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高層建筑轉換層施工質量控制控析:高層建筑轉換層施工質量控制控析

論文關鍵詞：高層建筑；轉換層；結構施工

論文摘要：本文介紹了高層建筑轉換層的施工，并詳細地闡述了轉換層施工的質量控制措施。

1前言

現代高層建筑是向更高、體型更復雜、結構形式更多樣、功能更齊全、綜合性更強的方向發展。然而在設計中，由于結構下部樓層受力較大，上部樓層受力較少，正常布置時是下部剛度大，墻多柱網密，到上部漸漸減少墻，柱擴大軸線間距。為滿足建筑物的功能要求，實現結構布置，必須在結構變換的樓層設置轉換層，轉換層大致有梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式等。本文著重介紹結構轉換層的施工方法及其質量控制。

2鋼筋混凝土轉換層結構的施工

2.1轉換層模板支撐系統

工程中常用以下幾種模板支撐體系：

2.1.1 一次性支模

從轉換層底一直撐到底層地面或地下室底版，需要模板支撐材料，適用于施工現場可用的支撐材料較多，且轉換層位置較低的情況。

2.1.2 荷載傳遞法支模

將轉換梁(板)的自重和施工荷載通過支撐系統傳遞給若干層樓板。支撐樓板的數量應通過設計來確定。另一種方案是充分利用轉換層支撐柱的傳力作用；另一部分通過樓面設置的豎向支撐構成的梁下排架體系傳遞給下面若干個樓層。

2.1.3 疊合澆筑法支模

應用疊合梁原理將轉化梁(板)分2次或3次澆筑成型，支撐系統只需考慮承受第1次的混凝土自重和施工荷載，施工時應注意疊合面的處理，同時應對疊層澆筑的轉換驗算。

2.1.4 埋設型鋼法

支撐。在轉換梁中埋設型鋼或鋼桁架，并與模板連為-體，以承受全部大梁自重及施工荷載，大梁一次澆搗成型，可節省模板支撐材料，轉換梁可采用鋼骨混凝土結構。

搭設模板支撐時，要求上、下層支撐在同一位置。當轉換結構下層空間可采用疊合澆注法或埋設型鋼法支模。設置模板支撐系統后，應對轉換梁(板)及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。結構設計時，應綜合考慮轉換結構的施工方案，建立符合實際的力學分析模式，達到設計和施工的統一。

2.2 混凝土工程施工。

大體積混凝土轉換層施工時，應采取措施防止溫度裂縫：

2.2.1 根據混凝土的配合比和施工氣候及現場條件，預測監控混凝土在澆筑后1個月內的各部位溫度的變化情況。

2.2.2 應采用以下方法控制混凝土內外溫差小于25℃，蓄熱保溫法，即常規保溫方法；內降外保法，即在大體積混凝土內部循環埋管通水冷卻降溫，在大體積混凝土轉換結構的上表面及面采取保濕措施；蓄水養護法，即在混凝土初凝后先灑水養護2h，隨后進行蓄水養護，蓄高度100。

2.2.3 水泥的選用： 采用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥；摻用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化熱相應降低；摻入減水劑，減少水泥用量，使混凝土緩凝推遲水化熱峰值的出現，使升溫延長，降低水化熱峰值，使混凝土的表面溫度梯度減小。

2.2.4 施工方法：先施工轉換結構周圍結構或墻體，防止混凝土表面散熱過快，內外溫差過大；在夏季高溫氣候施工時，采用冰水攪拌，以降低混凝土的人模溫度；分層澆筑混凝土，每層厚300～500mm，并在前一層混凝土初凝之前，將后一層混凝土澆筑完畢；采用疊合梁原理澆筑轉換結構，可緩解大體積混凝土水化熱高、溫度過大對控制裂縫的不利影響。

2.3鋼筋工程施工

轉換梁(板)的含鋼量高，主筋長，梁柱節點區鋼筋密集。因此，正確地翻樣和下料，合理安排好就位次序是鋼筋施工的關鍵。

2.4預應力混凝土轉換層結構施工

施工時采取以下措施防止張拉階段預拉區開裂或反拱過大：

2.4.1 采用擇期張拉技術，即待轉換結構上部施工數層之后再張拉預應力，在此之前轉換結構下的支撐必須加強。

2.4.2 在預拉區配置一定數量的預應力筋用以反拱，該部分的預應力筋是使用階段不需要的。

2.4.3 采用分階段張拉技術，即逐漸施加預應力以平衡各階段荷載，但由于張拉次數較多，施工費用略高。

3轉換層施工的質量控制

3.1 模板安裝、拆除的質量控制

3.1.1 梁側模板的安裝

應采用30 mm×2．5mm的扁鐵作為拉片，其長度為梁截面寬度加2倍鋼模板肋高，兩端適當位置鉆孔；鋼模外側應用似8鋼管扣件夾具豎向夾住梁的模板，每根小橫桿上設置一付夾具，并用水平背桿將這些夾具橫向連通；梁、板支撐的部分橫向水平桿的端部應頂住梁的兩側模板，并與鋼管扣件夾具連接，以承受新澆筑混凝土的側向壓力；為確?；炷敛宦{，應采用塑料泡沫條或毛草紙對拼縫進行嵌縫；當梁、板的跨度不小于4000mm時。若無設計要求，梁、板底模應按全長跨度的2％起拱量起拱。

