摘要:近年来,我国高层建筑在不断增多,高层建筑的修建技术也随之得到了完善和提升。一些高层建筑上部的使用功能不同于下部,所以上下结构有所差别,通常会利用楼层进行结构转换,而用于转换结构的楼层被称为转换层。本文主要就高层建筑柱梁式转换层结构设计原理和应用进行了相关的探讨和分析。
关键词:高层建筑;柱梁式转换层;结构设计
柱梁式转换层是比较常见的建筑转换层形式,转换层结构在建筑中具有桥梁作用,其能够改善室内空间布局,扩大工程建设入口,进而便于建筑施工。随着技术的进步和完善,高层建筑的功能性在逐渐增加,结构也随着功能的增加变得更加复杂。为了满足高层建筑的建设要求,完善转换层结构设计十分重要,柱梁式转换层可以应用在不同的结构形式中,如结构类型转变、框筒结构需要大入口时都可以使用柱梁式转换层,该转换层施工简单,受力明确,具有明显的应用优势。
一、高层建筑转换层结构设计方式
(一)柱梁式转换层结构
柱梁式转换层是一种比较常见的转换层形式,简单来说就是将墙体用作柱梁,以此进行力的传导。这种结构具有施工简单、成本低廉的优势,所以房展前景比较广泛,也受到了建筑行业的欢迎。现如今,高层建筑往往具有多样化特点,在实际建设的过程中,为了满足多样化的建筑要求,转换梁的结构形式也在不断增加。通常,转换梁具有承载荷载较大的特点,大部分荷载由竖向杆件产生。分析各类转换梁的受力情况,对其受力状态进行研究,进而设计有效的荷载承受方案。
(二)桁架式转换层结构
桁架式具有受力规律明显、操作简单、灵活的特点,并且具有抗震作用。其由梁氏转换层变形而来,采用钢筋混凝土作为主要结构,衔接架结构由两部分组成,一部分是上杆件,另一部分是下杆件,其都位于转换层结构中。衔架结构具有较大的高度,下部杆件界面尺寸小。目前,该转换结构具有良好的整体性,但应用时往往出现问题。如果节点受力情况比较严重,会损坏剪切位置,可以添加配筋解决该问题。该结构对高度有严格的要求,所以在施工时,要合理控制高度,避免地震等灾害问题对该结构造成影响,确保建筑的整体稳定性。
(三)箱式转换层结构
箱式转换层结构主要由两部分组成,一部分是单向托梁,另一部分是双向托梁,二者与上下层楼板作用,进而形成该结构形式,其具有较强的传力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从我国现有的高层结构来看,其属于传统结构形式,会占据较大空间,如果在住宅楼中应用该结构形式,会导致转换层与设备、管道的位置发生冲突,具有明显的应用缺陷,且自重大,实际应用时会消耗较高的成本,所以要慎重选择。
(四)厚板厚梁转换层
高层建筑通常存在上柱网轴线与下柱网轴线不顺畅的问题,位置交错会导致楼层承重能力变差,所以要使用厚板来弥补该问题,在长时间技术的完善和发展之后,就形成了厚板厚梁转换层。该转换层结构具有布置灵活的特点,利用柱网实现上下结构的对齐。同时该转换层结构也具有自重大、耗材多的问题,导致该转换层形式经济效益较低。厚板式转换层具有较大的结构强度,且布置难度小,操作简单。但传力形式并不明确,结构计算存在难度,进而影响整体结构设计质量。地震对厚板式转换成的影响较大,厚板受力增加,进而出现刚度变化,增加上下层结构荷载。
二、高层建筑柱梁式转换层设计原则和施工技术
(一)设计原则和要点
要根据具体的建筑情况进行具体的分析,合理布置转换层,实现建筑竖向刚度的转变。受到地震的影响,建筑存在诸多薄弱环节,降低了建筑的抗震效果。所以,在实际设计时,一定要遵守设计原则,减少竖向构件数量,进而降低竖向刚度突变对建筑整体造成的影响,增加结构抗震性。在转换层设计时,要选择将其布置在地势较低的位置。在形式选择是,要选择有明显传力路线的结构形式,便于后续施工的开展。
在高层转换层应用的过程中,刚度突变是十分常见的应用问题。为了满足现代建筑的抗震需求,设计人员要正确处理上下结构的刚度,避免地震对结构造成巨大的影响。尽可能加大截面,增加混凝土强度或剪力墙,进而改善各部分结构刚度。
(二)施工技术
在实际施工的过程中,首先要进行模板支撑系统的搭设。由于转换层具有钢筋密集、荷载大、自重大的特点,所以要做好模板支撑系统的搭建,确保其稳定性能。在支撑时,要根据实际施工情况,减少模板的荷载作用,选择恰当的支撑方式。计算楼体下部压力值,一旦出现问题要及时进行方案的修改,避免坍塌等问题的出现;其次,钢筋工程。钢筋工程包括钢筋下料、连接等多个方面。在下料前,要详细分析设计图纸,根据规范和图纸要求进行施工,充分掌握钢筋之间的穿插关系,确保下料的准确性,最后按照布置顺序以此绑扎。由于钢筋的密集性,所以钢筋连接十分中重要,采取有效的连接措施能够降低施工难度。通常分为板筋、柱筋、梁筋,分别可以采用搭接接长、电渣压力焊焊接、螺纹套筒连接的方式;最后,混凝土浇筑与养护。混凝土是重要的施工材料之一,在转换层施工的过程中,需要应用到大量的混凝土,所以一定要确保混凝土的质量,保障混凝土的强度、耐久性等性能符合施工要求。要做好准备工作,减少混凝土温度差值,避免收缩开裂等问题。混凝土浇筑完成后要采取恰当的养护措施,保障混凝土质量。养护可以为混凝土提供能充分的温度和湿度条件,避免内外温差引发裂缝问题。混凝土浇筑要根据结构尺寸、钢筋密度等情况进行筛选。通常采用由中间向两边的浇筑形式。采用接卸振捣的方式,保障振捣均匀。振捣时间控制在20-30秒之间,直至混凝土表面没有气泡、灰浆。在混凝土凝固初期就要采取养护措施,可以采用覆盖和浇水的方式,养护时长为12小时。覆盖材料可以采用保鲜膜、塑料布等,要定时浇水,确保混凝土的湿润性。此外,要合理控制施工流程,确保工程的有序开展。
结语
综上所述,在高层建筑修建的过程中,由于上下结构对功能的需求不同,所以要对上下结构形式进行转换,为此必须要修建相应的转换层。在各种转换层结构中,柱梁式转换层是比较常见的转换层形式,其具有施工简便、成本低、效果好的特点,有广阔的发展前景。
参考文献
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论文作者:胡杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/22
标签:结构论文; 高层建筑论文; 混凝土论文; 厚板论文; 形式论文; 荷载论文; 刚度论文; 《防护工程》2019年第1期论文;