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摘要：为了实现高层建筑的特殊空间要求,就必须在结构转换的楼层设置转换层,这样不仅可以提供较大的室内空间,还可以为建筑物提供大的出入口。本文首先对高层建筑转换层结构的特征进行了分析,然后提出了结构转换层设计和施工要注意的相关内容和措施,为高层建筑转换层结构的施工提供实践和理论参考。结构转换层的施工技术在高层建筑的建设中具有重要的意义。
关键词：高层建筑； 转换层； 结构； 施工技术
Abstract: in order to achieve the high building special space, and will be expected to the floor in structural set convert layer, such not only can provide larger interior space, also can provide for the building of inward and outward. This paper first of high-rise building conversion layers on the characteristics of the structure analysis, and then puts forward the structural design and construction layer should pay attention to the relevant content and measures, for high-rise building conversion layers structure of the construction to provide the practice and theory reference. Structure of construction technical conversion layers in the construction of the high-rise building is of great significance.
Keywords: high building; Conversion layers; Structure; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
前言
在高层建筑转换层施工中,由于其楼板厚、结构受力复杂、对支撑系统要求高,因此施工过程中的质量控制显得十分重要,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的质量控制,才能为建筑物整体质量打下坚实的基础。随着我国高层建筑功能的日趋多样化，转换层的应用越来越广，此种类型结构主要特点为钢筋密集，混凝土一次灌入量大，施工缝留置难度大，模板、排架支承体系要求高，所以认真、周密、合理的采用施工措施，对保证结构转换层的质量及整个高层主体工程质量有着极其重要的作用。
一、对结构转换层特征的分析
轉换结构的构件跨度一般都是上部楼层结构跨度的数倍。因此转换结构的构件其挠度,成为了进行控制严格的目标;转换结构的连续施工强度较大,施工过程的复杂程度高;因为进行了转换层的设置,使得沿着建筑物高度走向的刚度匀称性,受到了一定程度的破坏,改变了力的传递路线,因此要将转换层的结构设计分析与常规结构区别开来。
二、结构转换层在高层建筑施工中的作用
在我国高层建筑不断发展的环境下,现代化的高层建筑向着形状多样化,功能全面化得方向迈进。大多数的高层建筑的上部需要进行住宅、旅馆的布置,中间作为办公所用,下面的楼层更多的是满足商场、餐厅和各种娱乐场所等公共设施的需要。中间楼层需要进行中等开间的布置,在网柱中进行一定熟练工的墙体布置;下部的柱网的空间大,灵活性强,墙体较少。但是这可能会致使结构受力的反常规性,这就需要在结构转换的楼层进行水平转换构建的设置。
三、高层建筑结构转换层的设计问题分析
1、转换层结构形式的选择。板式转换层在进行上部的布置时候不是很方便,而且板的传力性能不够清晰,受力分析较为复杂,结构计算的困难性大,如果使用有限元进行计算,所得的结果较为复杂;转换桁架的传力性明确,途径清晰,但是因为其较复杂的施工和构造特点,以及转换时所需的条件、具体的位置和大小等灵活性大,使得充分使用这一转换层具备了可能性。我们从抗冲切合抗剪的角度进行考虑,转换板的厚度比较大,普通情况可达到两到3m左右,需要大重量的混凝土使用,加大了下部垂直构件承受的负荷。转换梁一般使用的截面高度是一点六到四米,在跨度较小或者承托层数较少的情况下使用较小的截面高度,如果跨度很大而且承托楼层数量较多时候,多采用较大的截面高度。因为厚板集中了大量的刚度和总质量,使得其在地震等作用下,有较强的反应;由于板本身受到的力很大,竖向刚度突变性强,相邻的上下层受到的作用力也大,所以很容易产生震害;根据施工经验表明,厚度的上下相邻层结构出现的混凝土剥落和裂缝等,使得板受到冲切皮坏,也可能导致剪切破坏,因此必须对板进行三向配筋;桁架转换层的节间进行轻质建筑原料的塞充,能够有效的减少结构自身的重量,而且转换桁架的抗侧力邀小于转换梁,即有桁架转换层的高层建筑物,其刚度和质量的变化,往往比带转换梁的要相对缓和些,所以地震时候其反应比梁式转换层的小很多。
2、转换层上、下结构侧向刚度比的合理取值。为了有效的保证转换层下面的大空间,其整体结构要具有合适的刚度、抗震性能等,要最大程度上强化转换层下部主体的结构,减少转换层上部主体构造的刚度,让转换层的上下部主体结构的刚度和变形的特征最大程度的接近。进行剪切刚度比例的控制,是为了有效的减少高层建筑竖向刚度的相差悬殊。因为转换层附近结构受到的内力较为的复杂,在实际的工程施工中,要按照建筑的前期设计,进行剪力墙布置的估算,对转换梁构件的相关尺寸予以详细的计算和调整,找出最大剪力,并进行科学的对比。