3.1.2底板模板的安裝

板底模板宜采用2000mm×1000mm×18mm的竹壓板，竹壓板周邊可采用鍍鋅鐵皮包邊，以減輕因碰撞造成的損壞。在鋼管支撐架頂部水平桿上先平鋪150mm×50mm的木拐，間隙距200mm；安裝模板后，用釘子將模板與木枋固定。拼縫采用寬50mm的不干膠帶封閉，以確保板縫處不漏漿。模板安裝完成后，澆筑混凝土前需由項目技術負責人組織有關人員進行模板工程驗收，合格后方準澆筑混凝土。

3.1.3模板的拆除

混凝土澆筑完成后，對于板，當混凝土強度達到設計強度75％時，對于梁，若跨度不大于8m，當混凝土強度達到設計強度75％時，若梁跨度大于8m，當混凝土強度達到設計強度的100％時，才允許拆除模板及支撐系統。模板拆除前，須由施工人員提出模板拆除申請，由項目技術負責人組織有關人員進行驗證，符合有關規定后方準予拆除模板。

3.2 鋼筋安裝的質量控制

對于梁內同一位置有多層鋼筋時，為確保受力鋼筋位置，擺放平直，即采用 25的短節鋼筋橫向水平放置于兩層鋼筋之間，楞頭鐵間趾為沿梁長方向每1000mm長放置一根，且每層受力鋼筋之間豎向排，均用楞頭鐵隔開。

梁底部鋼筋的混凝土保護層厚度為25mm，其墊塊可用預制的(20以上細石混凝土小方塊作墊塊；但對于截面高度在1200mm及以上的框架梁，由于其鋼筋直徑在 25及以上，且根數又很多，因此鋼筋自重很大，細石混凝土墊塊已不能承受其荷載。必須采用 14～ 20，長度為1．4倍梁截面寬度的短節鋼筋作墊塊，將此短鋼筋與底層縱向受力鋼筋約呈45。夾角平放在底模板與底層箍筋之間，或采用專用料混凝土保護層墊塊。

轉換層主、次梁的上層承重結構的柱、薄壁柱或剪力墻等，其結構鋼筋必須插入轉換層的梁、柱內，并與梁、柱內的鋼筋焊牢固定，且在距樓面50mm處設置二道箍筋，以確保上部結構鋼筋位置正確。

3.3混凝土澆筑的質量控制

3.3.1混凝土配合比設計

混凝土配合比設計，必須由具有相應設計資格的試驗室在對施工現場使用的水泥、砂、石、外加劑等進行試(檢)驗的基礎上，設計出混凝土配合比。為防止在澆筑中出現施工冷縫，要求在混凝土配合比中添加緩凝減水劑。

3.3.2混凝土澆筑及下料方法

混凝土澆筑采取從房屋一端的邊梁開始澆筑，在邊梁澆筑完成后再澆筑垂直于該邊梁的其余各框架梁，澆筑長度至相鄰軸線的框架柱暫停，再返回澆筑樓蓋板混凝土，以此澆筑方法類推，向前平行推進，直至澆筑完成。在澆筑框架梁混凝土過程中，對于截面高度為1 800 m的梁應采用4次下料澆筑，4次振搗，每次澆筑厚度不大于500m 的方法；相應地對于截面高度為1 200m 的梁應采用3次下料，3次振搗的方法；以確?；炷撩軐?，不出現施工冷縫，并有利于減小梁側模板承受的側向壓力。

計量工必須嚴格控制混凝土的配合比，水泥(散裝)、砂、石、外加劑等必須認真過稱計量，外加劑由專人負責計量下料，保障供應，如采用商品混凝土也應保障供應。

4結束語

近年來，在工程實踐中采用了以上行之有效的質量保障，確保了在建工程的支撐系統穩定牢固，模板系統嚴密，鋼筋數量及位置，混凝土密實，構件幾何尺寸，表面平整，橫平豎直，線角順直方正。同時也符合設計強度要求，滿足規范、標準要求，滿足強制性條文要求。高層建筑結構的多樣性勢必帶來轉換層形式的多樣性，轉換層的施工應事先針對工程的具體情況制定詳細的施工方案，并精心組織施工，同時充分創造有利條件變不利施工為有利因素，以達到降低施工難度、節約施工成本、保障工程質量的目的。

高層建筑轉換層施工質量控制控析:淺析高層建筑中轉換層的施工技術

論文關鍵詞：轉換層；模板；混凝土工程

論文摘要：轉換層的施工質量直接影響整個高層建筑的結構安全。因此，控制轉換層的施工質量，有著重要作用。本文對轉換層施工中的重點對其中的模板及混凝土工程的施工進行了探討。

1 轉換層結構的整體施工特點與控制要點

1.1 施工特點

轉換層的自重和施工荷載往往非常大，應選擇合理的模板支撐方案，并進行模板支撐體系的設計。設置模板支撐系統后，轉換結構施工階段的受力狀態與使用階段是不同的，應對轉換梁及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力的驗算。

對大體積混凝土轉換層，混凝土施工時應考慮采取減小混凝土水化熱的措施，防止新澆混凝土的溫度裂縫。

轉換層的跨度和承受的荷載都很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應采取措施保障鋼筋骨架的穩定和便于鋼筋的布置。

利用鋼骨架或預應力卸荷。在轉換層結構中使用鋼骨混凝土和預應力技術可以減輕自重、改善結構的整體抗震性能。設計模板支撐時可以利用己經成型的水平鋼骨或預應力平衡部分或全部施工荷載，極大改善支撐受力性能，這種措施適用于轉換層與上部結構沒有形成整體工作的情況如上部采用的是小柱網框架或開口剪力墻、壁式框架等結構形式。

