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浅析高层建筑中结构转换层结构体系

作者:未知

  【摘 要】近年来,国内外高层建筑发展迅速,现代高层建筑向着体型复杂、功能多样的综合性发展。在同一座建筑中,要求沿房屋高度建筑功能发生显著的变化,上部楼层布置旅馆、住宅,下部楼层用作商场、餐饮和文化娱乐场所,这种不同途径的楼层需要采用不同形式的结构来实现。
  【关键词】高层建筑;结构转化层;结构
  1高层建筑结构转换层的分类以及功能
  高层建筑中的转换层具有扩大室内面积,提供较大出入口的功能。传统的剪力墙结构的间距较小,比较适合对住宅客房以及旅馆进行布置,而对于需要较大空间的会议室、购物中心、文化娱乐场所等进行布置时,就需要通过转换层将部分传统剪力墙转换为框支剪力墙,以此来增大空间,满足大空间建筑的功能需要。一般的,转换的构件会在建筑的柱列周边进行布置,转换形式主要有桁架式、梁式、箱形、板式以及空腹桁架式等。
  高层建筑中转换层主要是为了将上下层结构进行转换,上下层轴线进行转换、柱网进行转换等。在框架剪力墙结构中,通常采用将传统剪力墙上部转换为框支剪力墙来增大内部空间面积;而上下层柱网、轴线的转变并未改变上下层的结构形式,只是通过改变转换层的柱距来形成较大的柱网,这种转换类型通常被用在外框简底部来形成大入口;通过结构转换层,将上面楼层的剪力墙结构转变为框架结构,使上面楼层与柱网轴线错开,从而形成上层、下层结构的错位布置,实现转换层的功能。
  2转换层的概述
  2.1概念
  由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大,墙体多、柱网密,到上部渐渐减少墙、柱的数量,以扩大柱网。这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此,为满足建筑功能的要求,结构必须进行“反常规设计”,即将上部布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件,即转换层结构。
  2.2结构特性
  高层建筑转换层按照结构来分类主要有以下几个形式:梁-柱体系、桁架体系、墙梁体系、厚板转换体系等,其中以梁一柱体系最为常用。按照转换层结构功能的不同,一般可分为以下三类:建筑上、下部分之间结构类型的转换,此类建筑上部和下部采用的结构形式不同。建筑上、下部分之间的柱网尺寸不同,这种建筑虽然上下部分的结构类型相同,但通常需要通过转换层,扩大其下部结构的柱距,以形成大柱网。同时具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。无论哪一类形式,高层建筑转换层作为实现内力转换的构件,都要担负建筑上部荷载在向下传递过程中,因被迫发生改变而产生的种种不利影响。因此,转换层结构需要具备有足够的刚度和强度才能胜任其任务。
  3高層建筑结构转换层的施工技术要点
  3.1模板支撑选择要点
  在施工中,要根据施工的实际情况进行模板支撑的选择。高层建筑的结构转换层的结构极为复杂,钢筋分布密集,自重和施工载荷都较大,因此要想实现结构转换层的施工就必须要根据实际的施工情况确定模板支撑系统,以保障支撑系统的承载能力和自身的稳定性能。一般的,需要在实际的施工中根据施工要求合理选择技术,从而从最大程度上发挥出模板支撑对高层建筑转换层施工的作用。
  3.2过渡和防震要点
  结构转换层在建筑中起到上下连接的作用,通常情况下结构转换层的受力是非常复杂因为它承担着整座楼房的重量,如果在施工过程中,没有充足的施工技术水平,建筑结构转换层施工不科学不合理,这样就会存在安全隐患,抗震能力非常弱。因为结构转换层的跨度比较大,截面也比较大,如何在这种状况下实现转换层的合理过渡和有效利用就成为转换层施工的技术难点。对于梁式通常应用在非常大的空间的剪力墙结构中,受力明确,但是适用性非常差,对于地震的反应非常的大;对于箱形通常运用在纵横同时转换的结构中,体现的优点是上下层楼板和单向或双向托梁组合,体现的缺点是组合结构有一定的困难:对于板式通常在上下柱网轴线严重错开,不可以直接用梁承重的结构体系中,体现的优点是可以灵活布置上下结构柱网,体现的缺点是耗材非常多,自重比较大。
  3.3结构转换层钢筋施工技术要点
  通常在结构转换层的钢筋施工的过程中,应该对钢筋的排列次序实行合理安排。通常钢筋在梁柱节点部位是非常密集,主筋比较长且含钢量非常高,使用了有很多的采用了工字钢或是大直径钢筋在高层建筑结构转换层中,所以,在实际施工的过程中,钢筋次序的合理安排就显得非常重要了。在实行钢筋翻样时,应该科学合理制定绑扎的次序、制作尺寸以及安装次序,对于钢筋之间的避让、穿插关系进行全面考虑。当结构转换梁高度比较大或是转换板厚度比较大的时候,应采取相应的措施稳定钢筋骨架,以确保结构转换层钢筋施工的质量。
  3.4施工结构转换层混凝土施工技术要点
  在进行高层建筑结构转换层混凝土施工时,应该根据施工现场的实际状况实行混凝土的配置试验,并且在实际的施工中一定要适当合理的配比调整,应该严格控制混凝土的搅拌时间,当混凝土材料全部投入后,应该对整个搅拌时间进行控制。如果遇到大雨大雪天气,应该重新的对混凝土含水量实行测定,调整混凝土的配比主要通过加水、加料的方式,使其能够满足施工设计的要求。
  在对混凝土大面积施工中,应该考虑施工地区的天气条件,对温度适当控制,当温度过高的时候,应该及时采取降温措施,有效的降低混凝土的温度应力。在处理大面积混凝土表面的时候,应该针对表面实行找平处理,可以消除水裂缝,在最大程度上来消除混凝土沉落出现的裂缝,加强土体的抗拉强度及粘结力,降低内部裂缝的出现问题。在施工过程中,应该对混凝土进行养护工作。依据施工现场温度的应力,对混凝土的养护进行控制时间,通常情况下,养护的时间不少于十五天。混凝土浇筑施工结束后,应采用浇水的方式对混凝土结构进行湿润养护,这种保护方式能够有效地控制温差,能够提高混凝土的拉伸值,提高混凝土结构的整体稳定性和强度。
  4结束语
  高层建筑转换层的自身重量和荷载很大,施工时应制定合理的模板支撑方案并严格设计模板支撑体系;转换层的跨度和其承受的荷载也很大,其使用配筋较多且钢筋骨架的高度也高,因此,施工时要确保钢筋骨架的稳定性,采取合理的钢筋布置措施。高层建筑结构转换层是建筑物内不同结构形式受力的连结的关键点,也是受力传承的关键节点,所以,转换层结构施工质量控制十分重要,施工时应按照科学规范要求,采取严密的控制方法,来保证转换层结构的施工质量。
  参考文献:
  [1]杨滨然,林克昌,肖栋.嘉洲翠庭大厦桁架转换层结构设计[J].建筑结构,2006.
  [2]余红生.转换层支撑系统的选型及其安全性分析[J].建筑安全,2003.
论文来源:《科学导报·科学工程与电力》 2019年6期
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