高层建筑中转换层结构的应用和发展论文_冯云鹏

高层建筑中转换层结构的应用和发展论文_冯云鹏

黑龙江省建筑设计研究院 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要:随着时代的大踏步前进,未来的高层建筑的结构会越来越复杂;但是,随着我们的研究实验水平的探索提高,一定能够满足时代的变化。目前的转换层高层建筑大量涌现,但是,目前的研究在动力特性和抗震性能方面还有不足,尚需努力。转换层也应该多元化发展,结构设计和施工是相辅相成的关系,经过不懈的努力,一定可以完美结合设计与施工。

关键词:高层建筑;转换层结构;应用

1高层建筑转换层的具体功能

1.1转换高层建筑上、下层结构的类型

此种高层建筑转换层对剪力墙结构与框架-剪力墙结构的高层建筑较为适用,其可将高层建筑上层的剪力墙结构转换为下层的框架-剪力墙结构,开拓出一个较大的内部自由空间。

1.2改变高层建筑上、下层结构的柱网布置

此种高层建筑转换层对转换层上、下结构形式相同的高层建筑较为适用,通过此种方式扩大高层建筑转换层下部结构的柱距,使其变成一个大柱网空间,在商住高层建筑中应用率较高,可使高层建筑的下层结构具有较大空间,用以建设停车场或商场。

1.3同时转换并改变高层建筑上、下层的结构类型与柱网布置

此种高层建筑转换层可将高层建筑上部剪力墙结构转换为框支剪力墙结构,并使高层建筑上部剪力墙轴线错开高层建筑下部柱网,使高层建筑结构呈现出上下柱网不对齐现象,在办公高层建筑当中具有较高应用率,可将高层建筑上部作为小开间办公室,将高层建筑下部作为企业大厅或停车场等。

2高层建筑转换层的受力特点

底层大空间剪力墙结构形式是我国高层建筑应用率较高的一种高层建筑转换层结构形式,具有以下受力特点:(1)以高层建筑转换层为界线,高层建筑上层所有剪力墙具有相似的变形曲线,高层建筑因水平外力而产生的剪力按建筑上层中各剪力墙的等效刚度比例进行分配,高层建筑下部框支剪力墙的侧向刚度会迅速降低,导致建筑底层框架所需承受的水平力减小,而高层建筑落地剪力墙在底层所承担的水平力却大幅提升;(2)底层大空间剪力墙结构形式会迅速改变水平力在高层建筑底层的分配关系,出现此种现象的原因在于高层建筑转换层刚性楼板会对内力进行传递。高层建筑转换层楼板在重新分配了上下楼层剪力时,其自身于平面内会承受很大的力,导致其出现较为明显的平面内变形,从而对楼板平面刚度无限大的基本假定产生影响;(3)在高层建筑底层框支柱与落地剪力墙以等效刚度原则对水平力进行分配时,因框支柱的侧向刚度一般情况下达到剪力墙侧向刚度的1%,所以在实际计算过程中其仅需承担极小的水平力,但在高层建筑转换层楼板发生变形时,高层建筑底层框支柱区域内水平位移会达到最大,令高层建筑框支柱所承受的剪力大于预计[1]。通过对高层建筑转换层受力特点的分析不难看出,高层建筑转换层上下附近的受力状况较为复杂,因此,在对高层建筑转换层进行设计的实际过程中需针对高层建筑框支柱与落地剪力墙预留安全储备。

3高层建筑结构转换层施工技术要点

3.1支撑系统

基于转换层自身负重与上部荷载过大的考虑,为保证施工过程的安全性,务必要确保整体结构的稳定性,故此必须在施工前对现场实况与结构体系进行精确的勘察与计算。常见支撑结构体系有:①钢管支撑。该支撑结构大多运用于负荷不大或采用板式转换梁的建筑结构中,在精确布置转换梁的同时提升钢管硬度与支撑能力;②钢结构支撑。当建筑构造本身拥有较大自重或转换层位置较高(不能过高)时,一般使用钢结构支撑。埋设钢结构于转换层下层部位,以此作为转换层支撑,如此便可通过钢结构将来自建筑的荷载传导至地下,使转换层负重得到减轻,该结构对竖向荷载的传递效果更好。钢结构支撑架设过程中,为保证结构整体的稳定性,应对钢结构的间距进行合理控制,同时确保支撑架结构方向与转换梁保持一致。