1.2 施工控制要點

轉換板的自重、施工荷載以及所承受的上部結構荷載往往非常大，所以應選擇合理、可行的模板支撐方案，并根據轉換板的結構特點進行模板支撐體系的設計。

轉換板承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應采取措施保障鋼筋骨架的穩定。

對于大體積混凝土轉換板，施工時應考慮采取減小混凝土溫度差值、溫度變化以及混凝土收縮徐變的措施，防止新澆混凝土產生溫度裂縫和收縮裂縫。

應及時做好轉換板施工期間板的變形、混凝土施工溫度的監測，及時掌握各種對施工質量不利的情況，并及時采取措施進行預防和糾正。

2 模板及支架的施工

2.1 斜撐的施工要點

所有斜撐桿按小于或等于450角設置，排距沿柱面豎向為lm，梁底斜撐桿同梁底模板的外鋼楞相協調，間距為400mm，其上端伸至模板底并與梁度模外鋼楞相扣接，并作雙扣件抗滑移保險，斜撐桿的下支點主柱面預留的內設定位短筋的凹槽，最下排斜撐桿的下支點為所在樓層的柱根部。

梁底斜撐支架盡量與梁下排架同時搭設，如跟不上，也必須保障在大梁鋼筋骨架就位前搭設完畢，以確保斜撐支架與梁下排架同步受力。所有斜撐桿要盡量與梁下排架的立桿、橫桿相扣接(用轉向扣件)，同時與樓層滿堂架連體，以增強斜撐支架的整體性和穩定性。

2.2 立桿和掃地桿的施工要點

立桿的上端直接與梁底的內楞、外楞分別相扣接(外楞緊貼在內楞下面)，從而形成雙扣件抗滑移保險.立桿的下端支撐在樓面上鋪設的通長木板上設置的鋼墊塊上。梁下排架下設掃地桿，中間設兩道大小橫桿，梁底排架兩側，橫向設置斜撐，縱向設置雙肢剪刀撐，同時將梁下排架與樓層滿堂架連為一體，以增加排架的空間剛度。

2.3 鋼管支撐的施工要點

支撐體系中，一定要注意檢查木楔是否頂緊、釘釘子、防滑動，這是避免鋼管直接作用于樓板形成集中荷載的關鍵。

用 48x3.5碗扣式腳手鋼管搭設排架作為轉換結構模板支架，可調支托安放于鋼管支撐頂端，再把小中48x3.5鋼管安放在可調支托上，碗扣式鋼管立柱承受的是軸向力。作用在模板支架上的荷載特別大，用鋼管碗扣腳手架做支撐最關鍵的問題是不能出現模板支撐倒塌事故，否則損失和影響極大，因此，即使在排架三維間距均滿足設計要求條件下，仍須采取必要的附加保障措施。利用轉換結構區域的邊緣構件如框架柱、剪力墻卸失一部分荷載。中間部分用綱管與柱子鎖緊。

對進場的構配件進行檢查驗收，扣件及底托等要有出廠合格證，碗扣腳手架要檢查碗扣與桿件的焊接質量，桿件的變形情況。達到規定后方可使用?？奂稀朵摴苣_手架扣件》的規定要求。

各級共同制定施工方案，并逐級進行技術交底，參照公司的碗扣式腳手架施工工法及己施工的梁式轉換架體支設的經驗進行施工，執行《組合鋼模板技術規范》和《建筑施工扣件式腳手架安全技術規范》。

用經緯儀和鑰尺在己澆筑混凝土的地坪上找出立桿的縱橫位置。為分散荷載，立桿支托下墊50mm厚木板，下設掃地桿。碗扣要鎖緊，扣件使用力矩扳手核準擰緊力的要求。斜撐按施工方案的要求進行設置。

混凝土澆筑過程中注意觀察架體的變形情況，混凝土澆筑要求兩個搓子從中間向兩邊對稱澆筑。下層混凝土強度達到設計強度的75%后才能澆筑上層混凝土，澆上層混凝土之前，先將架體支頂松開，讓己澆筑混凝土變形受力后再頂緊支撐，這樣使己澆混凝土和架體共同承擔、共同作用來承受上部荷載。

3 混凝土工程的施工分析

3.1 原材料要求

水泥：在滿足強度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱或中熱的礦渣水泥、火山灰水泥(發熱量270-290Kj/kg)，嚴禁使用安定性不合格的水泥。

骨料：粗骨料碎石和卵石均可，應采取連續級配。其較大粒徑不得大于鋼筋最小凈距的3/4。當采用泵送混凝土時，為了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有機雜質，其含泥量應小于等于1%。

細骨料宜選用粗砂或中砂，含泥量應小于等于3%。當采用泵送混凝土時，其粗細率以2.6-2.8為宜。控制細砂以0.3二篩孔的通過率為15%-30%；0.15mm篩孔的通過率為5%-10%。

粉煤灰為了減少水泥用量，可摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的燒失去量應小于15%，SO3應小于3%,SiO2應大于40%，并應對水泥無不良反應。

外加劑為了滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發熱量的要求，宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。

