摘要:高层建筑的普及是现代化和文明发展的必然结果。高层建筑的功能和用途已经超出了传统建筑的设计和布局。由于高层建筑的特点,如下部受力大,上部受力小,为满足高层建筑的施工需要,有两种节点。因此,做好高层建筑转换层的结构设计和施工工艺尤为重要,因为在高层建筑的实际施工中表现出多样性,高层建筑转换层也呈现出不同的形式。分析了高层建筑转让层设计施工中应注意的问题。
关键词:高层建筑;转换层;结构设计
目前,高层建筑正朝着多功能、综合性、绿色舒适的方向发展。在中国的一些中小城市,有一个非常流行的建筑结构,下部是大跨度的框架结构,用于商店,餐厅等,而上部是正常的小跨度布局,用于住宅,办公室,客房等。“转让地板”的产生,是由于底层商业楼板所需要的大跨度与上部住宅使用的小跨度之间的转换需要某种结构形式。一般来说,如果高层建筑上部楼层的垂直结构体系或形式与下部楼层的垂直结构体系或形式有很大区别,且上下楼层的垂直轴线错位,则在结构变化时应设置转换层。
在有转让层的建筑中,转让层相当于纽带,起着重要的作用。传递层具有直接传力、传力清晰、节省成本等优点。是否采用合理的施工方法,与建筑的整体质量、结构安全性和施工成本密切相关。
1概述
结构转换层实际上就是指不同结构形式的建筑物在关联处所采用的联结方法,它既给下层的房屋结构完成封顶工作,又成为上部房屋结构的地基。在施工方面,结构转换层的施工难度相对较大,对于大体积的混凝土施工技术要求很高,在整个建筑物的结构当中起到了一种必不可少的纽带作用,是目前高层建筑中用来实现垂直转换的最常用的方法。
2转换层的分类
随着经济的快速发展,我国建筑物的高度越来越高,功能越来越齐全,往往一个高层建筑会兼具众多功能。因此,对于建筑物转换层的施工显得尤为重要。建筑物转换层的质量直接决定着建筑物本身的质量。目前而言,高层建筑转换层主要有以下几种结构:第一,梁式转换层。它是目前高层建筑转换层中应用最广泛的结构形式,具有结构简单、造价低、施工方便、受力性能好等优点。第二,箱式转换层。所谓箱式转换层就是将单向和双向托梁与楼板浇筑成一个整体,楼板要选择托梁上下层较厚的楼板,这样通过浇筑可以形成一个较大的箱式转换层。第三,板式转换层。所谓板式转换层就是当上下柱网、轴线有较大的错位,不方便用梁式转换层时就会改为用板式转换层。板的厚度很大,以形成厚板式承台转换层,具有下层柱可以灵活布置的优点。
3高层建筑转换层结构的施工特点
3.1转换层设计
带有转换层的高层建筑,对于转换层以下楼层要求设置较大空间,这样很容易导致其刚度发生突变,一般来说,转换层下部楼层的刚度要小于上部楼层的刚度,设计时,为满足抗风、抗震设计要求,应对转换层上、下相邻楼层结构的抗侧刚度以及承载力进行着重考虑。转换构件作为重要的传力部位,必须确保转换构件的安全性。
抗震设计时不仅要考虑风荷载、竖向荷载、水平地震作用,还应将竖向地震作用的影响考虑在内,通常采用反应谱方法进行抗震计算。
3.2经济指标
从抗冲切和抗剪的角度考虑,转换层采用的钢板其厚度较大,通常可达2.0~2.8m。一方面,由于厚板重量较大,这样会增大对下部构件承载力设计的要求,此外,这样的厚板也会增大混凝土的用量,是非常不经济的。
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3.3抗震性能
转换层采用的钢板,其厚度往往很大,这样的厚板集中了较大的质量和刚度,在地震作用下,会表现出强烈的反应。除了厚板本身受力大外,还会沿竖向刚度产生突变,使得厚板上、下相邻层受到较大作用力,从而造成震害发生。根据以往的模型振动台试验得知,厚板的相邻上、下层结构出现裂缝,并伴有混凝土剥落。此外,该试验还表明,在地震力与竖向荷载的作用下,不仅使厚板发生冲切破坏,还可能有剪切破坏发生,因此要求厚板内三向配筋。从现有的工程来看,带有转换层的建筑,无论是结构设计,还是施工都极其复杂,在材料用量以及工程造价方面都相当高,在抗震设计上还存在诸多问题,有待进一步的研究。因此采用转换层结构形式时,一定要慎重对待。
4转换层施工存在的问题及解决措施
4.1施工中存在的问题
(1)在施工中大量使用支撑材料,大大增加了施工的成本开支。转换层的空间尺寸大而且结构复杂,在施工中难度大且支撑体系复杂,按照常规的混凝土浇筑,使得支撑材料的使用量过大,增加施工成本。
(2)转换成层本身的自重对下部结构也产生了不容忽视的影响。转换层的自重和支撑体系的重量都要由下部的结构来承担,这对下部结构而言会产生不利的影响。
(3)在施工中混凝土的特性,容易造成裂缝;而且钢筋安装的正确性和骨架的稳定性也是格外容易出现问题的方面。
4.2解决措施
(1)合理有效地布置支撑体系。在布置转换层支撑体系的时候,务必要结合高层建筑下部的结构特点,使用悬空的支撑体系,灵活设置,在最大程度上减少直接作用于下部的重量。
(2)采用分层浇筑混凝土的方式。在浇筑混凝土时使用分层的方法,将前期浇筑的部分作为载体来为支撑体系减少荷载。
(3)提高钢筋和下料等的处理水平,同时提高混凝土浇筑操作的规范性,切实提高浇筑的质量。
5总结:
现代化的高层建筑是必然趋势,但是高层建筑的转换层结构施工技术难度比较大,其结构的整体性要求也比较高,施工过程十分复杂,在实际运用中也是困难重重。所以,从转换层结构的设计和施工中去探讨如何保障质量,保障施工效果,对我国现代化的高层建筑的发展有着重要的意义。需要特别注意的是由于转换梁或者转换板上往往承受着上面几层甚至几十层的复合,预应力钢筋用量比较多,在具体施工中应当防止张拉阶段的预拉区开裂或者反拱过大。其常用措施一般有采用择期性张拉技术,等到转换结构上层施工到数层之后在进行预应力的张拉,在这之前,转换结构下面的支撑必须要得到加强。其次就是预拉区配置一定数量的预应力钢筋,用预应力钢筋来控制张拉阶段产生的裂缝和过大的反拱。这部分预应力钢筋在建筑投入使用后是不需要应用的,可以进行拆除。总之转换层是高层是现代高层建筑的重要组成部分,期施工流程和一般楼层施工总体上来说不大,但是其中各部分工程尤其是钢筋工程、模板施工、混凝土的浇筑技术要求上都比一般工程要求高,只有科学的进行总体的工程分析,为转换层做出合理的规划,做好充分准备,从用料、用人上均严格要求,才能最大程度上保证转换层较高的施工质量。
参考文献:
[1]董堃,孙颖.高层建筑梁式转换层结构实用设计方法探讨[J].工业建筑,2009,(S1 ).
[2]吴建新.高层框架~剪力墙结构转换层的施工[J].陕西建筑,2008,(11 ).
[3]肖建国.高层建筑结构转换层模板支撑系统设计与施工[J].四川建材,2009,(04 ).
论文作者:杨杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/4
标签:结构论文; 高层建筑论文; 厚板论文; 混凝土论文; 刚度论文; 楼层论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第29期论文;