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摘要:近年来，高层建筑得到迅速发展，在工程施工中高层建筑经常会遇到转换层的施工。而转换大梁是整个结构的关键部位，因此，在施工中确保转换层大梁的质量就显得尤为重要。本文结合高层建筑工程实例，介绍了转换层大梁的施工技术。施工质量检测表明，转换层大梁的质量满足要求。
关键词:高层建筑；转换层；大梁；钢筋安装；混凝土浇筑；质量检测
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
近年来，随着城市建设的发展与建筑技术的进步，建筑体型也向着复杂化、功能多样化的综合性发展，大跨度、高层建筑已经成为时代发展的产物。高层建筑中不可避免的会出现上下楼层的结构形式不同的状况，这种情况下往往需要设置转换层来进行不同形式上下楼层间的转换，因此，转换层在高层建筑中起到非常关键的承上启下的作用。而转换大梁是整个结构的关键部位，受力是极其复杂的，并且在施工中存在很多不确定因素，所以，为了确保高层建筑工程的质量，必须做好转换层大梁的施工，确保施工质量。
1 工程概况
某住宅建筑工程，地下2层，上部结构28层高，总高度89.87m，总建筑面积约36090㎡，要在5层位置设有13根转换大梁，大梁共两跨，跨度分别为10600mm(H～K轴)、9200m(H～F轴)。由于转换梁、柱内型钢断面相对比较大和钢筋设置复杂，给工程施工带来了很大的困难。
处理好上述两方面问题，确保钢筋混凝土结构与型钢结构协同工作，是此次转换层大梁施工成败的关键所在。为此，设计方、监理方、施工方针对转换大梁及梁柱节点施工中的难点问题，共同分析，提出有效对策。
2 钢筋安装
2.1 梁柱节点钢筋安装
以K/35节点进行说明，钢骨混凝土柱标高27.100m以下断面为1200mm×1200mm，柱内箱型钢柱断面为800mm×800mm×50mm×50mm，柱配筋为:(角筋4φ32，南北东西侧各7φ28，箍筋φ14@100，箍筋核心區φ16@100)；上部钢骨混凝土柱标高27.100m以上断面为800mm×800mm，柱内为十字形钢柱断面为500mm×500mm×50mm×50mm，柱子配筋为:(角筋4φ32，南北各11φ32，东西侧各6φ32，箍筋φ12@100，箍筋核心区φ16@100)；在箱形柱与十字形钢柱转换界面，27.100m以下采用10块厚1000mm×50mm尺寸不一的加劲板竖向焊接，再在加劲板面上加50，30mm盖板满焊进行转换。
转换层大梁钢筋配筋，南侧(梁1700mm×2000mm)14φ32；36φ32(12/24)，北侧(梁500mm×1000mm)5φ32；8φ28(2/6)，节点东西向次梁断面为400mm×700mm，节点配筋为:6φ25(4/2)；4φ22。
(1)水平筋的处理
南北向主梁①号两根筋的抵靠钢柱翼缘板，与翼缘板上钢筋套筒连接；②号两根穿越钢柱腹板，安装时采用单根穿越腹板伸出，两头用同直径钢筋采用两侧搭接10倍直径单面焊；其余钢筋贯通支座。
东西次梁③号截断处加L形弯头搭接焊，并抵拢翼缘板，水平段与钢盖板双面焊接；④号筋两根穿越钢柱腹板，安装时采用一头伸出，一头用同直径钢筋采用两侧搭接10倍直径单面焊；⑤筋两根伸至柱筋侧并与箱形钢梁面板5倍直径双面焊接。
腹板钢筋穿越开孔，按《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082—2006，腹板开孔缺损率＜20%，满足要求。
(2)竖向钢筋的处理
对于钢梁上不宜开孔的柱筋共21根，采用在箱形钢梁上焊接钢筋套筒，柱筋用套筒连接。
2.2 梁上柱的竖向钢筋及箍筋的处理
以GGZ1C为例说明，梁上柱断面800mm×800mm，内设十字形型钢柱断面为500mm×250mm×50mm×50mm，主配筋为:东西侧各6φ32，南北侧各11φ32，角筋4φ32，技术处理如下。