3.2 施工準備

大體積混凝土施工前的準備工作，除按一般混凝土施工前必須進行的物質準備、機具準備、技術準備和現場準備外，應根據其施工的特殊性，做好附屬材料和輔助設備的準備工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水設備、水泵、測溫設備等。尤其要做好施工方案的編制工作。施工方案編制的重點，應該是：①根據減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結合措施。②通過熱工計算，確定混凝土入模溫度以及對材料加熱或降溫的措施。③確定混凝土攪拌、運輸和澆筑的方案。④制定混凝土的保溫方案。⑤保障工程質量、安全施工和消防措施的制訂。

3.3 混凝土澆筑要點

轉換梁混凝澆筑量大，澆筑速度塊，總的澆筑時間長，又要考慮溫度應力的

影響，因此，施工過程中要注意以下幾點:

混凝土施工盡量安排在白天進行，并確?；炷恋妮斔筒婚g斷。混凝土澆筑應分層進行，每層高度控制在300--5OOmm。每層間隔時間1.5-2h。

混凝土的振搗采用機械振搗為主，人工扦插為輔。插入振動器宜采用快插慢拔，振動時間以出現泛漿為準，同時插入點距離應在振動棒有半徑1.25倍范圍內。在梁柱節點處，若鋼筋太密，振動不能插入，則采用鋼扦插，在梁柱側模用橡皮錘敲打，用人工振搗來彌補。

樓板混凝土澆筑，除在梁處采用插入式振動器外，其余均采平板振動器沿垂直澆筑方向來回振搗。平板振動器依口成排進行，且排與排之間應有一定的搭接，確保混凝土不漏振，以達到其密實度。為保障樓板混凝土厚度，除在柱墻筋外注有標高標志外，還應加設用鋼筋制作而成的移動式高度控制件，用于控制板厚，以保障板厚，滿足設計要求。

泵送施工全過程除了按常規操作外，應注意以下幾點：

布管及拆管要嚴格配合施工順序和施工縫留設要求。管泵送前，加強壓送水濕潤管和泵體，必要時將濕麻袋覆蓋于泵管上，降低混凝土溫。泵送過程中，有泵管與溜槽配合，控泵送沖擊力，避免撓動深梁錨固筋?；炷寥肽囟瓤刂?。入模溫度直接影響混凝土的中心溫升值，固而降低入模溫度是轉換層大體積混凝土施工重要控制內容之一。

高層建筑轉換層施工質量控制控析:高層建筑結構轉換層

摘要：本文介紹了高層建筑的發展特點，并且提出目前高層建筑的發展趨勢，既集吃、住、辦公、娛樂、購物、停車為一體的綜合建筑。由于空間功能的復雜化，使得建筑結構也隨之變化。為了適應上部小空間下部大空間的功能需要，需在兩種結構的交接部位設置過渡結構，也就是轉換層。因高層建筑結構的多樣性，轉換層也呈現多種形式。

關鍵詞：高層 結構 轉換層 多樣

在我國高層建筑發展的早期階段，所設計建造的高層建筑大都為單一用途，例如高層住宅、高層旅館、高層辦公樓等。近年來高層建筑發展迅速，建筑朝體型復雜、功能多樣的綜合性方向發展，因而相應的結構形式也復雜多樣。后來陸續開始在高層住宅底層設置生活福利設施，并且開始大量興建集吃、住、辦公、購物、停車等為一體的多功能綜合性高層建筑，尤其是在城市主干道兩側，并已成為現代高層建筑的一大趨勢。

高層建筑功能綜合化的優點：

(1)將各種使用功能的建筑單元集中布置并上下組合在一起，使用上更方便省時，為人們提供良好的生活環境和工作條件，適應現代社會高效率、快節奏生活的需要；

（2）集中緊湊的建筑布置，達到建筑面積較高利用率，相應集中緊湊的管道線路，有利于節約建設投資及減少能源消耗，也有利于物業管理，節約管理經費；

（3）可減少建筑占地面積，節約土地費用，增加城市的綠化面積。

一、多功能綜合性高層建筑結構體系的特點

從建筑使用功能而言，在設計中，通常將大柱網的購物商場、餐廳、娛樂設施設于多功能綜合性高層建筑的下層部分，而將較小柱網、較小開間的住宅、公寓、旅館、辦公功能的建筑設于中、上層部分。這種建筑使用功能的特點相應決定了多功能綜合性高層建筑結構體系的特點。由于不同建筑使用功能要求不同的空間劃分布置，相應地，要求不同的結構形式，如何將他們之間通過合理地轉換過渡，沿豎向組合在一起，就成為多功能綜合性高層建筑結構體系的關鍵技術。這對高層建筑結構設計提出了新的問題，需要設置一種稱為“轉換層”的結構形式，來完成上下不同柱網、不同開間、不同結構形式的轉換，簡單地說，就是上下兩層的結構不一樣，必需設置一個轉換層來“承上啟下”。結構上的轉換層概念，主要是指在整個建筑結構體系中，合理解決豎向結構的突變性轉化和平面的連續性變化的結構單元體系。它在主要滿足結構安全功能要求的同時，多數情況下解決一些特殊技術性建筑功能要求。比如在結構轉換層空間內布置管道、設備等等。這種轉換層廣泛應用于剪力墻結構及框架—剪力墻等結構體系中。

二、轉換層的類型及其工程實例

按照不同的結構轉換功能，轉換層可分為三種類型：

1、高層建筑上層與下層的結構形式不同，通過轉換層完成其從上層至下層不同結構形式的變化。

1）工程實例之一—北京南洋飯店。地面以上24層，總高度為85m。第1～4層為框架結構，第6層以上為剪力墻結構，第5層為轉換層，剪力墻的托梁高度為4.5m，底層柱較大直徑為1.6m；

