较小，工程质量有保证，在工期许可的情况下，应大力推广此法。转换层支模风险较大，因此，其模板系统设计应通过力学计算、复核、审批，再上报当地建筑工程质量安全监督部门。施工期间应加强观测、动态管理，严防爆模事故，杜绝倒塌事故。 施工时应注意叠合面的处理，必要时在叠合面处采取适当的构造措施进行处理，以确保转换层结构整体承载力因混凝土的分层浇筑而降低；同时应对叠合层浇筑的转换层结构进行施工阶段的承载力验算。 结构转换层的功 能就是将上部荷载通过正常途径向下传递，不仅内力状态较为复杂，而
11、且与上部的结构形式有很大关系。因此在编制专项施工方案时，对转换层结构的验算，主要是为了控制由于施工原因在结构中产生的附加内力。当转换层结构采用一次性浇筑混凝土时，并不会产生附加内力；但采用叠合原理分次浇筑混凝土时，不仅在混凝土结构中产生了附加内力，而且此内力将永久存在于结构中，因此必须加以控制。 思想汇报 我们在审查某工程转换层专项施工方案时，要求按实际计算的附加内力不得超过相应截面设计计算承载力的 5%，可以通过调整模板支撑体系的刚度 来实现。尽管上述做法会增加模板支撑体系的成本，但确实能够保证结构的质量和安全。 此外，当转换层采用分次浇筑混凝土时，因为首次浇筑的混凝土在第二次浇筑时作为承重
12、结构参与受力，还必须验算其负弯矩区。因为转换层结构的腹部并未配置受力钢筋，方案编制人员应根据实际计算的内力增加配置原设计中未考虑的负弯矩钢筋来保证结构完整的承载力。 2.混凝土工程 在施工转换层混凝土时，应采取措施降低混凝土内部的温度应力，从而控制新浇筑混凝土的温度裂缝。可以采取以下措施： (1) 混凝土配合比设计： 必须委托有 资质的试验室，对各种原材料试验的基础上，设计出合适的混凝土配合比。为控制混凝土内外温差，优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥；适当掺入粉煤灰和矿粉，降低水泥用量使水化热降低；掺入减水剂，较少水泥用量，推迟和降低水化热的出现和峰值，使混凝土表面温度缓慢下
13、降。 (2) 温差控制： 在大体积转换层结构混凝土施工时，应采取措施控制内部和表面温差小于25 ，可采用方法：蓄热保温法 (即：混凝土的养护要把握两个关键，在升温阶段以保湿为主，在降温阶段以保温为主 )，内降外保法 (即在大体积混凝土内部循环 埋管进行通水冷却降温，使大体积混凝土的水化热降低、温升降低，从而减少混凝土内部和外表面的温差，并在混凝土上表面苫盖塑料薄膜以及在底部涂刷保水剂等保湿措施 )，蓄水养护法 (即在混凝土初凝后先洒水养护 2HOURS，随后进行蓄水养护 )。 开题报告 t (3) 混凝土浇筑方法： 为防止混凝土内外温差过大和提高抗拉强度，可以采取的施工方法，分层浇筑时每层混凝
14、土厚度控制在 300500，按施工方案中砼浇筑顺序连续浇筑，并在前一层混凝土初凝之前完成后一层浇筑，避免出现施工冷缝；将转换层结构混凝土按叠合构件进 行施工。 3.转换层施工还应注意： 注意框支梁、框支柱的构造，这个 11G101 中有具体说明； 对于上部结构的插筋要好好核对，不能有错误，如果有错误就没法补救了； 另外还要注意解决上部结构柱墙插筋位移问题的质量通病； 由于转换层钢筋特别多，砼浇筑振捣这也是个易出问题的地方。 由于转换层混凝土浇筑、振捣都比较困难，拆模之后及主体工程完成之后都应做混凝土实体检验和外观缺陷检查，包括混凝土强度、保护层厚度、混凝土缺陷，如空鼓、蜂窝、孔洞均需敲击甚至探伤，若发现问题应认真处 理。 综上所述，在高层建筑转换层施工过程中，结合其楼板厚、梁截面大、结构受力复杂、对模板支撑体系要求高等特点，施工方案尤为重要。根据高层综合楼建筑功能的需要，选择适宜的结构转换层施工方案，不但可以节省材料用量，节省建造费用，同时灵活的将建筑与结构统一，实现建筑使用功能和优美观感的和谐发展。 开题报告 曹昕 吴丽华高层超高大梁转换层施工技术 J.建筑技术 2011,42(5). 程宝坪 结构转换层两次浇筑混凝土施工应注意的问题 . 张秀华 转换层结构设计和施工中若干 问题的分析 .
