梁式转换层的应用与施工

福建漳州特房开发有限公司 蔡志刚

梁式转换层的应用与施工

福建漳州特房开发有限公司 蔡志刚

近年来，由于我国经济的快速发展，人们物质生活水平的提高，对居住的高层建筑物要求也越来越高，更趋多元化和多样化。现代高层建筑向体形复杂、功能多样、造型新颖的方向发展，建筑物的功能不再单一。例如，在同一座建筑中，沿房屋高度方向建筑功能常要发生变化，上部楼层布置旅馆、住宅；中部楼层用作办公用房；下部楼层布置商店、餐馆和文化娱乐设施，这种不同用途的楼层需要采用不同形式的结构。为了适应建筑功能的变化，往往需要采用转换层结构。本文介绍转换层的概念与分类，描述梁式转换层的特点及其在高层建筑中的运用，并结合厦门市某一高层建筑，探讨梁式转换层的实际工程应用及施工。

一、转换层概述

现代高层建筑的塔楼、裙楼和地下室通常具有不同的使用功能要求，但在高层建筑中，从结构受力上看，由于结构下部楼层受力较大，上部楼层受力较小，正常合理的布置应是下部柱网密、墙多，到上部渐渐减少柱、墙的数量，这样建筑功能要求就与常规结构布置之间产生了矛盾。为了满足建筑多功能的要求，就必须在结构中设置转换结构构件，以实现自上而下结构形式、轴线布置的自然过渡，转换结构构件所在的楼层就是转换层。按转换层结构形式，可分为梁式、柑架式、空腹析架式、箱式和板式转换层。

二、梁式转换层的特点及应用

梁式转换层结构是一种利用下部的转换大梁，将上部剪力墙落在框支梁上，再由框支柱支撑框支梁的结构体系，也称为梁式框式剪力墙结构，其传力途径为墙→梁→柱（墙）。实际工程中梁式转换层的结构形式多种多样，从跨度上，可分为单跨、双跨及多跨；从上部墙体形式上，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞和开窗洞；从混凝土结构梁式转换层施工技术及其可靠性的研究转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可以分为加腋与不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。梁式转换层与其他主要形式的结构转换层优缺点比较如表1所示。

表1 梁式转换层与其他主要形式的结构转换层优缺点比较

尽管梁式转换有一定缺点，但由于其优点仍然得到了最为广泛的应用。从上世纪70年代中期国内开始尝试使用梁式转换层到现在，短短的几十年时间内，梁式转换层的工程应用发展很快。根据有关资料，从国内外105栋高层建筑采用的转换层的统计结果中，采用梁式转换层的高层建筑有81栋，约占77%。梁式转换层运用在商住楼开发中的好处很多，它满足了地下室和下部楼层等需要较大跨度的公共空间，实现了在同一幢建筑中不同的用途需要不同的开间和不同的结构形式。为了满足现代人对现代高层建筑的功能需求，很多建筑往往在同一竖直线上，标准层用作公寓、住宅，或是用作办公用房、旅馆，裙楼用作商店、餐饮、银行、公共大厅、文化娱乐设施、会议中心、停车场等，地下室用作车库，从而实现了现代高层建筑向多功能、综合用途的趋势发展。

三、工程实例

1. 厦门“水岸筼筜”项目工程概况。该项目由三层裙楼将二幢蝶形塔楼联系在一起，地上总建筑面积48 681 m2，地下室建筑面积5 460 m2；建筑层数为地上31 层，地下1层；建筑总高度为99.0m；建筑占地面积为3 111m2。地下室为设备用房，地下停车库（平战结合战时人防工程）共一层；地上一层、二层 、三层为商场，四层为架空绿化及住宅，五层以上为住宅。

建筑抗震设防类为丙类，建筑结构安全等级为二级，所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.15g，设计地震分组为第一组，场地类别为II类，特征周期Tg=0.35sec；建筑类别调整后用于结构抗震验算的烈度为7度。建筑结构的阻尼比取0.05。框架抗震等级，A、B幢六层（标高21.650m）以下框支柱特一级，框支梁及普通框架梁柱一级；A、B幢六层以上框架二级。抗震墙抗震等级，A、B幢六层以下一级，六层以上二级。抗震墙底部加强区范围为六层（标高21.650m）以下。

2. 转换层结构概况。该转换层设在第六层楼面，转换层层高为4.2m，为梁式转换层，板厚90~120mm，转换层以上为住宅楼。

3. 梁式转换层的施工。本工程梁式转换层因为承重主梁截面尺寸和跨度较大，结构层楼面自重大，施工阶段所要求的承载力也较大，对于转换层支撑体系强度和稳定性的要求高；转换层梁与梁柱节点处钢筋密集，钢筋安装、混凝土振捣难度大，施工要求高；转换层梁体积较大、水化热高，内外温差控制、养护保温措施要求较高。因此在施工前，要求施工单位必须制订具体施工方案，提交总监理工程师审查通过后，召集相关班组进行技术交底。