2）工程實例之二－廣東肇慶星湖大酒店，34層，總高度為118.4m，6層以上客房采用剪力墻結構，5層處設置轉換大梁，截面尺寸為0.5m×2.5m，轉換為下層的框架結構。

2、高層建筑上層與下層的結構形式不變，但通過轉換層完成其從上層到下層不同柱網軸線布置的變化。

1）工程實例之一－香港新鴻基中心，51層，總高度為178.6m，筒中筒結構體系。1～4層為大空間商業用房，5層以上為辦公樓。外框筒柱距為2.4m，為解決底層大柱網入口處上、下不同結構柱網軸線的轉換，采用截面尺寸為2.0m×5.5米的預應力混凝土大梁，將下層柱距擴大為16.8m和12m；

2）工程實例之二－香港康樂中心，52層，總高度為178.7m，筒中筒結構體系，外筒為薄壁剪力墻筒，墻厚由底部的500mm變化到頂部的150mm，墻上開由圓形的窗洞。在底層入口進行了轉換：通過采用截面尺寸為2.2m×3.56m的預應力混凝土大梁作為轉換大梁，將外筒全部豎向荷載通過10根外柱傳至下部基礎。

3、通過轉換層同時完成高層建筑上層與下層結構形式與柱網軸線布置的變化。

1）工程實例－香港Harber Road Development大廈。49層，總高度為180m，上層為小柱距框筒結構，通過截面尺寸為1800m(b)×4250m(b)的預應力混凝土大梁的轉換，將下層柱距擴大為9.6m和12m。

三、內部結構采用的轉換層結構形式

為實現高層建筑內部上、下層結構形式與柱網的變化，可以用以下的結構轉換形式：

1、梁式轉換

由于它受力明確，設計與施工簡單，一般用于上層為剪力墻結構，下層為框

架結構的轉換。當縱、橫向同時需要轉換時，可采用雙向梁布置的轉換方式。前述的北京南洋飯店，廣東肇慶星湖大酒店都是采用梁式轉換層。

2、板式轉換層

當上、下柱網、軸線有較大錯位，不便用梁式轉換層時，可以采用板式轉換方式。板的厚度一般很大，以形成厚板式承臺轉換層。它的下層柱網可以靈活布置，不必嚴格與上層結構對齊，但板很厚，自重很大，材料用量很多。

3、箱式轉換層

當需要從上層向更大跨度的下層進行轉換時，若采用梁式或板式轉換層已不能解決問題，這種情況下，可以采用箱式轉換層。它很像箱形基礎，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉換。

4、桁架式轉換層

這種形式的轉換層受力合理明確，構造簡單，自重較輕，材料節省，能適應較大跨度的轉換，雖比箱式轉換層的整體空間剛度相對較小，但比箱式轉換層少占空間。

5、空腹桁架式轉換層

這種形式的轉換層與桁架式轉換層的優點相似，但空腹桁架式轉換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉換層則具有斜撐竿。空腹桁架式轉換層在室內空間上比桁架式轉換層好，比箱式轉換層更好。

四、外圍結構采用的轉換層結構形式

前述轉換層結構形式主要用于內部結構的上、下層轉換。對于外圍結構，往往由于建筑功能的需要在底部擴大柱距，一般采用梁式轉換、絎架式轉換、墻式轉換、間接式轉換、合柱式轉換、拱式轉換。美國紐約世界貿易中心采用合柱式轉換。

以下介紹兩種形式的結構轉換：

1、V形柱式結構轉換

重慶銀星商城，總建筑面積49800m2，地上28層，總高度101.2m，為商住、商貿綜合樓，1～9層為商場，基本柱網為7.80m×7.80m及7.80m×9.30m,第10層為技術層及物業管理，第11～26層為住宅，第27層及第28層為電梯技術間及水箱間。由于上部住宅的柱網、軸線與下部商場不能重合，對前述的轉換層結構形式都不適合該工程的特點，而且材料用量及造價均較高。后來在第9層與第10 層利用兩層空間設置了4根V形柱來完成結構轉換。

在該設計中V形柱占據兩層空間。其斜度為1/5.3，在上面一層為兩肢對稱的斜柱，到下面一層合成為實腹的倒梯形狀，雙斜柱的截面積之和不小于下面倒梯形柱的截面積。在斜柱的頂部用拉梁互相聯結，同時在斜柱的外跨框架梁采取加腋措施。采用V形柱式結構轉換時，該層梁的剪力及彎矩要小的多，同時節省了材料用量及比較。

2、斜柱式結構轉換

沈陽華利廣場大廈，33層，總高度115m，框架－核心筒結構體系。7層以上用作寫字間、公寓，環繞圓形核筒設有16根走廊柱，目的是為了減小呈輻射狀平面布置的主梁的跨度，并相應減小層高，然而，在7層以下，這16根環狀布置的柱對商場的布置是不需要的，應予去除，這就構成了上、下層結構轉換的問題。

