中建八局西南公司 成都 610041
摘要：随着经济的发展，高层建筑正朝体型复杂，多功能方向发展。高层建筑通常具有低层商用或者车库，上部住宿的多功能要求，在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙小空间之间，往往需要采用一定的结构形式进行转换处理，即必须在结构转换的楼层设置转换层。转换层的做法有很多种，而预应力厚板转换层的应用在马来西亚逐渐成为主流。
关键词：马来西亚；高层建筑；预应力厚板转换层；应用
引言
现代高层、超高层建筑业态众多，包括住宅、酒店、办公室、商业、餐饮、文化娱乐设施等。不同业态需要不同建筑空间，不同建筑空间需要用不同结构形式来实现。
在不同建筑结构之间，必须采用结构转换层来满足结构受力。按结构功能，转换层可分为三类：
第一类，上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架－剪力墙结构，它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。
第二类，上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层形成较大的入口。
第三类，同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。
目前，一般用得最多的是梁式转换层，它的设计较为简单，受力明确。当上下柱网、轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以采用厚板转换层，但普通厚板转换层钢筋、混凝土等材料耗用较多，自重较大，设计较为复杂，而预应力厚板转换层就能很好的解决这种问题。
1 预应力技术在厚板转换层中的应用
预应力技术作为建筑行业的一项新技术，已广泛用于大跨结构、基础工程、道路桥梁等工程。近年来，马来西亚建筑业发展迅速，摩天大楼层出不穷。开发商为了寻求建筑物效益及回报的最大化，往往将高层建筑设计为综合性和多功能的建筑物。
本项目（Bay Suites）为一栋单体，基础形式为钻孔灌注桩。工程总建筑面积为5.9万㎡，建筑高度为128.35m，共计35层，无地下室。其中Ground Floor为大厅，1～5层为地上车库，6～7层为休闲娱乐区、健身房、游泳池及物业办公区，8～35层为酒店式公寓。其结构形式为底部框架结构，转换层为1.3米的预应力厚板，上部公寓为剪力墙结构。
本项目业主在之前开发的高层建筑中，厚板转换层采用了预应力技术，且取得了较好的效益。因为先前采用预应力技术的经验和效益的分析，所以在本工程的设计中，仍然采用预应力厚板转换层。
在马来西亚，预应力厚板转换层的设计逐渐受到广大开发商和设计师的青睐。
2 预应力厚板转换层相对于梁式转换层和普通厚板转换层的优势
（1）相对于梁式转换层
同在马来西亚亚庇的亚庇双子塔项目（JESSELTON TWIN TOWERS），工程总建筑面积为19.7万㎡，建筑高度为192.15m，共计56层，两层地下室，7层地上车库，第10层为休闲娱乐区、健身房、游泳池及设施层，12～56层为高档公寓。其结构形式为底部框架结构，转换层为梁式转换层，上部公寓为剪力墙结构。
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图1 亚庇双子塔转换层平面图
上图中红色线条为转换梁轮廓，蓝色填充部分为剪力墙。梁式转换层优点是受力比较明确，设计相对简单。但是局限性也较为突出，上部剪力墙的布置直接影响转换梁的布置，如果进行公寓布局的调整，对转换梁的设计调整较大，也不太适合上下柱网、轴线错开较多或者上下不规则的建筑。梁式转换层的截面尺寸通常较大，钢筋含量及混凝土量也较大。在进行该转换梁的施工中，模架支撑需要多层的回顶，且使用的均是大直径钢筋，模架拆除周期相对也较长，在施工中存在一定的不便利，危险性较大且施工周期长。
厚板转换层比梁式转换层的设计和受力较为复杂。但是厚板转换层优势也很突出，它不受限于上下柱网及轴线的关系，上部楼层空间的布置较为灵活。
对于厚板转换层，经查阅相关资料发现，在同等截面条件下，若采用普通（非预应力）转换层结构，配筋较多，支座处的抗裂往往也难以达到要求。若采用预应力厚板转换层，可以改善结构受力性能，明显的提高结构的抗裂、抗冲切能力，而引入钢绞线替换部分普通钢筋，与同类非预应力转换层结构用钢量相比，大量节省钢材，方便施工。采用预应力技术，也可以调整厚板的内力分布，并且是施工阶段控制大体积混凝土收缩拉应力和裂缝的有效手段。经与本项目预应力专业设计顾问公司了解，在他们多年的设计中，预应力厚板转换层与楼层存在一定规则的关系，预应力转换板厚度约为上部楼层数的0.045～0.05倍左右，查阅相关资料得知普通转换板厚度约为上部楼层数的0.8～0.1倍左右。预应力技术的应用，也大大减少了截面高度，板厚得以降低，提高综合效益。
在施工方面，尤其是对于本项目的印尼工人团队，本身对于模架施工不太熟练，且本项目预应力厚板转换层有部分悬挑，存在高支模的情况。由于预应力的应用，结构截面尺寸，含钢量大大减少，且厚板转换层采用分层浇筑，对高支模的施工减小了难度和危险系数，板式的模架与梁式相对，也在一定程度上缩短了工期。
3 对厚板转换层设计的几点建议
经过搜查研究多个厚板转换层应用实例，以下为几点对厚板转换层设计的建议：
（1）厚板端部边缘应设置垂直钢筋网，防止厚板端部边缘处混凝土开裂。并在厚板上部集中力和支座反力作用下按计算配置必要的抗冲切钢筋。
（2）厚板冲切和剪切问题是非常重要的。在设计中尽量将上部剪力墙贯通下来，形成下部较大的整体刚度和抗扭刚度。在上部结构布置满足规范要求前提下，尽量采取大开间剪力墙、减少剪力墙厚度等措施来减少上部刚度。预应力混凝土厚板转换层要满足上部剪力墙抗冲切承载力的要求，同时满足下部框架柱对转换层的局部抗冲切承载力的要求，如果转换层达不到抗冲击性能，那么必须在局部受力部位加柱帽设计，以提高厚板的局部受力性能。
（3）厚板转换层处集中了很大的质量与刚度，地震反应较为强烈，所以建议对转换层的上、下相邻层的结构应加强，刚度设计趋于接近，以减轻结构沿建筑高度的抗推和抗扭刚度突变。
（4）通常厚板转换层的板厚是一个较为敏感的指标。采用预应力技术合理降低板厚，减轻自重，可以减小转换层处的水平地震作用，改善结构受力性能。对厚板施加预应力，也可以有效地控制厚板中局部裂缝的出现和开展，提高板的耐久性和整体性，可以减少普通钢筋用量，便于施工，提高质量。
4 结语
马来西亚高层建筑逐渐趋于综合性、多元化的发展，在高层建筑中采用预应力厚板转换结构是重要的发展方向之一。采用了预应力技术的厚板转换层，是一种全新的技术，在很多方面比梁式转换层和普通厚板转换层有着无可比拟的优势。预应力厚板转换层施工技术，也充分的考虑了施工的便利性和可行性，厚板转换层可以使得在转换层上灵活布置结构形式，为现代高层建筑结构形式提供了一个全新的解决办法。
参考文献：
[1]带厚板转换层的高层建筑结构设计分析.任永明，王春彩 2016（01）
[2]转换层施工技术在高层商住楼厚板中的应用.冯云.四川建材.2009.2
[3]混凝土整板结构转换层施工技术.中国建筑工业出版社.李霖.1996，（10）．
[4]高层建筑厚板转换层结构设计.徐承强.建筑结构.2012.2
作者简介：
罗延平，助理工程师。