转换层技术在高层建筑施工中的运用及分析

摘 要：建筑工程作为国民经济发展的重要支撑，其行业的发展对国民经济的发展具有极大的影响力。随着城市化水平的不断提升，人们对高层建筑工程的质量及安全性提出了更高的要求。转换层施工作为高层建筑工程施工的重要内容，其施工质量的优劣将直接影响到建筑工程事业的整体水平。为此，本文主要对高层建筑结构转换层的概况、技术应用进行了分析与探究，以期为建筑工程质量的提升提供一个可靠保障。 

关键词：高层建筑；结构转换层；概况

随着现代社会的发展与科技的进步，近年来，高层房屋建筑越来越受到人们日常生活和商业化的重视，因此的到快速的发展。随着人们对土地需求量的逐渐增大，建筑的类型也发生了巨大的变化，多样化、复杂化、综合化成为目前发展的总趋势。因此，现代高层建筑中，一般下部多层建筑用于建造综合性商业网点，上部高层建筑为住宅或办公，在结构上与简单的住宅房屋建筑有了较大改变，增加了大跨度结构转化为较小跨度结构的过渡转换结构层。因此，在房屋结构的设计和施工中，转换结构层成为高层建筑的重点、难点。 

一、高层建筑转换层的概况 

高层建筑中转换层的突出特点主要有两个方面：一是转换层通常设置在建筑物的下部，在它的上面承受着几十层的荷载，受力复杂，它的破坏将会导致灾难性的后果。由于设计时分析方法的限制，对各种形式转换层难以做到精确分析；另一方面是转换层部位地震反应强烈。由于转换层承受荷载巨大，导致其截面超出常规，钢材耗用量大、刚度大，重量也较一般楼层显著加大。 

高层建筑水平力起控制作用，在地震区，一般要求楼层的质量和刚度均匀变化，不宜有突变，否则在地震作用下易产生薄弱层。高层建筑在转换层质量和刚度的变化导致该部位地震反应加大。另外，转换层的巨大截面还会给施工带来许多不方便。如武汉新世界中心，转换层采用1.6m厚的厚板，这种厚度的板不但配筋、混凝土浇筑困难，施工质量难以控制，而且施工时对其下部的模板支撑体系要求严格。0.5kN/m2以上的浇筑重量，常规的模板支撑不适用，还需另行设计制作，增加了工程的费用。一般地，由于转换层以上是小开间的剪力墙结构，而转换层以下是以柱为主要承重的大空间结构。很明显，转换层以上的结构剪切刚度大于转换层以下的结构剪切刚度，这必须进行调整。按照不同的结构转换功能，转换层可分为三种类型：①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。②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。③通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式与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：①梁式转换。②板式转换层。板的厚度一般很大，以形成厚板式承台转换层。它的下层柱网可以灵活布置，不必严格与上层结构对齐，但板很厚，自重很大，材料用量很多。 

二、高层建筑转换层的施工应用 

随着建筑工程规模的不断扩大，我国建筑工程施工技术水平也得到了极大的提升，特别是高层建筑转换层施工技术已经愈加成熟。作为高层建筑工程施工的重要环节，转换层施工技术水平的高低对建筑工程行业的发展具有关键性的作用。在建筑工程施工中必须提升板式转换层施工技术的科技含量，只有这样才能推动施工技术的全面进步，才能提高高层建筑工程施工的整体技术水平。 

1、转换层的自重和施工荷载往往非常大，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计。对大体积转换层，混凝土施工时应考虑采取减小混凝土水化热的措施，防止新浇混凝土的温度裂缝。转换层的跨度和承受的荷载很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置。对预应力混凝土转换层，由于其跨度和承受的荷载都很大，预应力钢筋数量大，因此，要合理选择预应力的张拉技术以防止张拉阶段预拉区开裂或反拱过大。设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应对转换梁（或转换厚度）及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。 

    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：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（3DTFEP），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分温度的变化规律，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。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15℃，实际工程中可采用下列方法： 

（1）蓄热保温法，即常规保温方法。混凝土的养护要把握两个关键，即在升温阶段以保湿为主，在降温阶段以保温为主。 

（2）内降外保法，即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温，使大体积混凝土水化热温升降低，减少混凝土内部与混凝土表面的温差，然后在大体积混凝土转换结构的表面及其底面采取保湿措施。c.蓄水养护法，即在混凝土初凝后先洒水养护2h，随后进行蓄水养护，蓄水高度一般为100mm。 

（3）浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在选用水泥方面可采取下列措施：优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。掺用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化热相应降低。掺入减水剂，减少水泥用量，使混凝土缓凝，推迟水化热峰值的出现，使升温延长，降低水化热峰值，使混凝土的表面温度梯度减少。 

（4）浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在施工方法上可采取下列措施：采取先施工转换结构周围结构或墙体，防止混凝土表面散热过快，内外温差过大。变冬季施工的不利因素为有利因素，减低混凝土的入模温度。在夏季高温气候施工时，采用冰水搅拌，以减低混凝土的入模温度。采用分层次施工，每层厚300mm～500mm，连续浇筑，并在每一层混凝土初凝之前，将后一层混凝土浇筑完毕。采用叠合梁原理，将转换结构按叠合构件施工，可缓解大体积混凝土水化热高，温度应力过大，对控制裂缝发展有利。 

三、结束语 

综上所述，随着社会经济的不断进步及科学技术的快速发展，我国建筑工程行业得到了极大的发展。转换层施工在高层建筑工程施工中占有重要位置，在工程施工中施工企业必须严格按照施工规范进行施工及操作，提高施工技术水平，充分了解及掌握转换层的特点及形式，这样不仅可以确保工程施工的整体质量，延长工程的使用周期，同时还促进企业的健康发展。 

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