(1)箱形大钢梁竖向耳板与十字形钢柱翼缘板间增加2块56mm厚Q345钢板，与竖向耳板及钢柱翼缘板焊接；南北向大钢梁梁上柱出柱边100mm新增竖向加劲50mm厚Q345钢板，加强抗剪及整体稳固性。
(2)原梁上柱设计为双排筋，因用于柱筋连接的竖向耳板内侧与十字形钢柱翼缘板之间空间有限(仅56mm)，无法保证柱内侧竖筋焊接质量，经设计同意将双排筋改为外侧单排，但改成单排后并考虑避让上梁耳板、牛腿，柱筋净间距无法满足间距≥50mm的规范规定，因此对部分钢筋按《混凝土结构设计规范》第4.2.7条，经设计核算，对部分钢筋采用了并筋处理方式，在竖向钢筋排布时必须考虑竖筋与上层耳板的位置关系，在耳板下方应采用单筋形式并最多留置1～2根竖筋，以保证竖筋可以通过在耳板上开孔穿越。
(3)为避免设置的拉筋弯钩因柱筋密而影响安装质量，拉筋均采用在端头与箍筋10倍直径单面焊接，并筋处理大样如图1所示。
图1 并筋处理大样
2.3 转换梁在框架柱范围内构造大样和转换大梁端部收头抗扭筋构造大样(见图2)
图2 转换梁构造大样
2.4 为保证所采用工艺形式可靠，通过试验判定其可行性
(1)钢筋与钢板的单、双面焊接受力试验(φ32，φ28与δ=30，δ=50)。
(2)钢筋机械连接套筒与钢板焊接及钢筋的受力试验(φ32，φ28与δ=30，δ=50，套筒接头等级Ⅰ级)。
(3)钢筋单面10d搭接焊(φ32，φ28)。
以上试件均是在模拟施工环境情况下制作，经检测单位对试件进行测试，均符合规范及设计要求，为施工提供了可靠数据及参照样板。
在类似钢骨梁施工中，上部及下部2排筋施工困难是普遍问题，在与耳板连接时，有的将上2排筋焊于耳板下部，只能采取仰焊，受作业环境影响，很难保证焊接质量；在此建议设计针对此种结构，应通过计算允许2排筋与1排筋间距适当拉大，以便于施工；同时建议采用2排筋通过焊于钢柱上的套筒连接应是可行的，这种做法在《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082—2006有明确规定，并且在大量的工程实践中已得到广泛应用。
3 混凝土浇筑
此部位由于转换梁及梁柱节点部位型钢断面大、钢筋密集，因此浇筑难度较大。比较突出的问题有:在转换梁底部梁上柱对应位置配筋为36［12(伸入距支座1/4跨度处)/24］，扣除保护层后，底距钢梁底净距只有150mm；在K/35梁柱节点处纵横及竖向钢筋密集，柱上10.9mm栓钉密布；梁、柱混凝土强度等级级差大(梁C30、柱C60)；再者由于钢骨梁、柱空间狭小，浇筑时要采取可靠措施，避免空气滞阻影响混凝土浇筑密实度。针对上述难点，采用自密实混凝土与普通混凝土配合使用，不同强度等级、不同种类混凝土浇筑分界。
3.1 自密实混凝土配合比
C30自密实混凝土水胶比0.42，砂率0.43，容重2400kg/m3，坍落度200～230mm；C60自密实混凝土水胶比0.29，砂率0.35，容重2460kg/m3，坍落度200～230mm；C30，C60自密实混凝土配合比如表1所示。
表1 自密实混凝土配合比
3.2 浇筑方法及顺序
(1)柱混凝土浇筑
除K轴钢柱柱头内，先采用普通C60混凝土浇筑K、H、F钢柱内，接着用C60自密实混凝土浇筑K轴钢柱节点内和梁下口部位柱，再用C30自密实混凝土浇至钢梁侧面中部孔下口，最后浇筑大梁上部C30普通混凝土。这一步步操作现场质量员、施工员、技术部、监理、建设单位全程旁站指导与监督，以防止普通混凝土进入梁柱节点后难以振捣的情况发生，从而影响柱核心节点混凝土质量。
(2)转换梁浇筑