四、高层建筑转换层施工中的问题分析
1、支撑材料大量使用, 增加了施工成本。因为高层建筑转换层的空间尺寸较大,自身的重量大以及结构的复杂性等,使得在施工的时候其支撑体系较为复杂,增加了施工的难度。采用常规的混凝土浇筑施工,其支撑体系一般要从转换层安装到底层地面,甚至要安装到地下室的厚板位置。所以,造成了大量支撑材料的占用,致使材料周转过程产生的费用过大,直接的增加了施工的成本。
2、转换层等的自重, 对下部结构产生影响。在转换层的建设中,因为转换层巨大的自身重量以及结构复杂的支撑体系的重量,都加载到了下部的结构上面,对下部的结构造成了很大的不利影响。因此减小转换层建设中对高层建筑下部结构的影响是尤为重要的。在进行转换层的施工时候,因为其大体积混凝土施工的特点,决定了在这个过程中要注意采取科学的措施,避免温度裂缝的产生。
五、对转换层施工过程中出现问题的处理策略分析
1、根据下部结构的特征,合理布置支撑体系。高层建筑的上部负荷是由竖向的受力构件来承担的,而且转换层施工的时候,巨大的荷载也是由下部竖向的受力构件传给基础层。在使用上述的常规模板支撑这一体系,材料的使用量较大,但是转换层下部的顶层楼板不能承载巨大的负荷。所以在进行转换层的支撑体系的布置时候,要结合高层建筑下部的结构特征,使用悬空支撑体系,进行灵活的设置,使上部的荷载均匀的传到下部贯通的竖向受力部件,最大程度上减少直接作用于横梁楼板等构件的荷载。
2、分层浇筑混凝土, 利用先浇筑的部分构件承担荷载。转换层的水平构件其高跨度较大,多表现在短深梁或者厚板的受力的性质。浇筑混凝土的时候使用分层法,全面的利用前期浇筑的部分构件的强度作为荷载的承担体,成为支撑体系减少荷载的有效手段。在进行工程的施工时需要特别注意的是,要加强对叠合构件受力的仔细分析,以最大程度的保证构件在施工、正常使用时候能满足这些要求。
3、提高混凝土浇筑的操作, 增强浇筑质量。因为转换层的体积较大,在混凝土的浇筑过程中,要通过使用大体积混凝土施工的先进技术来完成,如使用低水化热的火山灰硅酸盐水泥。采取科学的养护手段,尽量减少表面和内部温度的差别。另外在进行支撑体系的拆除工作时候,要保证混凝土的强度值,制定科学合理的拆除步骤。
4、提高钢筋翻详和下料的处理水平。进行钢筋翻详和下样处理之前,要先弄清楚设计的意图,熟悉并审核有关的设计文件和说明,全面掌握现行规范的相关规定,翻详的时候要对钢筋间的穿插避让关系进行全面的考虑,以更好的确定制作的大小以及绑扎的顺序等。一般情况下转换层结构的主筋接头要使用锥螺纹接头连接或者闪光对焊的方法进行连接,两端进行了弯头处理的钢筋,可以使用调伸螺纹接头来解决钢筋旋转的存在的障碍。
六、结语
高层建筑转换层是建筑结构的关键部位,施工难度较大。在施工组织设计中一定要采用有针对性的措施解决好结构空间关系、自然环境条件、施工组织安排等问题
参考文献
[1] 陈立聪.高层建筑转换层结构的应用现状和发展趋势[J].沿海企业与科技,2009(6).
[2] 施晓.高层建筑转换层结构设计[J].铁道标准设计,2008(4).
[3] 关炜炽.浅析高层建筑转换层的结构设计[J].建材与装饰(下旬刊),2008(3).
[4]赵鸿铁, 胡安妮. 高层建筑转换层结构形式选择影响因素的统计分析[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2000,(01)
[5]赵莉丽, 赵志华, 孙迪. 高层建筑中转换层的应用[J]. 平原大学学报, 2007,(03)
[6]李鹏超, 王建云. 高层结构的转换层及应用探讨[J]. 国外建材科技, 2005,(04)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：高层建筑； 转换层； 结构； 施工技术
Abstract: in order to achieve the high building special space, and will be expected to the floor in structural set convert layer, such not only can provide larger interior space, also can provide for the building of inward and outward. This paper first of high-rise building conversion layers on the characteristics of the structure analysis, and then puts forward the structural design and construction layer should pay attention to the relevant content and measures, for high-rise building conversion layers structure of the construction to provide the practice and theory reference. Structure of construction technical conversion layers in the construction of the high-rise building is of great significance.