在設計中，采用了斜柱雙環轉換結構。將轉換層以上16根環狀平面布置的豎直柱，在兩層樓高范圍內，一律向核心筒方向轉折，最終予核心筒相交。魚油核心筒內設有電梯、樓梯、管道井、樓板，樓板開洞較多，這16根斜柱內力的水平分量主要由核心筒外的圓環形樓板來承受。在斜柱頂部的樓層梁板出現環向拉力，在斜柱底靠近核心筒的樓層梁板則出現環向壓力，。于是，相應分別在斜柱頂與斜柱底設置了抗拉環梁與抗壓環梁，在設計中將環梁、樓板、斜柱頂主環梁的中心置于同一水平面上。

由于斜柱在其與豎柱相交處產生水平分力作用于樓層，對該水平力好的處理辦法是設法在最短的傳力途徑上予以平衡消失。就這點來說，斜柱宜成對稱設置。如重慶銀星商城大廈。而沈陽華利廣場大廈雖用的是單斜柱，但它對核心筒呈對稱環狀分布，在斜柱頂部的環向拉力及斜柱底部的環向壓力分別由抗拉環梁與抗壓環梁來承擔。斜柱穿越的層數最少是一層，也可根據需要穿越2～3層，增多穿越的層數可使斜柱對樓層的水平分力大為降低。

根據高層綜合樓建筑功能的需要，選擇適宜的結構轉換層，不但可以節省材料用量，而且也可以節省建造費用。同時靈活的將建筑與結構統一，實現建筑之美。

高層建筑轉換層施工質量控制控析:高層建筑結構轉換層設計研究

摘 要：本文結合多年工作經驗，對高層建筑結構轉換層設計談一些看法。

關鍵詞：高層建筑 結構轉換層 設計

現代多功能高層建筑常常設置轉換層，大震作用下，易形成薄弱層，轉換層位置較高時，轉換層下部落地剪力墻及框支結構易開裂和屈服，上部墻體易于破壞，從而不利于抗震。本文結合多年工作經驗，對高層建筑結構轉換層設計談一些看法。

一、高層建筑結構轉換層概念

1、轉換層的定義和功能

因建筑物功能的需要，上部需要小開間的軸線布置，需要較多的墻體；下部則希望有盡可能大的空間，柱網要大，墻體要盡量少。因而，上部部分豎向桿件不能直接連續貫通落地。而通過水平轉換結構與下部豎向桿件連接，這樣構成的高層建筑稱為帶轉換層的高層建筑結構。轉換層主要實現以下功能：

（1）上層和下層結構類型轉換。多用于剪力墻結構和框架-剪力墻結構，它將上部剪力墻轉換為下部的框架，以創造一個較大的內部自由空間。

（2）上、下層的柱網、軸線改變。轉換層上、下的結構形式沒有改變，但是通過轉換層使下層柱的柱距擴大，形成大柱網，并常用于外框筒的下層形成較大的入口。

（3）同時轉換結構形式和結構軸線布置。即上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變為框架的同時，柱網軸線與上部樓層的軸線錯開，形成上下結構不對齊的布置。

2、結構轉換層常見類型

轉換層根據建筑功能的需要，可作為正常使用的樓層，但應有較大的層高作為保障；在層高受限制或設備專業需要時，也可以作為設備層，在結構型式上，轉換層在設計常分為以下幾種類型：

（1）梁式轉換層，即將上部剪力墻在框支梁上，再由框支柱來支撐框支梁的結構受力體系。當需要縱橫向同時轉換時，則采用雙向梁布置。其優點為傳力3直接、明確，傳力途徑清楚，受力性能好，構造簡單，施工較方便，設計計算較容易，是目前應用最廣的轉換層結構型式。一般運用于底部大空間的框支剪力墻結構體系。

（2）桁架式轉換層。該結構形式是由梁式結構轉換層變化而來的，整個轉換層由多榀鋼筋混凝土桁架組成承重結構，桁架的上下弦桿分別設在轉換層的上下樓面的結構層內，層間設有腹桿。由于桁架高度較高，所以下弦桿的截面尺寸相對較小。桁架分為空腹桁架和實腹桁架2種，它可以是鋼桁架，也可以是鋼筋混凝土桁架，在鋼筋混凝土高層結構中常用鋼筋混凝土桁架。與梁式轉換層相比，它的整體性好，受力性更加明確，自重較小而抗震性能好，而且便于管道的安裝與維護等，但在施工上比較復雜，在設計上表現為節點的設計難度較大。

（3）箱式轉換層，當轉換梁截面過大時，設一層樓板已不能滿足平面內樓板剛度無限大的假定。為了使理論假定和與實際相符，可在轉換梁梁頂和梁底同時設一層樓板，形成一個箱形梁，箱形梁的這種轉換結構，一般宜遍布全層設置，且沿建筑周邊環通構成“箱子”，即稱箱式轉換層。箱式轉換層的重要優點在于，轉換梁的約束強，剛度大，整體受力效果好，上下部傳力較為均勻，還可將其利用作為設備層，其缺點是施工復雜，造價較高。此外，轉換層還有厚板式轉換層、桁架式轉換層等。但大都因受力復雜且施工難度大、經濟效益不高而實際應用相對少。

二、高層建筑轉換層設計要點

1、高層建筑的轉換層結構布置

轉換結構可以根據其建筑功能和結構傳力的需要，沿高層建筑高度方向一處或多處靈活布置（或是樓層局部布置轉換層），且自身的這個空間既可以作為正常使用樓層，也可以作為技術設備層，但應該保障轉換層有足夠的剛度，以防止沿豎向剛度過于懸殊。當建筑物較高柔（如框架-核心筒結構），整體剛度可能不足，在結構豎向的一定部位設置水平剛性樓層（加強層），人為地加強結構的整體彎曲效應，這時轉換層可同建筑物的加強層、設備層等統一考慮。對大底層上部為多塔的建筑，塔樓的轉換層宜設置在裙樓的屋面層，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中間出現剛度特別小的樓層，減小震害。對部分框支剪力墻高層建筑結構，其轉換層的位置，7度區不宜超過第5層；8度區不宜超過第三層。

