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摘要:近年来，随着建筑规模的不断扩大，许多高层建筑逐渐向多功能、多用途方向发展，因此,转换层的建筑结构应运而生，实际工程中转换梁最为广泛。笔者从梁式转换层结构分析入手，并结合工程实例，对梁式转换层结构工程施工技术及质量控制措施进行分析。
关键词:梁式转换层；模板支撑；混凝土；施工；质量控制
随着城市建设的加快，建筑规模得到不断扩大，人们对其功能、用途要求也越来越多，因而相应的结构形式也日趋多样。较为常见的形式是,上部为小开间的民用住宅,下部为大开间的商场或公共娱乐场所。然而,按照这样的建筑形式进行结构布置时,上部墙体多而密,下部柱网少而稀,即刚度上大下小。为了完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，而转换结构构件所在的楼层就是转换层。这种转换层起到了承上启下的作用，受力相当复杂，是结构设计中的难点。
1 梁式转换层结构分析
梁式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）。
3 工程实际
3.1 工程概况
某高层建筑工程，总建筑面积27450m2，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8.4m×8.4m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×1500mm；800mm×1700mm；900mm×1700mm；900mm×1800mm；1000mm×1800mm；1000mm×2000mm等。水平结构配筋中，纵向钢筋以三级为主，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。
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3000mm～3500mm，立杆底部、木方上铺6mm厚×100mm×100mm的钢板。
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。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6000mm。
3.4 钢筋工程
(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。
(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)钢筋的安装与绑扎
根据设计图纸检查钢筋的钢号、直径、根数及间距是否正确，特别要检查负筋的位置。检查钢筋接头的位置及搭接长度是否符合规范。钢筋绑扎是否牢固，有无松动。检查混凝土保護层是否符合规范要求。检查钢筋表面是否有油渍、漆污和颗粒状（或片状）铁锈等—钢筋表面不允许有上述缺陷。钢筋位置及预埋件位置偏差要在规定的范围之内。柱、墙钢筋的绑扎基本同主体结构，但柱子钢筋的绑扎应分两步进行，即先将梁以下柱子的箍筋依序套入柱主筋内并绑扎到位，在梁、柱节点位置，待梁的全部钢筋摆放到位以后，再将柱子的其他单肢箍及柱筋外箍分别绑扎到位。
(4)钢筋连接
钢筋机械连接强度高，质量稳定可靠；操作简单，施工速度快；适用范围广，适用于各种方位及同、异径钢筋的连接；不受钢筋的化学成分、人为因素、气候、电力等诸多因素的影响；无污染，符合环保要求，无明火操作，施工安全可靠。本层所有框支梁的连接采用滚压直螺纹机械连接。
3.5混凝土工程
本工程中转换层混凝土施工工程量大，浇筑时间长。为保证施工质量，在施工中采取以下措施。
混凝土质量控制：达到工程需要的混凝土强度；控制12h～15h的初凝时间；达到大体积混凝土施工工艺：施工时减少单方用水量并利用掺用外加剂等来提高和易性及流动性。在浇筑时，应有严格的计划，注明标号、体量、浇筑时间、坍落度、外加剂(包括杜拉纤维)掺量等，减少水泥用量并优选低水化热水泥。
施工缝设计：对于所有墙体和竖向施工缝进行处理。浇筑工艺采用：先东西侧，后南北侧顺序，分层浇筑转换大梁，每层高度为50cm，不在主梁上留施工缝。浇筑时每个出料口采用2台～3台振动棒和多个平板振动器，振动时间为25s～35s，以保证密实，确保振捣到位。
取样并养护混凝土试件：本工程转换层梁板结构混凝土浇筑施工中取样数量至少应为12组，其中一组为7d强度，采用相同条件进行养护。养护工艺主要有：覆盖养护，利用双层薄膜并经润湿后覆盖，覆盖时间为7d以上，7d后利用浇水养护，浇水养护的时间也是7d，始终保持混凝土湿润。
4结语
综上所述，梁式转换层的施工较为复杂，是建筑施工的难点。在施工中必须重视关键的施工技术问题并对相关因素进行分析，制定可行的施工方案，同时在施工过程中加强质量控制也是十分重要的，精心组织，规范施工，从而保证转换层施工的可靠性。
参考文献
