摘要:近些年,随着城市建设的不断进展,很多高层建筑由于建筑使用的需求,其主体结构需要设计转换层。高层建筑的结构转制换层作为建筑物内相异结构的受力连结点,是主体传承的关键。由于转换层的结构比较复杂,虽然其施工工艺与传统的施工工艺相近,但还需要采取一些特殊的措施,克服施工中的困难,采取严密的科学控制方案,严格的施工质量管理来来保证转换层的质量。
关键词:转换层;施工技术;应用
一、转换层结构的特点
1、转换层结构跨度大和竖向荷载力承受力大
由于转换层结构连接的是主体的两种不同结构,具有承上启下的作用。为了起到很好的连接作用,一般跨度都较大。例如当前最常使用的混凝土梁式转换层结构中,跨度大约是截面高度的4~6倍,实际工程的截面高度如果是1.6~4.0m,那么,转换层结构的跨度可达到20多米。当然,有的高层建筑的跨度要求小一些,承托的层数也较少,截面高度0.9~1.4m就可以满足要求。
2、转换层结构通常设置在建筑物的下部
高层建筑的主体结构转换大多是位于建筑物的下半部分,因此,此处的转换层结构不但要负责结构的转换,更在承受上方十几层甚至是几十层的荷载,结构受力复杂,这也是转换层结构施工难度,施工过程复杂的原因所在。
3、转换层结构对地震的反应强烈
高层建筑水平力会起到控制的作用,在一些地震的多发区,会要求建筑物的刚度和质量要均匀变化,这样才不会在发生地震灾害时,部分刚度薄弱的结构会在地震的作用下发生突变,建筑容易造成损害。而转换层结构由于其在建筑结构中所在起到的特殊的功能,对刚度与质量的要求是十分高的,它的结构也会与主体的其他结构存在很大的差异,正是这个原因,转换层结构对地震的反应特别强烈。
二、转换层结构的施工要点
转换层的施工技术决定了整个高层建筑的施工质量,因此,一定要应用适宜的施工技术来进行转换层的施工。其主要施工要点主要有以下几个方面:
1、楼面支撑荷载重,结构尺寸大
转换层通过引发截面内力来改变转换层体系内力的改向,由于其结构的内力分布是十分复杂的,还要保证其上层承接建筑的力要顺利的传到下半部分,转换层的楼面支撑荷载一般在47~70KN/m之间,这对转换层楼面的水平刚度提出了更高的要求。
2、采用分层浇筑技术,保证构件承载能力
由于转换层结构的跨度较大,因此,如果截面发生弯曲时,对水平纤维所产生的错位是不能掉以轻心的。鉴于这种情况,假定截面还是一个平面是不正确的。为了考虑转换层构件的受力特性,可以考虑分层来进行叠和构件的施工,在使用分层浇筑的施工技术时,要对构件进行认真的分析,可以与设位配合,这样,在施工阶段叠浇构件的承载能力就可以保证与正常使用时一样了。
3、分析转换层的上下结构,灵活布置支撑系统
上面分析到,转换层结构对于地震的反应是比较强烈的,这会对高层建筑产生很大的影响。为了减少转换层结构所承接的上层与下层刚度发生异常变化和剪力发生异常变化而为主体建筑带来的这种不利的影响,可以灵活的布置不落地的支撑系统合理的进行施工。
4、可以将竖向构件作为支撑的传力构件
转换层的结构起到承上起下的作用,在设计时要遵循“强化下部、弱化上部”的原则。加强结构下体的刚度,尽量减弱上层结构的刚度。为了保证结构具有优良的延展性,将转换层结构中参与地震荷载的下部竖向构件的轴压比限值进行严格的控制。这样来设计下层部件的施工可以让下层的竖向构件具有更大的延展性,也具有了更大的承载力。这样传力构件就可以利用承载力有剩余竖向构件来担任。
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5、利用钢骨架或预应力卸荷
钢骨混凝土和预应力技术是在转换层结构施工中常会采用的技术,这项技术的使用,可以减轻建筑主体的自重,提高建筑结构的抗震性能。可以利用已经形成的水平钢骨或预应力平衡部分或施工荷载,用来提高支撑的受力性能。这种施工技术一般会用于上层结构采用的是小柱网框架或开口剪力墙、壁式框架的工程。
三、转换层结构施工过程中应注意的问题
为了实现转换层结构优良性能的发挥,不因其影响到高层建筑主体的质量,就要根据这些特点,进行针对性的施工,在其施工过程中,应注意以下几个问题。
1、支撑模板的施工要注重转换层及上层建筑的荷载
由于转换板自身的重量,还有上层结构的荷载,二者加到一起是一个不容小觑的,因此支撑模板的施工首先要有一个科学的、合理的施工方案,其支撑体系的设计还要符合转换板的结构特点。
2、要对施工阶段的转换层承载力进行计算
转换层结构的受力状态在实际的使用期间与施工期间是存在区别的。实际的受力状态不但来自上层结构与转换层自身,还会受到下层体系与混凝土施工方法的影响。要想不影响最终的建筑在使用过程中,转换层的性能受到影响,就要考虑到在施工阶段时就要对转换层的受力进行计算,做必要分析,并问题及时的处理在施工阶段,可以根据实际情况采取一些必要的构造措施来抵抗这些附加内力。
3、注意大体积混凝土转换层施工
混凝土施工受湿度与温度及周围的环境影响较大,转换层的混凝土施工多是大面积大体积的施工,由于其所在位置与功能的重要性,更要考虑这种大体积混凝士在施工过程中有可能出现的温度裂缝和收缩裂缝的问题出现。可以施工过程中,采取减小混凝土温度差、温化以及混凝土收缩徐变的措施来进行预防。
4、转换层中钢筋骨架的施工
由于转换层要承受罗大的荷载,因此,施工时会在转换板中增加很多的钢筋,这些钢筋的高度较高,为了保证转换层的施工质量,一定要保证钢筋骨架的稳定性。
5、监测转换层施工过程中质量的控制
影响转换层施工质量的因素很多,有很多影响会在施工过程中就会显现出来,例如转换板会在施工过程中发生变形,混凝土出现裂缝等。为了保证转换层的施工质量,就应监控整个施工进程,如果发现影响转换层质量的问题出现,及时的进行纠正,避免出现更加严重的问题。
近些年,房地产业兴旺发展,高层建筑也越为越多。这些高层建筑为了满足上下楼层的不同功能需求,上层与下层的结构会存在很大的差异,而在上层与下层之间,会对根据这种不同的结构设计转换层。转换层在高层建筑主体中起到了承上启下的作用,它的高质量、稳定性决定了高层建筑的质量与标准,因此,可以说转换层是高层建筑结构中最重要的组成部分,而这部分技术上的很难突破,也成为了制约高层建筑实施的瓶颈。转换层的施工技术关系到力学、工程学、材料学及结构学等多门学科,只有探讨好转换层在整个建筑中的受力情况,分析好技术使用的适宜性,才能让转换层施工技术得到发展,才能保证其在高层房屋建筑结构中得到更好的应用。
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论文作者:王宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签:结构论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 构件论文; 施工技术论文; 刚度论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第28期论文;