3.2模板

(1)一次性支模。该支模方式对模板与支撑材料需求较大,需要从转换层底一直支撑到底层地面或地下室地板,以此为转换层提供底模支撑。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)荷载传递法支撑。利用支撑系统将转换层自重与施工外载由若干楼板共同承担,具体需通过计算来确定支撑楼板的数量。(3)叠合浇筑法支撑。通过叠合原理的运用将转换层混凝土浇筑分为2~3次叠合成型,该方案对第二次浇筑混凝土的自重及施工外载利用第一次浇筑成型且具有一定强度的混凝土支撑,依此原理,由于支撑系统只以第一次浇筑混凝土的自重与施工外载为考虑,因此可将下部钢管支撑的负荷做到有效减小,进而避免支撑材料的大量周转。

3.3钢筋

(1)钢筋安装。转换层钢筋配筋数量大且直径普遍较粗,特别是在梁柱节点处,钢筋更是密集交错,其就位和绑扎难度更大。因此,在下料时须考虑好钢筋的相互关系以及绑扎的排筋次序,以有利于钢筋的顺利就位和绑扎,确保钢筋工程施工的质量。

(2)预留插筋定位。转换层上部为标准层住宅,其构件截面尺寸均比转换层截面尺寸小,预留的插筋的位置准确是保证上层施工质量的关键,转换层楼面放线时,应放出剪力墙,转换层大梁的投影线和控制线。由测量人员分别通过各种构件的控制线来确定各自的预留插筋位置,按设计要求布置预留插筋。预留插筋完毕后,在通过剪力墙或其它标记用尺量测复核无误后,插筋用点焊固定在原钢筋上,预留钢筋上部必须绑扎三道水平箍筋,并用临时斜撑固定,以增强其整体性。

3.4混凝土

3.4.1混凝土拌合

建筑转换层混凝土施工过程中,应对混合料搅拌时间严格控制,该操作主要以全部投入拌合料为基准,控制搅拌时间不小于1.5~2.0min。对于混凝土配比的控制,在实验室事先按设计要求配制完成后实际施工中还需根据现场实况(如实测集料含水量)进行适当调整,对各材料的掺加在过称方可投放,以此确保混凝土配比准确。

3.4.2混凝土浇筑

(1)全面分层。将整体结构划分为若干层后实施混凝土分层浇筑,对于上下层浇筑时间的控制,应在下层混凝土未初凝前便开始上层混凝土的浇筑,如此逐层直至浇筑完成。该浇筑方式适用于构件平面尺寸较小的结构,具体浇筑时可从短边开始沿长边逐渐推进。(2)分段分层。混凝土浇筑时根据实际情况从底层一端开始,推进到一定距离时实施上层混凝土浇筑,按此依次进行直至浇筑完成。该方式一般多用于构件厚度较薄、面积较大以及长度较长的浇筑情况。(3)斜面分层。斜面分层浇筑时混凝土振捣宜从底层开始向上逐渐移动,一般适用于构件长宽比大于3的混凝土结构。

3.4.3混凝土防裂

以大体积混凝土结构考虑,其裂缝产生的主要原因在于混凝土凝结所释放的水化热使构件内表温差过大而形成。鉴于此:①为降低梁板构件的核心温度,可沿梁中竖向设置管径为25mm的冷却管与水箱回路两套,同时控制降温管间距为500mm,以此通过水循环方式降低混凝土构件内部温度;②通过14.75%粉煤灰的掺入来减少20%的水泥用量,以此降低混凝土水化热与水胶比的同时提升其和易性。另外,掺入适量缓凝剂也可降低水泥水化热并推迟水化热峰值的出现;③选用膨胀系数较小的骨料,以此提升混凝土抗裂性能并降低温度应力。

结束语

我国建筑行业,一直呈现迅猛发展之势。而高层建筑转换层的设计及施工技术,却没有赶超国际先进水平。转换层的设置部位,结构形式对施工技术要求比较高,想要提高我国高层建筑转换层的施工技术,应该从优化高层建筑转换层设计方案、设计与施工相配合、提高技术要点着手。

参考文献:

[1]吕晓祥.高层建筑中转换层结构的设计探析[J].住宅与房地产,2017(36):85.

[2]韩建勇.浅谈高层建筑中的转换层施工技术[J].中国住宅设施,2017(03):58-59.

[3]顾友福.转换层施工技术在高层建筑中的应用[J].中国住宅设施,2017(02):88-89.

[4]蒋广胜.高层建筑工程转换层施工技术研究[J].四川建材,2017,43(09):145-146.

论文作者:冯云鹏

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/28

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