吴继孝
广州房实工程总承包有限公司 广东广州 510000
摘要：转换层能满足高层建筑物更大的空间需求，是高层建筑中的重要的组成部分。但是是由于其结构复杂，施工难度大，因此研究高层建筑转换层复杂结构的施工十分必要。本文结合某高层建筑转换层复杂结构施工实例，对转换层复杂结构的施工技术进行了分析，希望能为类似工程施工提供参考。
关键词：高层建筑；转换层；节点深化；转换梁
引言
随着社会经济的不断发展，我国的高层建筑越来越多，而转换层作为高层建筑中的重要组成部分，对其展开研究十分重要。转换层是根据建筑物内某楼层的上部与下部不同的结构类型进行结构转换的一个楼层，它能为建筑提供更大的空间。但是由于其结构复杂，施工难度大，因此，如何采取有效施工技术进行施工，以保障转换层的施工质量和安全成为建筑界的一个重要课题。
1 工程简介
某工程是集办公、商业、公寓为一体的综合性智能化大厦，建筑总高度为241.85m，总建筑面积约11万m2。该工程1～24层结构形式为型钢混凝土框架结构，平面形状为长方形；而25层以上结构形式为型钢混凝土剪力墙结构，平面形状为扇形，其结构形式及平面形状均发生了较大变化。因此，为了保证结构的安全可靠，该工程在24层顶部设置转换层，在结构标高99.3米处设层顶。因为百米以上结构与以下结构垂直荷载分布极不规则，所以转换层采用型钢混凝土组合结构。转换层为型钢混凝土组合梁加钢筋混凝土楼板的形式，转换梁与上下两层结构板使转换层形成一个箱体，转换梁截面尺寸为800mm×3900mm～1400mm×4200mm之间的多种尺寸。转换梁内部的型钢结构截面尺寸为300mm×3350mm，型钢梁与框支柱中内置的十字型钢柱连接成一个整体，组成转换层的型钢体系（见图1）。该工程转换层结构复杂、施工难度大，下面主要针对一些几个关键点进行论述：①百米高位转换层型钢复杂节点优化设计及施工；②超高层高位大截面转换叠合梁支撑系统。
图1 转换层型钢梁、型钢柱布置
2 高位转换层型钢复杂节点优化设计及施工
节点深化时需充分考虑转换梁主筋的排布，在深化时遵循以下原则：当钢筋满足直锚长度时，钢筋直锚；当钢筋遇型钢柱腹部不满足直锚长度，满足弯锚长度时，在保证型钢柱腹板开孔面积小于30%的前提下，钢筋穿过型钢柱腹板直锚，其余钢筋弯锚（钢结构的开孔尺寸符合《型钢混凝土组合结构构造》（04SG523）中规定）；当钢筋遇型钢柱翼板不满足直锚长度，满足弯锚长度时，钢筋全部弯锚；当钢筋不满足弯锚长度时，在型钢柱腹板或翼板处焊接加劲板，钢筋通过焊接与加劲板连接，焊接长度为7d（d为钢筋直径）。型钢柱腹板开孔位置及加劲板位置均需根据每个节点的具体情况，进行钢筋放样，保证其精确定位，确保钢筋能够正常安装，且各个方向交叉钢筋无冲突现象。
转换梁上、下部纵筋均为两排，当钢筋与加劲板焊接时，在加劲板上下两侧均需焊接钢筋，为了避免加劲板底部钢筋的仰焊现象，此部分钢筋在型钢柱拼装时在工厂提前焊接。
由于在转换梁顶部新生型钢混凝土柱，新生型钢柱在工厂焊接在型钢梁上。在此节点存在转换梁上部纵筋遇新生钢柱无法通过，转换梁箍筋与新生钢柱无法贯通、新生型钢混凝土柱的钢筋遇型钢梁无法锚固的问题。为此，在钢结构深化时，需充分考虑钢筋与型钢结构的连接方式。当转换梁上部纵筋遇新生钢柱翼板时，在翼板上焊接套筒，钢筋通过套筒与新生钢柱连接，当转换梁上部纵筋遇新生钢柱腹板时，在腹板处开孔，钢筋连续穿过；当转换梁箍筋与新生钢柱无法贯通时，在新生钢柱的箍筋位置焊接加劲板，将箍筋制作成L型，将箍筋焊接在新生柱的加劲板上；当新生型钢混凝土柱的钢筋遇型钢梁无法锚固时，在型钢梁顶板焊接套筒，新生型钢混凝土柱的钢筋通过套筒与型钢梁连接。在深化过程中，需保证套筒位置在立面上相互错开，使钢筋在安装时无相互冲突现象。
3 超高层高位大截面转换叠合梁支撑系统
对于高大截面转换梁，该工程采用叠合梁支撑法，即转换梁分两次浇筑，搭设脚手架支撑第一次浇筑混凝土的自重及施工荷载，再利用第一次浇筑混凝土形成的梁支撑第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载。
3.1 挑架验算
