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【摘要】本文主要论述了高层建筑转换层结构施工技术，随着高层建筑的不断发展，其建筑物结构也发生了重要改变，设计时常采用转换粱、转换板来实现建筑物不同支承结构的转换。本文就此提出了自己的一些建议，以供同行参考。
【关键词】转换层；设计；施工
一、高层建筑转换层的必要性分析
1、是转换层设计的必然要求。首先，转换层的下部楼层由于设置大空间的要求，其刚度会产生突变，一般比转换层上部楼层的刚度小，设计时应采取措施减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化，以保证满足抗风、抗震设计的要求。转换构件为重要传力部位，应保证转换构件的安全性。其次，八级抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外，还应考虑竖向地震作用的影响，转换构件的竖向地震作用，可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算；作为近似考虑，也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数 1.1。
2、是经济指标的必然要求。从抗剪和抗冲切的角度考虑，转换板的厚度往往很大。一般可达 2.0m-2.8m。这样的厚板一方面重量很大，增大了对下部垂直构件的承载力设计要求，另一方面本层的混凝土用量也很大。同时，转换梁常用截面高度为 1.6-4.0m，只有在跨度较小以及承托的层数较少时才转换梁常用截面高度 0.9-1.4m，而跨度较大且承托较大且承托的层数较多时，或构件条件特殊时才采用较大的截面高度 4.0-8.2m。
3、是抗震性能的必然要求。由于厚板集中了很大的刚度和质量，在地震作用下，地震反应强烈。不仅板本身受力很大，而且由于沿竖向刚度突然变化，相邻上、下层受到很大的作用力，容易发生震害。以往的模型振动台试验研究表明，厚板的上、下相邻层结构出现明显裂缝和混凝土剥落。另外，试验还表明，在竖向荷载和地震力共同作用下，板不仅发生冲切破坏，而且可能产生剪切破坏，板内必须三向配筋。同时，从已设计的工程来看，带有厚板转换层的商住建筑，结构设计和施工都比较复杂，材料用量和造价都较高。
4、是符合结构转换层的自身特点的必然要求。高层建筑中转换层的突出特点主要有两个方面：首先，是转换层通常设置在建筑物的下部，在它的上面承受着几十层的荷载，受力复杂，它的破坏将会导致灾难性的后果。由于设计时分析方法的限制，对各种形式转换层难以做到精确分析。其次，是转换层部位地震反应强烈。由于转换层承受荷载巨大，导致其截面超出常规，钢材耗用量大、刚度大，重量也较一般楼层显著加大。而在地震区，一般要求楼层的质量和刚度均匀变化，不宜有突变，否则在地震作用下易产生薄弱层。高层建筑在转换层质量和刚度的变化导致该部位地震反应加大。另外，转换层的巨大截面还会给施工带来许多不方便。如武汉新世界中心，转换层采用 1.6m 厚的厚板，这种厚度的板不但配筋、混凝土浇筑困难，施工质量难以控制，而且施工时对其下部的模板支撑体系要求严格。0.5kN/m2以上的浇筑重量，常规的模板支撑不适用，还需另行设计制作，增加了工程的费用。一般地，由于转换层以上是小开间的剪力墙结构，而转换层以下是以柱为主要承重的大空间结构。
5、是符合城市发展的重要体现。随着城市小区建设的发展，城市功能的区域化、综合性的高层建筑正在快速发展，这类建筑为了方便人们的工作、生活往往要求在同一竖直线上的顶部楼层布置住宅、旅馆，中部楼层作为办公用房，下部楼层则作为商店、餐饮、文化娱乐场所。而不同大小的开间、进深，采用不同的结构形式。面对这一现状，要满足综合高层建筑复杂功能的要求，通过过渡楼层来进行转换，不失为一个行之有效的方法，这一过渡楼层即是通常所说转换层，由此可见发展转换层施工对高层建筑施工技术发展具有重要意义。
二、高层建筑转换层的施工特点与措施分析
1、模板支撑系统是转换层施工的重要组成部分。转换层结构的体量大、自重大，对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求，必须进行详细的计算，切不可凭经验办事。以梁式结构转换层为例，梁本身的线荷载通常在 60～100KN/m，加上施工荷载就更大，对于板式结构，每平方米的荷载（楼板荷载+施工荷载）也在 100～150KN，因此，往往需要搭设满堂红支撑系统，其立柱一直搭至地下室，使荷载直接传值房屋基础。当作为多层支撑荷载传递时，上下立柱的位置应对齐，防止上下楼面因受力不匀而造成的局部损伤。在梁式结构转化层施工中，由于梁的侧向高度较大，厚度较薄，所以尚应验算模版系统侧向稳定性和侧向强度，防止整体跑位和胀模。
2、钢筋绑扎是转换层施工的基础。转换层中的钢筋，其特点一是数量多，二是直径大。对梁式结构转化层来说，其钢筋绑扎通常在梁的底模板架设完成后进行，钢筋绑扎完毕经过验收后安装大梁两侧的模板。钢筋绑扎中应切实注意钢筋骨架侧向的稳定，防止倾倒伤人。粗直径竖向钢筋接头宜用电渣压力焊或冷挤压接头，按规范要求，同一断面接头应错开 50%。钢筋保护层应用相应的粗直径钢筋头焊于主筋上，常用的砂浆垫块易压碎。而当转换层的梁或板混凝土分两次浇筑时，应在施工缝上增设若抗剪钢筋，以保证上下层混凝土结合牢固。
