高层建筑梁式转换层施工技术

摘要：本文首先对梁式转换层结构和转换层设计应力进行了分析，然后结合工程实例对梁式转换层施工技术进行了探讨，供借鉴参考。
关键词：高层建筑；梁式；转换层；施工技术

1 梁式转换层结构分析

梁式

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转换层结构采用将上部剪力墙落在下部转换大梁的框支梁上，通过框支柱支撑框支梁，工程上常称梁式框支剪力墙结构。梁式转换层结构传力方式采用墙—梁—柱墙），其传力直接、明确，工程上易于计算、分析和设计，施工也简单明了。梁式转换层由于有其独特的优势，在底部大空间的框支剪力墙结构体系中广泛应用，但对于上下轴线错位布置结构，由于需较多的转换次梁，其局限性较为明显。在工程实际应用中，其结构形式多样，基本原理也大多采用下部的转换大梁来支托上部结构。根据转换层上部结构形式及受力特点，梁式转换层主要包括以下八种形式，如图1 所示。

图1 梁式转换层结构示意图

2 转换层设计应力分析

一般来说，高层建筑转换层设计时，由于下部楼层空间较大，转换层高度有可能产生突变，需考虑将转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力设计保持一致，确保转换层传力部位安全有效，满足高层建筑抗强风和抗震设计的要求。
多高层建筑转换层结构，其地震剪力应按《高层建筑混凝土结构技术规程》乘以增大系数（一般选 1.5），对特一级、一级、二级转换层结构其地震剪力应乘以增大系数分别为1.8、1.5 和 1.25。
转换层抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外，还对竖向地震作用进行计算分析。转换层建筑竖向地震剪力的计算可以通过反应谱方法或动力时程来计算，工程上一般近似考虑将转换层地震竖向剪力用重力荷载内力乘以增大系数（一般选取

1.1）。

转换层水平设计，除整体计算外还需要做进一步细节补充计算。工程上一般采用计算机软件协助和手算进行。首先将不同抗震设防烈度和抗震等级的标准值按照规定折算成设计值，结合转换层荷载计算结果，通过水平转换层跨连和墙连情况计算内力。其次，需考虑风荷载组合时，将计算结果进行叠加即可。最后，将计算结果与整体分析结果进行比较，按照较大截面设计值进行选择。
在对上部无完整的剪力墙进行设计时，其不满足前述框支梁条件，设计时首先应符合《建筑抗震设计规范》的规定，计算时按照转换梁的设计由剪压比控制确定，应具有合适的含箍率。转换梁对简支状态下重力荷载作用的剪力设计原则是：转换梁能与上部剪力墙结构整体刚度较好且能协同工作，取小值；反之取大值。对转换梁混凝土强度等级的要求、开洞构造要求、纵向钢筋、箍筋构造要求均与框支梁保持一致。

3 工程实际

3.1 工程概况

某工程位于某市某开发区，总建筑面积28 000m2，地下室2层，地上22层。其中1层层高为5.1m，2层、3层层高为4.2m，4层层高为5.1m ,4层以下为8.4 m ×8.4 m大柱网，5层以上为剪力墙住宅楼，4层设置为转换层。建筑下部竖向结构除核心筒外主要为1100mm×1100mm的方柱；水平结构主要为高大断面框架梁，其截面尺寸主要有：800mm ×1 500mm；800mm ×1 700mm；900mm ×1 700mm；900mm ×1 800mm；1 000mm ×1 800mm；1 000mm ×2 000mm等。水平结构配筋中，纵向钢筋以为主，直径分别为28mm和32mm，下部设计最多6排，上部最多5排设计，转换层其他纵筋直径均大于20mm；箍筋以二级为主，直径12mm~16mm， 其 他 一 级 箍 筋 直 径 8mm~12mm。 板 厚180mm，板双层配筋均为通长 Φ12mm@200mm，混凝土C55，内掺≥12%的 UEA-H 及适量杜拉纤维。