采用水平分层浇筑，梁高1m以下浇自密实C30混凝土，以上浇普通C30混凝土；首先将梁底与模板间混凝土一次性浇满；开浇时混凝土从钢梁两侧下料，不允许从钢梁顶部翼缘板浇筑孔浇筑，以便从钢梁顶部浇筑孔观察混凝土从钢梁底涌入钢梁情况，判断底部混凝土浇筑密实情况；当混凝土从钢梁底部开孔处持续上冒直至覆盖钢梁底时，可以判定梁底已混凝土浇密实；此时改从钢梁顶浇筑孔浇筑；同时，在从钢梁两侧浇筑自密实C30混凝土时，在梁上柱对应钢筋密集区范围，用小锤敲击底模，只至混凝土上冒铺平钢梁底，方停止敲击。当自密实混凝土浇至设定高度，用尺量测准确记录距梁顶高度，并开始浇筑普通C30混凝土，此时应从钢梁顶部浇筑孔分层下料，先浇筑钢梁内混凝土，直至钢梁内混凝土从各浇筑孔中冒出，方才能从钢梁两侧下料。施工时必须注意自密实混凝土不能振捣，避免因振捣产生离析，而普通混凝土则必须从浇筑孔及钢梁两侧振捣密实，并且根据自密实混凝土的实测高度，在振捣棒上做出标记。
4 对转换梁及柱施工质量检测情况
(1)施工时按混凝土浇筑取样规范双倍留置的普通混凝土C30、自密实混凝土C30、普通混凝土C60、自密实混凝土C60标养试块，经28d养护试压，均符合设计要求。
(2)为验证混凝土施工质量，在试块试压合格的基础上，委托具备检测资质的单位对箱形柱、箱形梁钢骨混凝土密实度进行全面检测，箱形柱按每层抽测5根，箱形转换层梁全数检测。检测方法按《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004、《超声波检测混凝土缺陷技术规程》CECS21∶2000规定进行。采用超声波检测，可检测出箱形柱、箱形梁内部是否存在不密实区域或孔洞以及混凝土与型钢结合面胶结是否存在不良等缺陷，整个检测过程监理全程旁站，经过严格检测及数据分析，13根转换钢骨大梁及抽测的5根钢骨柱均无任何缺陷，施工质量达到了设计及规范要求。
5 结语
在本高层建筑转换层大梁施工中，通过设计、监理、施工各方的密切合作，紧紧抓住每个分项工程的关键工艺，强化施工管理，最终较好地保证了施工的顺利进行，取得了较好的质量效果和经济效益，为类似工程的施工进行了有益的探索、提供了寶贵经验。
参考文献
[1] 王作军.钢结构高层住宅楼转换层大梁施工质量控制[J].江苏建材.2008年04期
[2] 何汉林.转换层大梁综合施工技术[J].广东土木与建筑.2008年05期
关键词:高层建筑；转换层；大梁；钢筋安装；混凝土浇筑；质量检测
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
近年来，随着城市建设的发展与建筑技术的进步，建筑体型也向着复杂化、功能多样化的综合性发展，大跨度、高层建筑已经成为时代发展的产物。高层建筑中不可避免的会出现上下楼层的结构形式不同的状况，这种情况下往往需要设置转换层来进行不同形式上下楼层间的转换，因此，转换层在高层建筑中起到非常关键的承上启下的作用。而转换大梁是整个结构的关键部位，受力是极其复杂的，并且在施工中存在很多不确定因素，所以，为了确保高层建筑工程的质量，必须做好转换层大梁的施工，确保施工质量。
1 工程概况
某住宅建筑工程，地下2层，上部结构28层高，总高度89.87m，总建筑面积约36090㎡，要在5层位置设有13根转换大梁，大梁共两跨，跨度分别为10600mm(H～K轴)、9200m(H～F轴)。由于转换梁、柱内型钢断面相对比较大和钢筋设置复杂，给工程施工带来了很大的困难。
处理好上述两方面问题，确保钢筋混凝土结构与型钢结构协同工作，是此次转换层大梁施工成败的关键所在。为此，设计方、监理方、施工方针对转换大梁及梁柱节点施工中的难点问题，共同分析，提出有效对策。
2 钢筋安装
2.1 梁柱节点钢筋安装