2、高層建筑的轉換層結構要保障抗震性能

高層建筑要考慮的層面不是簡單的舒適度這樣的問題了，還要考慮抵御自然災害的能力，我國近幾年來地震頻繁，受災情況有目同睹，因此在高層建筑的

實際中已把這個情況列為首要追蹤的關鍵性問題，下面就對減免自然災害帶來的問題進行思考，找出解決的策略。一方面由于地震震感極強，在高層建筑的轉換層設計上就要加強抵御震力的能力，對轉換層的上下層次要做重新的設計，盡可能的把上下的豎向構架進行重新的分配，對樓板也要進行剪力的重新構造，減弱平面內的受力狀況，加強地震剪力的安置，這是至關重要的，不可忽視。

對帶轉換層的剪力墻結構及帶轉換層筒體結構這兩類轉換結構，通過轉換層上下層間位移角及內力變化情況的分析，可得出影響其抗震性能的主要因素，分別是：轉換層設置高度、轉換層上部與下部結構等效剛度比、轉換層結構與其上層結構側向剛度比。對帶轉換層筒體結構其主要影響因素表現為轉換層上部外筒的剛度、轉換層設置高度和內筒剛度對轉換層位置較高的帶轉換層的剪力墻結構僅僅控制轉換層上、下樓層的側向剛度比是不夠的，還應控制轉換層上部與下部結構等效剛度比，轉換層上部與下部結構的等效剛度比越大，轉換層上下層間位移角及內力突變情況越明顯，設計時應當加以控制，使其盡量接近于1，且不大于1.3。帶轉換層的筒體結構，如轉換層上部的外筒為框架，一般情況下不會發生剛度突變，但建立傳力途徑的變化仍然存在。

3、高層建筑轉換層結構的過度受力及軸壓比控制

（1）過度受力。高層建筑轉換層的結構設計，不是我們想象的那么簡單，在這個過程中，樓層的梁面和柱面分別有兩種表現形式，從柱面來看，主要的突出表現有強柱和弱柱，從梁面來看主要由強梁和弱梁。不要輕視這兩個構件，它們直接影響著轉換層的豎向負載能力以及構架的內力，在高層建筑施工期間，對施工的進度和時間也有一定影響，尤其是在轉換層構架與若干層構架同時出現在施工階段的時候，這個構架的內力變化尤為突出，若不及時采取措施，必會因為施工階段轉換構件的過渡受力而影響高層的進度，造成高層建筑施工延時延工。

（2）控制軸壓比。高層建筑中轉換層還要注意軸壓的比率，盡量控制這個比率，我們知道，轉換層的支梁和支柱在內交角的位置，有一個突出的應力表現情況，由于深受水平負載以及垂直負載的雙重影響，柱子的橫截面，柱子的剪力，以及柱子的彎矩在相對條件下較小，所以軸壓力的承受力主要受框支柱所支撐，轉換層以上的墻體垂直負載和水平負載差不多都能借助板平面內的剛度傳遞給落地剪力墻，因此要嚴格控制框支柱的軸壓比。例如，在一高層建筑實處，設計的方案是這樣的：抗震設計時框支柱的軸壓比小于0.6，砼的強度等級高于c20，但低于c30，采用螺旋箍圍繞框支柱全高密度較小，箍筋直徑要不足10，問距不足100rnm，這個設計方案，在真正實行的過程中限制了柱箍筋配箍率，減弱了轉換層柱的抗剪能力。因此要切合實際的對高層建筑進行科學的檢測，確保萬無一失。

三、結束語

總之，任何事物的都要根據具體的實際的問題出發，根據客觀存在的條件，根據高層建筑中的實際問題，依據不同的特點和特征，適當將物理學中的力學因素參考進來，遵循事物發展的規律，尊重自然的情況下，設計出方案。另外，在設計上不要循規蹈矩，打破以往的設計因素，確保方案設計的性、科學性，減少高層建筑施工中的風險和難度。

高層建筑轉換層施工質量控制控析:溶洞地貌下高層建筑施工的轉換層鋼筋工程

溶洞地貌下高層建筑施工的轉換層鋼筋工程

1 轉換層

1.1 轉換層的分類

按結構功能，轉換層可分為三類：1．上層和下層結構類型轉換。多用于剪力墻結構和框架－剪力墻結構，它將上部剪力墻轉換為下部的框架，以創造一個較大的內部自由空間。2．上、下層的柱網、軸線改變。轉換層上、下的結構形式沒有改變，但是通過轉換層使下層柱的柱距擴大，形成大柱網，并常用于外框筒的下層形成較大的入口。3．同時轉換結構形式和結構軸線布置。即上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變為框架的同時，柱網軸線與上部樓層的軸線錯開，形成上下結構不對齊的布置。而本例由于1-4層為裙樓，計劃用于商業用途，需要在內部形成較大的自由空間，因此采用的上、下結構類型轉換的方式修建轉換層。用尺寸較大的梁、板來承受上部荷載并傳遞給下部的框架結構。

