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摘要：高层建筑工程中厚板转换层结构是高层建筑转换层结构的一种重要结构形式，抗震结构设计也逐渐在高层建筑工程中予以体现，通过对高层建筑工程中运用厚板转换层结构和抗震结构，从而大大提高高层建筑的质量，提升高层建筑的抗震能力，进而保证公众居住环境的安全。本文通过案例分析阐述了高层建筑厚板转换层结构的设计要点, 探究了高层建筑抗震结构设计措施,希望能够对高层建筑工程结构设计研究和开发提供参考。
关键词：高层建筑工程；厚板转换层；抗震；结构设计
前言
高层建筑高度超过24m时, 其上部平面与下部平面呈现出使用功能差异。因此, 要对各类结构平面进行构建。通常, 要对结构转换层进行设置, 以增强上部结构与下部结构结合的紧密性。厚板转换层是常见的转换层结构, 该结构在高层建筑中的应用, 能有效提高高层建筑质量和安全性, 并增强高层建筑的抗震性能。
1 案例工程概况
某市某高层建筑总建筑面积在80000m2左右, 共有34层, 高达156m。该高层建筑在开展8层施工时, 利用厚板转换层对框支剪力墙结构进行构建。该高层建筑要求具备Ⅵ度抗震设防烈度, 其设计基本地震加速度为0.05g, 主楼基本风压值为0.35k N/m2。另外, 该高层建筑地下部分剪力墙抗震等级要求为1级, 框架抗震等级要求为2级, 底部加强部位相应的剪力墙抗震等级要求为1级, 一般部位剪力墙抗震等级要求为2级。该高层建筑工程承建施工单位, 深入考察了相关实际状况, 对厚板转换层及抗震结构进行了科学设计, 有效强化了该高层建筑的安全性和抗震性能。
2高层建筑厚板转换层结构设计要点
高层建筑对厚板转换层结构进行设计, 要充分考虑厚板转换层承受的应力状况。通常, 在高层建筑的厚板转换层结构中, 大量交叉分柱网存在于厚板转换层结构的上下部之间。这就造成在竖直方向上, 厚板承受的应力状况较为复杂。同时, 厚板转换层结构缺乏良好的上下连续性, 其刚度变化较为突然, 加上水平地震力的影响, 厚板承受的应力状况较为复杂。对厚板转换层结构进行设计, 要遵循以下要点:
2.1 保障结构竖向刚度的均匀性
对高层建筑厚板转换结构层进行设计, 要减小高层建筑上下层之间的刚度变化, 避免上下层连接处出现较为突然的刚度变化, 避免产生薄弱层。因此, 要有效保障结构竖向刚度具有较强的均匀性。厚板转换层相应的抗震设计, 要有效保障上下层呈现出的刚度比不超过2.0。 (1) 对高层建筑上部剪力墙实施合理设计, 在有效满足强度要求的前提下, 最大化地减少剪力墙的实际个数, 并深入考察实际情况, 对上层剪力墙厚度进行减小, 并对下层剪力墙的实际厚度进行增加。 (2) 在设计各层剪力墙时, 要依次对其厚度进行递减, 避免各层结合处出现刚度突变。 (3) 对转换层相应的上层高度进行提升, 同时对转换层相应的下层高度进行降低, 加强对上下层高度差的控制, 使之低于0.2m。 (4) 针对转换层上层, 要对C40混凝土进行选用;针对转换层下层, 要对C50混凝土进行选用, 对上述两种规格的混凝土进行科学搭配, 并对转换层相应的横向刚度比进行控制, 使之保持为1.10, 同时对转换层相应的竖向刚度比进行控制, 使之保持为1.20, 有效增强厚板转换层的合理性。
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2.2 对框支柱的延性进行提升
高层建筑上部相应的竖向构件通常需借助框支柱实施有效连接。对高层建筑厚板转换结构层进行设计, 要对框支柱的延性进行提升。要有效控制轴压比, 使之保持在0.60以下, 同时, 加强对配筋率的有效控制, 使之保持为1.65%。对框支柱相应的箍筋进行设置时, 可采用全长加密的设置方式[4]。同时, 应将芯筋安装于框支柱内。
2.3 有效保障厚板转换层具有良好的延性
对框支层剪力墙进行设计, 要加强对轴压比的控制, 使之低于0.35, 同时, 对配筋率进行控制, 使之保持为0.55%。同时, 对剪力墙暗柱相应的配筋率进行控制, 使之保持为2.0%, 对体积配箍率进行控制, 使之保持为1.5%±0.5%。通过上述措施, 有效保障厚板转换层具有良好的延性。另外, 要强化对厚板转换层上部的延性处理。