（1）转换层的施工工序。放样、轴线复核→搭设满樘脚手架→柱、剪力墙钢筋焊接→绑扎柱、剪力墙钢筋→支设柱、剪力墙模板及梁底模→浇筑转换梁下柱及剪力墙砼→铺放梁底筋→钢管搭设支撑架至梁面筋标高处→铺放梁上层钢筋及绑扎腰筋、箍筋→支设梁侧模板及板底模板→绑扎板钢筋→浇筑梁、板砼→养护→拆模。

（2）钢筋施工。钢筋工程是保证整个建筑物结构安全的关键，转换梁的含钢量高，主筋长，梁柱节点钢筋密集。因此，正确地抽筋、下料和制作，合理安排好钢筋安装顺序是钢筋施工的关键。所以在施工前应认真研究设计图纸，领会设计意图，在弄清结构配筋的基础上，着手进行钢筋抽筋放样，断料尺寸、规格数量等，经复核无误后，交付加工制作。绑扎前根据图纸要求核对配料样本并检查已加工的钢筋是否齐全、准确，避免造成中途停工待料。安装时必须进行技术交底，明确绑扎顺序、方法以及注意事项，设专人管理，专人指挥安装。梁筋绑扎过程为在梁侧模上标出箍筋位置→放立梁四角筋并套箍筋，按所标位置排放→固定梁箍筋→绑扎主梁其余钢筋→穿次梁上层筋，并与箍筋绑扎。梁节点处钢筋穿插十分稠密，应注意梁顶面主筋间的净间距要留有30mm，以满足灌注砼的需要。转换层梁柱节点处，钢筋分布较为密集，应先穿高梁钢筋，然后再穿低梁钢筋。浇筑砼时应派专人随时检查保护钢筋，避免钢筋变形移位。

（3）模板工程施工。模板工程流程：按规格堆码→材料验收和加工→控制线布设→搭满樘架→墙柱钢筋隐蔽验收→墙柱、梁板模板安装→墙柱模板加固检查→墙柱砼浇捣→梁板模板加固→24小时拆侧模、养护→清理。墙柱、梁、楼板模板均采用九夹板，梁板模板支撑均采用钢管支撑。梁模板安装：在柱子上弹出轴线、梁位置和水平线，钉柱头模板。梁底模板按设计标高调整支柱的标高，然后安装梁底模板，并拉线找平。当梁底板跨度大于4m时，跨中梁底处应按设计要求起拱，设计无要求，起拱高度为梁跨的1‰~3‰，主次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱。楼板模板安装：根据模板的排列图设支柱和龙骨，支撑与龙骨间距按模板方案搭设，支撑排列要考虑设置施工通道。通线调节支撑高度，将大龙骨找平，架设小龙骨。铺楼板时，可从四周铺起，在中间收口，楼板铺完后，应认真检查支架是否牢固，模板梁面应清扫干净。在钢管支撑体系中，一定要注意检查木楔是否顶紧，钉钉子防滑动，这是避免钢管直接作用于楼板形成集中荷载的关键。

（4）混凝土浇筑。本工程采用泵送商品砼。在砼浇筑施工前，根据施工方案对班组进行全面的书面技术交底，包括作业内容、特长、数量、工期、施工方法、配合比、安全措施和质量要求等。转换层梁、板砼浇筑尽量安排在白天进行，并确保砼的输送不间断。砼浇筑分层进行，每层高度控制在300~500mm，每层间隔时间1.5～2h。转换梁混凝土的振捣采用机械振捣为主，人工扦插为辅。插入振动器采用快插慢拔，振动时间以出现泛浆为准，同时插入点距离应在振动棒半径1.25倍范围内。在梁柱节点处，若钢筋太密，振动不能插入，则采用钢扦插，在梁柱侧模用橡皮锤敲打，用人工振捣来弥补。转换层楼板混凝土浇筑，除在梁处采用插入式振动器外，其余均采用平板振动器沿垂直浇筑方向来回振捣。平板振动器依口成排进行，且排与排之间应有一定的搭接，确保混凝土不漏振，以达到其密实度。为保证楼板混凝土厚度，除在柱墙筋外注有标高标志外，还应加设用钢筋制作而成的移动式高度控制件，用于控制板厚，以保证板厚，满足设计要求。砼浇捣时，浇筑与振捣必须紧密配合，第一层下料慢些，梁底充分振实后再下二层料，用“赶浆法”保持水泥浆沿梁底包裹石子向前推进，每层均应振实后再下料。浇砼时应派专业工种、模板工、钢筋工巡护，观察模板、钢筋、预留洞等有无移动，有异常现象及时报告，并立即采取相应的措施。

四、结论

该项目采用框支剪力墙结构形式，高层住宅以剪力墙承重，提高室内空间的利用率和舒适度；一至三层商场和地下室以框剪承重，满足了商业和停车对大跨度的要求；通过梁式转换层把不同结构形式结合在一起运用，较好地实现了现代高层建筑的多功能需求。在实施阶段，施工单位通过专家论证和多方案比较，制订了周密的施工方案，保证了施工质量。该项目已经竣工投入使用，取得很好的经济效益，值得推广运用。