3、混凝土浇筑是转换层施工中重中之重。转换层的混凝土一次浇筑量很大，混凝土的强度等级也较高，一般为 C40～C60，特别是梁式结构转换层和板式结构转换层，混凝土浇筑量大，大多属于大体积混凝凝土施工，不仅对模板支撑系统带来很大困难，而且混凝土内部容易产生温度裂缝。在进行大跨度超高度转换梁及转换厚板的混凝土施工时，应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。目前实际工程中采取的措施主要是，首先要根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件，采用大体积混凝土结构三维有限元温度分析程序（3DTFEP），对大跨度超高度转换梁及转换厚板整个过程中的温度状况进行模拟计算，掌握混凝土在浇筑后一个月内的各部分温度的变化规律，为大跨度超高度转换梁及转换厚板的施工提供科学的预测分析和依据。其次，大体积混凝土转换结构施工时， 应采取措施控制混凝土内部与混凝土表面温度差小于15℃，实际工程中可采用蓄热保温法，即常规保温方法，混凝土的养护要把握两个关键， 即在升温阶段以保湿为主， 在降温阶段以保温为主。另外，可以采用内降外保法，即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温，使大体积混凝土水化热温升降低，减少混凝土内部与混凝土表面的温差，然后在大体积混凝土转换结构的表面及其底面采取保湿措施。第三，浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在选用水泥方面可优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。
4、混凝土养护是转换层施工关键因素。混凝土由于浇注体量大，所以浇筑后特别注意养护，以减小混凝土内部与表面的温差值。待混凝土浇筑后，应用草包、麻袋或塑料薄膜覆盖保温，使表面保持湿润状态。冬季施工时还应按规定做好保温测温工作。
三、结语
随着经济的繁荣及科学技术的不断进步，，我国的高层建筑亦得到蓬勃发展。其特点是向高度更高、体形更复杂、功能更齐全、综合性更强的方向发展。为了满足建筑功能要求，实现结构体系的改变，并且保持空间工作性能，就必须设置转换层。总之，随着高层建筑技术的不断改进，以及国民经济日新月异的发展，城市对建筑物的需求也在逐步转变。因此，加强对转换层施工的分析及研究，对提高建筑物质量具有十分重要的现实意义。
【关键词】转换层；设计；施工
一、高层建筑转换层的必要性分析
1、是转换层设计的必然要求。首先，转换层的下部楼层由于设置大空间的要求，其刚度会产生突变，一般比转换层上部楼层的刚度小，设计时应采取措施减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化，以保证满足抗风、抗震设计的要求。转换构件为重要传力部位，应保证转换构件的安全性。其次，八级抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外，还应考虑竖向地震作用的影响，转换构件的竖向地震作用，可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算；作为近似考虑，也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数 1.1。
2、是经济指标的必然要求。从抗剪和抗冲切的角度考虑，转换板的厚度往往很大。一般可达 2.0m-2.8m。这样的厚板一方面重量很大，增大了对下部垂直构件的承载力设计要求，另一方面本层的混凝土用量也很大。同时，转换梁常用截面高度为 1.6-4.0m，只有在跨度较小以及承托的层数较少时才转换梁常用截面高度 0.9-1.4m，而跨度较大且承托较大且承托的层数较多时，或构件条件特殊时才采用较大的截面高度 4.0-8.2m。
3、是抗震性能的必然要求。由于厚板集中了很大的刚度和质量，在地震作用下，地震反应强烈。不仅板本身受力很大，而且由于沿竖向刚度突然变化，相邻上、下层受到很大的作用力，容易发生震害。以往的模型振动台试验研究表明，厚板的上、下相邻层结构出现明显裂缝和混凝土剥落。另外，试验还表明，在竖向荷载和地震力共同作用下，板不仅发生冲切破坏，而且可能产生剪切破坏，板内必须三向配筋。同时，从已设计的工程来看，带有厚板转换层的商住建筑，结构设计和施工都比较复杂，材料用量和造价都较高。