以K/35节点进行说明，钢骨混凝土柱标高27.100m以下断面为1200mm×1200mm，柱内箱型钢柱断面为800mm×800mm×50mm×50mm，柱配筋为:(角筋4φ32，南北东西侧各7φ28，箍筋φ14@100，箍筋核心區φ16@100)；上部钢骨混凝土柱标高27.100m以上断面为800mm×800mm，柱内为十字形钢柱断面为500mm×500mm×50mm×50mm，柱子配筋为:(角筋4φ32，南北各11φ32，东西侧各6φ32，箍筋φ12@100，箍筋核心区φ16@100)；在箱形柱与十字形钢柱转换界面，27.100m以下采用10块厚1000mm×50mm尺寸不一的加劲板竖向焊接，再在加劲板面上加50，30mm盖板满焊进行转换。
转换层大梁钢筋配筋，南侧(梁1700mm×2000mm)14φ32；36φ32(12/24)，北侧(梁500mm×1000mm)5φ32；8φ28(2/6)，节点东西向次梁断面为400mm×700mm，节点配筋为:6φ25(4/2)；4φ22。
(1)水平筋的处理
南北向主梁①号两根筋的抵靠钢柱翼缘板，与翼缘板上钢筋套筒连接；②号两根穿越钢柱腹板，安装时采用单根穿越腹板伸出，两头用同直径钢筋采用两侧搭接10倍直径单面焊；其余钢筋贯通支座。
东西次梁③号截断处加L形弯头搭接焊，并抵拢翼缘板，水平段与钢盖板双面焊接；④号筋两根穿越钢柱腹板，安装时采用一头伸出，一头用同直径钢筋采用两侧搭接10倍直径单面焊；⑤筋两根伸至柱筋侧并与箱形钢梁面板5倍直径双面焊接。
腹板钢筋穿越开孔，按《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082—2006，腹板开孔缺损率＜20%，满足要求。
(2)竖向钢筋的处理
对于钢梁上不宜开孔的柱筋共21根，采用在箱形钢梁上焊接钢筋套筒，柱筋用套筒连接。
2.2 梁上柱的竖向钢筋及箍筋的处理
以GGZ1C为例说明，梁上柱断面800mm×800mm，内设十字形型钢柱断面为500mm×250mm×50mm×50mm，主配筋为:东西侧各6φ32，南北侧各11φ32，角筋4φ32，技术处理如下。
(1)箱形大钢梁竖向耳板与十字形钢柱翼缘板间增加2块56mm厚Q345钢板，与竖向耳板及钢柱翼缘板焊接；南北向大钢梁梁上柱出柱边100mm新增竖向加劲50mm厚Q345钢板，加强抗剪及整体稳固性。
(2)原梁上柱设计为双排筋，因用于柱筋连接的竖向耳板内侧与十字形钢柱翼缘板之间空间有限(仅56mm)，无法保证柱内侧竖筋焊接质量，经设计同意将双排筋改为外侧单排，但改成单排后并考虑避让上梁耳板、牛腿，柱筋净间距无法满足间距≥50mm的规范规定，因此对部分钢筋按《混凝土结构设计规范》第4.2.7条，经设计核算，对部分钢筋采用了并筋处理方式，在竖向钢筋排布时必须考虑竖筋与上层耳板的位置关系，在耳板下方应采用单筋形式并最多留置1～2根竖筋，以保证竖筋可以通过在耳板上开孔穿越。
(3)为避免设置的拉筋弯钩因柱筋密而影响安装质量，拉筋均采用在端头与箍筋10倍直径单面焊接，并筋处理大样如图1所示。
图1 并筋处理大样
2.3 转换梁在框架柱范围内构造大样和转换大梁端部收头抗扭筋构造大样(见图2)
图2 转换梁构造大样
2.4 为保证所采用工艺形式可靠，通过试验判定其可行性
(1)钢筋与钢板的单、双面焊接受力试验(φ32，φ28与δ=30，δ=50)。
(2)钢筋机械连接套筒与钢板焊接及钢筋的受力试验(φ32，φ28与δ=30，δ=50，套筒接头等级Ⅰ级)。
(3)钢筋单面10d搭接焊(φ32，φ28)。
以上试件均是在模拟施工环境情况下制作，经检测单位对试件进行测试，均符合规范及设计要求，为施工提供了可靠数据及参照样板。
在类似钢骨梁施工中，上部及下部2排筋施工困难是普遍问题，在与耳板连接时，有的将上2排筋焊于耳板下部，只能采取仰焊，受作业环境影响，很难保证焊接质量；在此建议设计针对此种结构，应通过计算允许2排筋与1排筋间距适当拉大，以便于施工；同时建议采用2排筋通过焊于钢柱上的套筒连接应是可行的，这种做法在《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082—2006有明确规定，并且在大量的工程实践中已得到广泛应用。
