高层建筑转换层结构设计与施工分析

王旭

摘要：高层建筑是现代城市建筑重要发展趋势，不仅提高了土地资源利用效率，还满足了建筑多功能应用需求，但楼层的增高和空间分布对转换层的设计与施工提出了更高要求。在高层建筑中，转换层结构发挥着承上启下的作用，也是建筑核心组成部分，具有跨度大、结构受力复杂等特点，转换层结构设计与施工质量直接影响整个建筑的安全性与稳定性。文章对高层建筑转换层结构主要类型进行总结，对高层建筑转换层结构设计要点及施工技术进行探讨，以期为同类型施工提供一定参考。

关键词：高层建筑;转换层结构;设计要点;施工技术

1 高层建筑转换层结构设计要点

某工程建筑为综合性商业建筑，共33层，其中地下2层，地上31层，地上1至3层为商铺，层高4.5m，第4层为转换层结构，层高5.7m，选用剪力墙结构，结构体系为部分框支剪力墙结构。主楼抗震设防等级为Ⅵ度，耐火等级1级，建筑场地类别为Ⅱ类，属于稳定适宜建筑场地。

1.1 总体结构设计

（1）合理配置剪力墙。重视上下刚度传递时对剪力墙造成的影响，为避免刚度突变产生的问题，可以通过降低上部刚度，增加下部刚度，避免在上部设置剪力墙的方式，确保整体结构均匀、对称，避免太过集中或分散;或者可以设置落地剪力墙。

（2）合理配备下部主体刚度。竖向刚度的突变较为复杂，在结构设计中，可以在满足上下主体结构总剪切度要求的前提下，通过增设剪力墙、增加竖向构件截面尺寸、提升混凝土强度等级等方式实现。

（3）合理选择转换层结构刚度。转换层高度的变化会直接影响结构刚度和性能强度，在结构设计时，要注重转换层结构刚度的设计，依据整体建筑质量要求分析设计转换层荷载，并强化薄弱位置设计施工。避免刚度过大，导致竖向结构激增，引发受力情况恶化、成本上升、材料损耗增加等问题，还会引发地震反应;刚度过小，会导致上部竖向构件出现较大沉降差，引发水平构件次应力。

1.2 抗震设计

在高层建筑中，转换层会引发竖向刚度突变，在遇到地震时容易成为薄弱点，对整个建筑抗震性能产生影响，在设计时，需要注意以下几点：（1）尽可能选择高层建筑中竖向位置上较低位置设置转换层;（2）尽可能减少竖向构件的转换数量，继而减少构件的转换数量，改善建筑抗震性能;（3）尽可能优化转换层结构，提高施工质量，确保力的传导清晰明确，并在保障安全和成本的基础上降低转换层刚度。该工程转换层结构采用了框支剪力墙结构，抗震设防等级为Ⅵ度，转换层位于低4层，属于高位转换，第一层到转换层和转换层往上2层均为剪力墙底部加强部位，其中框支框架和底部加强位置抗震等级为1，转换层往上2层抗震等级为2，没有进行底部加强的剪力墙抗震等级为3，转换层越好，地震越容易对建筑物造成破坏，因此，本工程中，转换层大于3层，则剪力墙底部、框支柱的抗震等级应该比转换层数≤2层的结构高1级。

1.3 转换层楼板设计

转换层楼板负责框架剪力墻中上、下剪力的分配，上部和下部的受力存在差异，其中，上部结构在使用过程中产生的变形幅度较大，外部荷载带来的水平力分配主要依照剪力墙刚度决定。因此，在设计时，需要根据剪力墙的框支框架确定转换梁、转换柱的抗震等级，倘若转换层位置在三层及以上，则需要提高一级抗震等级。

2 高层建筑转换层结构施工技术

2.1 钢筋工程施工技术

在钢筋工程施工中，不仅需要控制水泥、混凝土等材料强度，还要根据框架含筋率精准计算和设计钢筋稳定性，结合浇筑环节做好钢筋固定、支撑等施工内容，选择适宜操作方式搭建构架[5]。在该工程案例中，为确保钢筋位置设置准确，并确保框支柱钢筋保护层厚度满足施工设计要求，施工人员需要沿层高方向设置定位箍，在柱底50mm左右位置设置第一道定位箍，在框支梁梁底设置第三道定位箍，在第一道和第三道之间设置第二道定位箍，并且，按照施工设计图纸，设置纵筋，确保纵筋外皮和箍筋内表面的重合度。在绘制箍筋位置线时，施工人员需要按照自下而上的顺序依次绑扎钢筋，确保最上和最下一个箍筋与梁底、楼地面间距为50mm左右，严格控制主筋、箍筋之间的垂直度，针对筋弯头，可沿着柱子进行竖向交叉布置，并将绑扣尾弯入至柱中。在转换梁箍筋施工时，严格依据施工设计图纸确定好箍尺寸后，在进行下料，在定位箍时，可以沿着梁跨方向设置三个，利用焊接固定方式自己进行固定。

2.2 混凝土工程施工技术

转换层结构设计施工时，需要结合质量、结构空间等选择适宜混凝土，在该高层建筑施工案例中，转换层结构中墙体结构梁、板、柱体结构施工时，均采用C50商品混凝土。从原材料选择看，应用水化热较低的水泥，添加适量缓凝型泵送剂，确保缓凝土混合料塌落度在160至220mm之间。从混凝土浇筑施工看，需要在施工前依据现场混凝土材料泵送能力、浇筑量和施工工期，科学设计混凝土初凝时间、布料及浇筑施工方案，如在本工程中，为确保浇筑连续性，同时应用2台混凝土输送泵，并选择一次性浇筑施工方案，沿短边一端平移至另一端，并合理设置后浇带位置。从混凝土施工看，在浇筑过程中，转换层结构钢筋密度较大，为确保混凝土落料顺畅，在混凝土浇筑后，选用直径为50mm和30mm的振捣棒进行振捣处理，在振捣时，注意“快插慢拔”，自下而上进行分层振捣，将每层振捣时间控制在15至20s内，直到混凝土表面水平，不下沉，表面泛灰浆，且不会产生气泡，可停止振捣。

3 结束语

综上所述，在高层建筑中应用转换层结构可以进一步提高建筑的安全性和稳定性。转换层结构类型较多，主要有梁式转换层结构、桁架式转换层结构、厚板式转换层结构三种，结构形式复杂，需要设计人员依据工程项目建筑要求、施工条件，选择适宜转换层结构类型，做好转换层结构设计工作，并严格控制施工技术，如钢筋工程、混凝土工程，加强钢筋绑扎、混凝土浇筑等工艺控制，提升转换层结构施工质量，满足高层发展需求，继而推动建筑行业向好发展。

参考文献

[1]郭兆伟. 高层建筑梁式转换层结构设计原理与应用解析[J]. 住宅与房地产， 2018， 522（36）：53.

[2]熊鑫鑫. 高层建筑转换层结构设计[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， （036）：986.