3 高层建筑厚板转换层施工方法
高层建筑工程所设计的厚板转换层, 通常呈现为大体积混凝土构件, 具有极大的荷载极度。为有效保障厚板转换层施工质量, 必要加强对温度裂缝的有效控制。因此, 要针对温度裂缝开展相关试验, 并采取如下措施加强对温度裂缝的有效控制:
(1) 对具有较低水化热和较弱强度的水泥进行选用, 并严格控制水泥用量。 (2) 对混凝土进行配置, 要适量添加减水剂和粉煤灰, 有效保障其具有良好的可泵性。同时, 添加适量的膨胀剂, 有效增强混凝土的抗裂性[5]。 (3) 加强对混凝土的有效养护, 并促进厚板温差的大幅度降低, 采用薄膜封住厚板, 避免发生冷气对流。同时, 每隔1.5m, 即将一根钢管安装在厚板中间, 将厚板内部存在的热量有效排除。 (4) 将测温点构建于厚板内部, 并借助计算机对测温点的实际温度进行有效控制, 并对相关检测数据进行自动记录, 增强数据采集的便捷性, 并对混凝土养护工作实施合理调整。
4 高层建筑抗震结构设计措施
4.1 建筑选址
对高层建筑工程进行抗震结构设计, 要增强建筑选址的科学性, 有效增强高层建筑的抗震性能。在对高层建筑进行抗震结构设计前, 要深入考察并全面掌握高层建筑工程所在地的地震活动状况, 并强化地质勘测, 广泛收集各类相关资料, 对高层建筑工程施工现场实施综合分析和科学评价, 准确获取高层建筑工程所在地的具体抗震设防等级。
4.2 结构优化
在高层建筑抗震结构设计中, 可多次对超静定结构进行合理应用, 且能针对结构强度对充足的余度进行预留, 即提高结构内力相应的设计值。通过上述措施对高层建筑抗震结构进行优化设计, 即使高层建筑部分结构遭受严重的地震破坏, 剩余部分结构仍能保持良好的稳定状态, 并有效分担高层建筑相应的承载力。即使地震作用损坏了高层建筑的部分机构, 高层建筑整体仍能保持较强的安全性和稳定性。在对高层建筑抗震结构进行设计的实际过程中, 设计人员要深入熟悉并掌握地震对高层建筑结构体系的具体传递路径, 并适当将传递路线串联的各类构件内力相应的设计系数进行放大, 并严格控制高层建筑的抗震等级, 有效增强高层建筑抗震结构设计的科学性, 进而增强高层建筑的抗震性能。
4.3 灵活运用隔震技术
在高层建筑抗震结构设计中, 要灵活运用隔震技术, 强化基层隔震的有效处理。设计人员要深入考察高层建筑结构相应的基础与上部状况, 在此基础上对隔震层进行建设, 增强高层建筑相应的上部结构与基础隔离的有效性, 大幅度降低地震波的实际传播成效, 有效提高高层建筑的抗震性能。被动隔震技术具有较强的优越性, 在高层建筑抗震结构设计中的应用, 能有效增强高层建筑的安全性, 并有效保护各类非结构构件。另外, 还能有效控制高层建筑内部各类物品的实际振动力度。经历地震后, 无需大规模开展对高层建筑的修复, 仅需对隔震装置实施更换, 有效增强了高层建筑工程维护检修的便捷性。
5 结语
综上所述, 在高层建筑工程中, 厚板转换层结构承受极为复杂的应力。对高层建筑工程的厚板转换层结构进行设计, 要遵循以下要点:保障结构竖向刚度的均匀性、对框支柱的延性进行提升、有效保障厚板转换层具有良好的延性。在此基础上, 采用正确的施工方法开展厚板转换层施工, 有效保障高层建筑厚板转换层设计施工质量。
参考文献
[1]崔彩.高层建筑工程中厚板转换层及抗震结构设计的探讨[J].建材与装饰, 2017 (15) .
[2]段真铭, 蒋峰.高层建筑工程中厚板转换层及抗震结构设计的探讨[J].中国房地产业, 2017 (19) .
[3]吴大伟.探讨高层建筑转换层结构设计抗震[J].建材与装饰, 2015 (10).
论文作者:赵晓晶
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/28
标签：厚板论文; 高层建筑论文; 结构论文; 结构设计论文; 高层论文; 刚度论文; 建筑工程论文; 《防护工程》2018年第28期论文;