3 混凝土浇筑
此部位由于转换梁及梁柱节点部位型钢断面大、钢筋密集，因此浇筑难度较大。比较突出的问题有:在转换梁底部梁上柱对应位置配筋为36［12(伸入距支座1/4跨度处)/24］，扣除保护层后，底距钢梁底净距只有150mm；在K/35梁柱节点处纵横及竖向钢筋密集，柱上10.9mm栓钉密布；梁、柱混凝土强度等级级差大(梁C30、柱C60)；再者由于钢骨梁、柱空间狭小，浇筑时要采取可靠措施，避免空气滞阻影响混凝土浇筑密实度。针对上述难点，采用自密实混凝土与普通混凝土配合使用，不同强度等级、不同种类混凝土浇筑分界。
3.1 自密实混凝土配合比
C30自密实混凝土水胶比0.42，砂率0.43，容重2400kg/m3，坍落度200～230mm；C60自密实混凝土水胶比0.29，砂率0.35，容重2460kg/m3，坍落度200～230mm；C30，C60自密实混凝土配合比如表1所示。
表1 自密实混凝土配合比
3.2 浇筑方法及顺序
(1)柱混凝土浇筑
除K轴钢柱柱头内，先采用普通C60混凝土浇筑K、H、F钢柱内，接着用C60自密实混凝土浇筑K轴钢柱节点内和梁下口部位柱，再用C30自密实混凝土浇至钢梁侧面中部孔下口，最后浇筑大梁上部C30普通混凝土。这一步步操作现场质量员、施工员、技术部、监理、建设单位全程旁站指导与监督，以防止普通混凝土进入梁柱节点后难以振捣的情况发生，从而影响柱核心节点混凝土质量。
(2)转换梁浇筑
采用水平分层浇筑，梁高1m以下浇自密实C30混凝土，以上浇普通C30混凝土；首先将梁底与模板间混凝土一次性浇满；开浇时混凝土从钢梁两侧下料，不允许从钢梁顶部翼缘板浇筑孔浇筑，以便从钢梁顶部浇筑孔观察混凝土从钢梁底涌入钢梁情况，判断底部混凝土浇筑密实情况；当混凝土从钢梁底部开孔处持续上冒直至覆盖钢梁底时，可以判定梁底已混凝土浇密实；此时改从钢梁顶浇筑孔浇筑；同时，在从钢梁两侧浇筑自密实C30混凝土时，在梁上柱对应钢筋密集区范围，用小锤敲击底模，只至混凝土上冒铺平钢梁底，方停止敲击。当自密实混凝土浇至设定高度，用尺量测准确记录距梁顶高度，并开始浇筑普通C30混凝土，此时应从钢梁顶部浇筑孔分层下料，先浇筑钢梁内混凝土，直至钢梁内混凝土从各浇筑孔中冒出，方才能从钢梁两侧下料。施工时必须注意自密实混凝土不能振捣，避免因振捣产生离析，而普通混凝土则必须从浇筑孔及钢梁两侧振捣密实，并且根据自密实混凝土的实测高度，在振捣棒上做出标记。
4 对转换梁及柱施工质量检测情况
(1)施工时按混凝土浇筑取样规范双倍留置的普通混凝土C30、自密实混凝土C30、普通混凝土C60、自密实混凝土C60标养试块，经28d养护试压，均符合设计要求。
(2)为验证混凝土施工质量，在试块试压合格的基础上，委托具备检测资质的单位对箱形柱、箱形梁钢骨混凝土密实度进行全面检测，箱形柱按每层抽测5根，箱形转换层梁全数检测。检测方法按《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004、《超声波检测混凝土缺陷技术规程》CECS21∶2000规定进行。采用超声波检测，可检测出箱形柱、箱形梁内部是否存在不密实区域或孔洞以及混凝土与型钢结合面胶结是否存在不良等缺陷，整个检测过程监理全程旁站，经过严格检测及数据分析，13根转换钢骨大梁及抽测的5根钢骨柱均无任何缺陷，施工质量达到了设计及规范要求。
5 结语
在本高层建筑转换层大梁施工中，通过设计、监理、施工各方的密切合作，紧紧抓住每个分项工程的关键工艺，强化施工管理，最终较好地保证了施工的顺利进行，取得了较好的质量效果和经济效益，为类似工程的施工进行了有益的探索、提供了寶贵经验。
参考文献
[1] 王作军.钢结构高层住宅楼转换层大梁施工质量控制[J].江苏建材.2008年04期
[2] 何汉林.转换层大梁综合施工技术[J].广东土木与建筑.2008年05期