[1] 李守江 李俊宏，梁式转换层结构工程施工技术方案[J]广东土木与建筑，2006.12
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:梁式转换层；模板支撑；混凝土；施工；质量控制
随着城市建设的加快，建筑规模得到不断扩大，人们对其功能、用途要求也越来越多，因而相应的结构形式也日趋多样。较为常见的形式是,上部为小开间的民用住宅,下部为大开间的商场或公共娱乐场所。然而,按照这样的建筑形式进行结构布置时,上部墙体多而密,下部柱网少而稀,即刚度上大下小。为了完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，而转换结构构件所在的楼层就是转换层。这种转换层起到了承上启下的作用，受力相当复杂，是结构设计中的难点。
1 梁式转换层结构分析
梁式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）。
3 工程实际
3.1 工程概况
某高层建筑工程，总建筑面积27450m2，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8.4m×8.4m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×1500mm；800mm×1700mm；900mm×1700mm；900mm×1800mm；1000mm×1800mm；1000mm×2000mm等。水平结构配筋中，纵向钢筋以三级为主，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。
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3000mm～3500mm，立杆底部、木方上铺6mm厚×100mm×100mm的钢板。
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。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6000mm。
3.4 钢筋工程
(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。
(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)钢筋的安装与绑扎
根据设计图纸检查钢筋的钢号、直径、根数及间距是否正确，特别要检查负筋的位置。检查钢筋接头的位置及搭接长度是否符合规范。钢筋绑扎是否牢固，有无松动。检查混凝土保護层是否符合规范要求。检查钢筋表面是否有油渍、漆污和颗粒状（或片状）铁锈等—钢筋表面不允许有上述缺陷。钢筋位置及预埋件位置偏差要在规定的范围之内。柱、墙钢筋的绑扎基本同主体结构，但柱子钢筋的绑扎应分两步进行，即先将梁以下柱子的箍筋依序套入柱主筋内并绑扎到位，在梁、柱节点位置，待梁的全部钢筋摆放到位以后，再将柱子的其他单肢箍及柱筋外箍分别绑扎到位。
(4)钢筋连接
钢筋机械连接强度高，质量稳定可靠；操作简单，施工速度快；适用范围广，适用于各种方位及同、异径钢筋的连接；不受钢筋的化学成分、人为因素、气候、电力等诸多因素的影响；无污染，符合环保要求，无明火操作，施工安全可靠。本层所有框支梁的连接采用滚压直螺纹机械连接。
3.5混凝土工程
本工程中转换层混凝土施工工程量大，浇筑时间长。为保证施工质量，在施工中采取以下措施。
混凝土质量控制：达到工程需要的混凝土强度；控制12h～15h的初凝时间；达到大体积混凝土施工工艺：施工时减少单方用水量并利用掺用外加剂等来提高和易性及流动性。在浇筑时，应有严格的计划，注明标号、体量、浇筑时间、坍落度、外加剂(包括杜拉纤维)掺量等，减少水泥用量并优选低水化热水泥。
施工缝设计：对于所有墙体和竖向施工缝进行处理。浇筑工艺采用：先东西侧，后南北侧顺序，分层浇筑转换大梁，每层高度为50cm，不在主梁上留施工缝。浇筑时每个出料口采用2台～3台振动棒和多个平板振动器，振动时间为25s～35s，以保证密实，确保振捣到位。
取样并养护混凝土试件：本工程转换层梁板结构混凝土浇筑施工中取样数量至少应为12组，其中一组为7d强度，采用相同条件进行养护。养护工艺主要有：覆盖养护，利用双层薄膜并经润湿后覆盖，覆盖时间为7d以上，7d后利用浇水养护，浇水养护的时间也是7d，始终保持混凝土湿润。
4结语
综上所述，梁式转换层的施工较为复杂，是建筑施工的难点。在施工中必须重视关键的施工技术问题并对相关因素进行分析，制定可行的施工方案，同时在施工过程中加强质量控制也是十分重要的，精心组织，规范施工，从而保证转换层施工的可靠性。
参考文献
[1] 李守江 李俊宏，梁式转换层结构工程施工技术方案[J]广东土木与建筑，2006.12
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。