3.2 模板支撑系统的设计

竖向结构的模板施工同其他结构，主要采用散拼模板，施工工艺按照柱、墙、梁模的配置要求进行，并采用对拉螺栓设计。由于本工程体量大，梁体自重与施工荷载大，因此梁与板模板的支撑施工非常关键。在本工程模板系统设计中 ， 板 厚 180mm， 荷 载 4.50kN/m2， 选 择 板 模 支 撑 为Φ48mm ×3.5mm 的钢管扣件支撑体系，钢管纵横间距800mm；对转换大梁，因其荷载最大达 42kN/m，梁模支撑选择 单 立 杆 钢 管 扣 件 支 撑 体 系 ， 立 杆 间 距 控 制450mm~550mm 之间，受力横杆为双杆，纵横水平杆间距从下到上依次为 250mm，1200mm，1200mm，如图 2 所示。

图2 模板支撑系统的设计

3.3 支撑搭设及构造要求

模板支撑搭设顺序如下：转换大梁支撑→较大次梁→一般次梁→搭设板模支撑。转换大梁模板支撑搭设工艺：先按 700mm 搭设立杆纵横间距，将水平杆间距设置为1200mm；在钢筋绑扎过程中，首先对梁立杆加密，使梁宽+700mm范围内的立杆间距控 制 在350mm内 ， 同 时 ，对加密区的每根立杆下铺垫60mm×160mm的木方，木方长 3 000mm~3 500mm，立杆底部、木方上铺 6mm 厚 ×100mm×100mm的钢板，如图3所示。

图3 转换大梁模板支撑的搭设
为了改善转换梁模板支撑受力，将大梁的少量荷载传递到下层梁板根部，改善支撑系统的稳定性，对大梁的中间 1/4 跨加斜向支撑，支撑体系如图 4 所示。同时，与楼层的其余结构支撑连成整体，并对整个支撑系统加设斜向支撑及剪刀支撑，间距 6 000mm。

图4 模板支撑体系示意
板模的支撑体系搭设按照主体结构模板支撑要求施工，同时考虑与大梁支撑的连接。梁侧模施工按照墙体模板施工要求进行，对拉螺栓的间距严格控制在 600mm 以内。楼梯间部位的大梁模板支撑间距同其余大梁，其支撑并辅助于再下一层的梁板结构。其支撑如图 5 所示。

图5 楼梯间部位的大梁支撑

3.4 钢筋工程

3.4.1 钢筋料表的编制

下料长度：直钢筋下料长度为构件长度-保护层厚度+弯钩增加长度；弯起筋下料长度为减去保护层厚度的直段长度+斜段长度+弯钩增加长度-弯曲调整值；箍筋下料长度为减去保护层厚度的箍筋周长+ 箍筋调整值。考虑与梁筋的关系，竖向钢筋应在原留置钢筋的基础上确定下料长度；水平结构的下料长度以单根构件长度为依据。如果超过该控制长度，采取在作业面连接来完成。箍筋的大小控制：柱在钢筋混凝土构件中起受压、受弯作用。柱根据外形不同有普通箍筋柱和螺旋箍筋柱两种。柱内配置的钢筋有纵向钢筋和箍筋。纵向钢筋主要起承受压力的作用，箍筋起限制横向变形，有助抗压强度提高，对纵向钢筋定位并与纵筋形成钢筋骨架的作用。柱内箍筋应采用封闭式。主箍宽度应以构件断面尺寸减 2 倍的主筋保护层为内空尺寸，其高度的控制应根据梁绑扎的先后顺序确定，并应满足设计总说明要求；内部次箍宽度应以主箍的内空尺寸平分几等份后作为内空尺寸，高度同主箍。

3.4.2 钢筋的制作

钢筋加工制作时，要将钢筋加工表与设计图复核，检查下料表是否有错误和遗漏钢筋，对每种钢筋要按下料表检查是否达到要求，经过这两道检查后，再按下料表放出实样，试制合格后方可成批制作，加工好的钢筋要挂牌堆放整齐有序。

3.4.3 钢筋的安装与绑扎