4、是符合结构转换层的自身特点的必然要求。高层建筑中转换层的突出特点主要有两个方面：首先，是转换层通常设置在建筑物的下部，在它的上面承受着几十层的荷载，受力复杂，它的破坏将会导致灾难性的后果。由于设计时分析方法的限制，对各种形式转换层难以做到精确分析。其次，是转换层部位地震反应强烈。由于转换层承受荷载巨大，导致其截面超出常规，钢材耗用量大、刚度大，重量也较一般楼层显著加大。而在地震区，一般要求楼层的质量和刚度均匀变化，不宜有突变，否则在地震作用下易产生薄弱层。高层建筑在转换层质量和刚度的变化导致该部位地震反应加大。另外，转换层的巨大截面还会给施工带来许多不方便。如武汉新世界中心，转换层采用 1.6m 厚的厚板，这种厚度的板不但配筋、混凝土浇筑困难，施工质量难以控制，而且施工时对其下部的模板支撑体系要求严格。0.5kN/m2以上的浇筑重量，常规的模板支撑不适用，还需另行设计制作，增加了工程的费用。一般地，由于转换层以上是小开间的剪力墙结构，而转换层以下是以柱为主要承重的大空间结构。
5、是符合城市发展的重要体现。随着城市小区建设的发展，城市功能的区域化、综合性的高层建筑正在快速发展，这类建筑为了方便人们的工作、生活往往要求在同一竖直线上的顶部楼层布置住宅、旅馆，中部楼层作为办公用房，下部楼层则作为商店、餐饮、文化娱乐场所。而不同大小的开间、进深，采用不同的结构形式。面对这一现状，要满足综合高层建筑复杂功能的要求，通过过渡楼层来进行转换，不失为一个行之有效的方法，这一过渡楼层即是通常所说转换层，由此可见发展转换层施工对高层建筑施工技术发展具有重要意义。
二、高层建筑转换层的施工特点与措施分析
1、模板支撑系统是转换层施工的重要组成部分。转换层结构的体量大、自重大，对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求，必须进行详细的计算，切不可凭经验办事。以梁式结构转换层为例，梁本身的线荷载通常在 60～100KN/m，加上施工荷载就更大，对于板式结构，每平方米的荷载（楼板荷载+施工荷载）也在 100～150KN，因此，往往需要搭设满堂红支撑系统，其立柱一直搭至地下室，使荷载直接传值房屋基础。当作为多层支撑荷载传递时，上下立柱的位置应对齐，防止上下楼面因受力不匀而造成的局部损伤。在梁式结构转化层施工中，由于梁的侧向高度较大，厚度较薄，所以尚应验算模版系统侧向稳定性和侧向强度，防止整体跑位和胀模。
2、钢筋绑扎是转换层施工的基础。转换层中的钢筋，其特点一是数量多，二是直径大。对梁式结构转化层来说，其钢筋绑扎通常在梁的底模板架设完成后进行，钢筋绑扎完毕经过验收后安装大梁两侧的模板。钢筋绑扎中应切实注意钢筋骨架侧向的稳定，防止倾倒伤人。粗直径竖向钢筋接头宜用电渣压力焊或冷挤压接头，按规范要求，同一断面接头应错开 50%。钢筋保护层应用相应的粗直径钢筋头焊于主筋上，常用的砂浆垫块易压碎。而当转换层的梁或板混凝土分两次浇筑时，应在施工缝上增设若抗剪钢筋，以保证上下层混凝土结合牢固。
3、混凝土浇筑是转换层施工中重中之重。转换层的混凝土一次浇筑量很大，混凝土的强度等级也较高，一般为 C40～C60，特别是梁式结构转换层和板式结构转换层，混凝土浇筑量大，大多属于大体积混凝凝土施工，不仅对模板支撑系统带来很大困难，而且混凝土内部容易产生温度裂缝。在进行大跨度超高度转换梁及转换厚板的混凝土施工时，应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。目前实际工程中采取的措施主要是，首先要根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件，采用大体积混凝土结构三维有限元温度分析程序（3DTFEP），对大跨度超高度转换梁及转换厚板整个过程中的温度状况进行模拟计算，掌握混凝土在浇筑后一个月内的各部分温度的变化规律，为大跨度超高度转换梁及转换厚板的施工提供科学的预测分析和依据。其次，大体积混凝土转换结构施工时， 应采取措施控制混凝土内部与混凝土表面温度差小于15℃，实际工程中可采用蓄热保温法，即常规保温方法，混凝土的养护要把握两个关键， 即在升温阶段以保湿为主， 在降温阶段以保温为主。另外，可以采用内降外保法，即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温，使大体积混凝土水化热温升降低，减少混凝土内部与混凝土表面的温差，然后在大体积混凝土转换结构的表面及其底面采取保湿措施。第三，浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在选用水泥方面可优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。
4、混凝土养护是转换层施工关键因素。混凝土由于浇注体量大，所以浇筑后特别注意养护，以减小混凝土内部与表面的温差值。待混凝土浇筑后，应用草包、麻袋或塑料薄膜覆盖保温，使表面保持湿润状态。冬季施工时还应按规定做好保温测温工作。
三、结语
随着经济的繁荣及科学技术的不断进步，，我国的高层建筑亦得到蓬勃发展。其特点是向高度更高、体形更复杂、功能更齐全、综合性更强的方向发展。为了满足建筑功能要求，实现结构体系的改变，并且保持空间工作性能，就必须设置转换层。总之，随着高层建筑技术的不断改进，以及国民经济日新月异的发展，城市对建筑物的需求也在逐步转变。因此，加强对转换层施工的分析及研究，对提高建筑物质量具有十分重要的现实意义。