2 工程概況

2.1 工程及組織機構概況

本工程總用地面積為23843.0m2，總建筑面積257424.84m2，共有建筑子項目10個（1-8#樓、商業、地下車庫）,分為一期、二期實施。(詳見表1)

2.2 轉換層設計概況

本工程框支剪力墻結構，第五層為梁式轉換層，作為特殊的結構層，其梁的截面尺寸均較大。

2.2.1 主要構件尺寸

板、梁、柱的主要尺寸（詳見表2）

2.2.2 其他情況

轉換層層高5.55m，豎向構件混凝土強度為c50；梁、板混凝土等級為c50，框支梁（轉換梁）需添加聚丙烯纖維，摻量0.7kg/m3，梁板需添加抗裂防水劑，控制膨脹率0.03％。

3 具體施工部署

3.1 轉換層鋼筋工程

3.1.1 鋼筋安裝綁扎

3.1.1.1 鋼筋安裝順序

柱鋼筋→墻鋼筋→梁鋼管架定位→短跨主梁（及時排面筋、底筋）→短跨主梁（二、三排底筋、面筋）→長跨主梁鋼筋（及時排面筋、底筋）→長跨主梁鋼筋（二、三排底筋、面筋）→次梁鋼筋→梁柱接頭位置箍筋綁扎→腰筋→拉勾、梁底墊塊→短跨板筋→長跨板筋→馬凳筋、墊塊

3.1.1.2 框架柱

豎向鋼筋的彎鉤應朝向柱心，角部鋼筋的彎鉤平面與模板面夾角，對矩形柱應為45°角，截面小的柱，用插入振動器時，彎鉤和模板所成的角度不應小于15°。

箍筋的接頭應交錯排列垂直放置；箍筋平直部分及箍筋轉角與豎向鋼筋交叉點均應滿扎扎牢。綁扎箍筋時，鐵線扣要相互成八字形綁扎。

下層柱的豎向鋼筋露出樓面部分，宜用工具或柱箍將其收進一個柱筋直徑，以利上層柱的鋼筋搭接，當上下層柱截面有變化時，其下層柱鋼筋的露出部分，必須在綁扎梁鋼筋之前，先行收分。

柱鋼筋綁扎時，在梁柱接頭處用鐵釘加鐵絲或頂部臨時鋼管固定，保障柱豎向鋼筋垂直度在規范內，（詳見圖1）

3.1.1.3 墻

墻的鋼筋網綁扎同基礎。鋼筋有180°彎鉤時，彎鉤應朝向混凝土內側。

采用雙層鋼筋網時，在兩層鋼筋之間，應設置拉鉤以固定鋼筋的間距。

3.1.1.4 梁與板

梁縱向受力鋼筋出現雙層或多層排列時，兩排鋼筋之間應墊以同直的短鋼筋。

箍筋的接頭應交錯設置，并與兩根架立筋綁扎。

板的鋼筋網綁扎與基礎相同，但應注意板上部的負鋼筋（面筋）要防止被踩下。

板、次梁與主梁交叉處，板的鋼筋在上，次梁的鋼筋在中層，主梁的鋼筋在下。

框架梁節點處鋼筋穿插十分稠密時，應注意梁頂面主筋間的凈間距要留有30mm，以利灌筑混凝土之需要。為保障梁頂和板面標高，短跨主梁截面向下加大一主筋直經（施工梁高h=設計梁高+主筋直經d）。（詳見圖2）

梁因截面高度大，在鋼筋綁扎時可用快拆頭和鋼管作頂撐，輔以塔吊安裝就位。（詳見圖3）

鋼筋的綁扎接頭應符合下列規定：

搭接長度的未端距鋼筋彎折處，不得小于鋼筋直徑的10倍，接頭不宜位于構件較大彎矩處；

受拉區域內，ⅰ級鋼筋綁扎接頭的未端應做彎鉤，ⅱ、ⅲ級鋼筋可不做彎鉤；

直徑不大于12mm的受壓ⅰ級鋼筋的未端以及軸心受壓構件中任意直徑的受力鋼筋的未端，可不做彎鉤，但搭接長度不應小于鋼筋直徑的35倍；鋼筋搭接處，應在中心和兩端用鐵絲扎牢；

受拉鋼筋綁扎接頭的搭接長度，應符合平法p34表格中的規定；

受拉焊接骨架和焊接網綁扎接頭的搭接長度應符合相關規范、圖集的規定。受力鋼筋的混凝土保護層厚度，應符合設計要求。當設計無要求時，不應小于受力鋼筋直徑并應符合相關規范和圖集。

4 結論與總結

轉換層技術的成熟以及在多種地形地質條件中的廣泛運用，使建筑的功能性和藝術性都大幅度的加強，綜合性多功能建筑成為其使用的主要對象。其中的鋼筋工程是轉換層承受上部荷載和改變下部空間結構的關鍵。在本案中，由于樁基礎要穿過地基下部的溶洞層，首先需要解決涌水、塌孔、泥漿滲漏等技術難題和樁基礎本身的鋼筋工程。建筑本身又是具有商用和住宅的多重功能，下部的框架結構在配備了大梁以及厚板（大梁和厚板的配筋即是轉換層鋼筋工程的重點）的情況下，作為整個上部剪力墻結構的承重構件。使本案得以在溶巖、溶洞地貌中可以將商用和住宅功能統一化和具體化，同時滿足不同業主的需求。

希望本案能夠給同類工程提供一定的參考。