根据《扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011要求，当脚手架需要的搭设高度大于50m，一般都慎重地采取加强措施。需要辅以设计验算，需要对纵向和横向水平杆进行强度、刚度与抗滑验算；对立杆进行稳定性验算；对连墙杆进行强度、稳定性及抗滑承载力验算；对立杆的地基进行承载力验算等。槽钢挑架承受脚手架传来的荷载，相当于承受平行的竖向荷载的简支结构。
（1）挑架作用荷载
脚手架立杆传来的竖向荷载主要包括脚手架结构自重、构配件自重及施工荷载。脚手架结构自重标准值产生的竖向力：
G1=0.125KN/m×30m = 3.75 KN
构配件自重标准值产生的竖向力，包括2 层脚手板和2根护身栏杆及安全网自重：
G2=0.15KN/m2×1.3×1.5×2+0.0384KN/m×1.5×2+0.15×1.5×30=7.45KN
施工荷载标准值产生的竖向力：
G3=2KN/m2×1.3×1.5×2=7.8kN
对槽钢挑架进行施工强度验算，不组合风荷载时，安全性更高。
不组合风荷载，脚手架立杆的竖向荷载效应组合为：
N=1.2（G1+G2）+1.4G3=1.2（3.75+7.45）+1.4×7.8=24.36KN
立杆竖向力对槽钢挑架产生的弯矩为：
M=1.25N+0.25N=1.5×24.36=36.54KNm
（2）挑架槽钢钢号选用
W=M/[σ]=36.54×106/205=178cm3 可选用[ 20 槽钢。
（3）抗拉锚环直径选择
A=N/[σ]=24.36×103/205=119 mm2 可选用Φ14 钢筋。
3.2 脚手架搭设
满堂脚手架将搭设楼板上，脚手架管材均采用Ф48×38mm钢管搭设。满堂架主要杆件有立杆、横杆、扫地杆和剪刀撑，在满堂脚手架的搭设过程中，立杆下加设钢底座或5cm厚木跳板（根据现场情况需要使用），支撑顶板、梁模板的钢管立杆顶部采用可调顶座。24层梁底立杆间距为600mm×800mm，垂直于梁宽方向为600mm，沿梁长方向为800mm；板底立杆间距为800mm×800mm，扫地杆距地面200mm，横杆间距为1200mm，梁底第一道横杆距梁底为400mm，在梁底连续设置水平和垂直剪刀撑。满堂架连接采用横杆、立杆、剪刀撑通过扣件连接的方式，脚手架搭设见图2。
垂直剪刀撑：应沿钢梁底沿跨度方向、在24层梁底立杆部位，用短钢管斜撑加强所有格构，形成米式格构桁架，用旋转扣件与梁底立杆或三道横杆连接。垂直于梁方向每隔4道立杆连续设置。
水平剪刀撑：上下共2道，上步应沿转换大梁底沿跨度方向连续设置，下步沿梁底扫地杆连续设置；每道覆盖不少于40%面积的立杆格构。
3.3 转换梁叠合面处理
（1）增加新旧混凝土叠合面的连接力。传统做法为将叠合面处凿毛，露出石子，由此增加上下层混凝土的粘合力。该工程在传统做法的基础上有所创新，在混凝土终凝前，首先，在下层混凝土表面铺设直径8mm间距为150mm的钢筋网片，避免高标号混凝土表面的温度裂缝；其次，在下层混凝土表面进行插筋处理，插筋采用长度为800mm的直径为16mm的钢筋，插筋间距为350mm，插入深度为400mm。通过以上两种措施，有效的增加了混凝土表面的粘结力，保证了转换梁上下层混凝土的整体性。
4 结语
总而言之，高层建筑转换层复杂结构的施工难度较大，要求高，并且涉及到多项学科。施工人员在转换层施工中要充分考虑转换梁主筋的排布，做好节点深化的设计工作，认真、合理地采用施工技术，紧密关注与策划转换层各个分项工程的穿插、协调与配合的节点，确保高层建筑转换层的施工质量。
参考文献：
[1]朱正华.浅析高层建筑结构转换层施工技术[J].中华民居（下旬刊）.2014（09）
[2]胡展飞.高层建筑转换层结构施工技术探讨[J].科技资讯.2014（35）
论文作者:吴继孝
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/10
标签：型钢论文; 钢筋论文; 结构论文; 混凝土论文; 荷载论文; 脚手架论文; 腹板论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;