Keywords: high building; Conversion layers; Structure; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
前言
在高层建筑转换层施工中,由于其楼板厚、结构受力复杂、对支撑系统要求高,因此施工过程中的质量控制显得十分重要,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的质量控制,才能为建筑物整体质量打下坚实的基础。随着我国高层建筑功能的日趋多样化，转换层的应用越来越广，此种类型结构主要特点为钢筋密集，混凝土一次灌入量大，施工缝留置难度大，模板、排架支承体系要求高，所以认真、周密、合理的采用施工措施，对保证结构转换层的质量及整个高层主体工程质量有着极其重要的作用。
一、对结构转换层特征的分析
轉换结构的构件跨度一般都是上部楼层结构跨度的数倍。因此转换结构的构件其挠度,成为了进行控制严格的目标;转换结构的连续施工强度较大,施工过程的复杂程度高;因为进行了转换层的设置,使得沿着建筑物高度走向的刚度匀称性,受到了一定程度的破坏,改变了力的传递路线,因此要将转换层的结构设计分析与常规结构区别开来。
二、结构转换层在高层建筑施工中的作用
在我国高层建筑不断发展的环境下,现代化的高层建筑向着形状多样化,功能全面化得方向迈进。大多数的高层建筑的上部需要进行住宅、旅馆的布置,中间作为办公所用,下面的楼层更多的是满足商场、餐厅和各种娱乐场所等公共设施的需要。中间楼层需要进行中等开间的布置,在网柱中进行一定熟练工的墙体布置;下部的柱网的空间大,灵活性强,墙体较少。但是这可能会致使结构受力的反常规性,这就需要在结构转换的楼层进行水平转换构建的设置。
三、高层建筑结构转换层的设计问题分析
1、转换层结构形式的选择。板式转换层在进行上部的布置时候不是很方便,而且板的传力性能不够清晰,受力分析较为复杂,结构计算的困难性大,如果使用有限元进行计算,所得的结果较为复杂;转换桁架的传力性明确,途径清晰,但是因为其较复杂的施工和构造特点,以及转换时所需的条件、具体的位置和大小等灵活性大,使得充分使用这一转换层具备了可能性。我们从抗冲切合抗剪的角度进行考虑,转换板的厚度比较大,普通情况可达到两到3m左右,需要大重量的混凝土使用,加大了下部垂直构件承受的负荷。转换梁一般使用的截面高度是一点六到四米,在跨度较小或者承托层数较少的情况下使用较小的截面高度,如果跨度很大而且承托楼层数量较多时候,多采用较大的截面高度。因为厚板集中了大量的刚度和总质量,使得其在地震等作用下,有较强的反应;由于板本身受到的力很大,竖向刚度突变性强,相邻的上下层受到的作用力也大,所以很容易产生震害;根据施工经验表明,厚度的上下相邻层结构出现的混凝土剥落和裂缝等,使得板受到冲切皮坏,也可能导致剪切破坏,因此必须对板进行三向配筋;桁架转换层的节间进行轻质建筑原料的塞充,能够有效的减少结构自身的重量,而且转换桁架的抗侧力邀小于转换梁,即有桁架转换层的高层建筑物,其刚度和质量的变化,往往比带转换梁的要相对缓和些,所以地震时候其反应比梁式转换层的小很多。
2、转换层上、下结构侧向刚度比的合理取值。为了有效的保证转换层下面的大空间,其整体结构要具有合适的刚度、抗震性能等,要最大程度上强化转换层下部主体的结构,减少转换层上部主体构造的刚度,让转换层的上下部主体结构的刚度和变形的特征最大程度的接近。进行剪切刚度比例的控制,是为了有效的减少高层建筑竖向刚度的相差悬殊。因为转换层附近结构受到的内力较为的复杂,在实际的工程施工中,要按照建筑的前期设计,进行剪力墙布置的估算,对转换梁构件的相关尺寸予以详细的计算和调整,找出最大剪力,并进行科学的对比。
四、高层建筑转换层施工中的问题分析
1、支撑材料大量使用, 增加了施工成本。因为高层建筑转换层的空间尺寸较大,自身的重量大以及结构的复杂性等,使得在施工的时候其支撑体系较为复杂,增加了施工的难度。采用常规的混凝土浇筑施工,其支撑体系一般要从转换层安装到底层地面,甚至要安装到地下室的厚板位置。所以,造成了大量支撑材料的占用,致使材料周转过程产生的费用过大,直接的增加了施工的成本。
2、转换层等的自重, 对下部结构产生影响。在转换层的建设中,因为转换层巨大的自身重量以及结构复杂的支撑体系的重量,都加载到了下部的结构上面,对下部的结构造成了很大的不利影响。因此减小转换层建设中对高层建筑下部结构的影响是尤为重要的。在进行转换层的施工时候,因为其大体积混凝土施工的特点,决定了在这个过程中要注意采取科学的措施,避免温度裂缝的产生。
五、对转换层施工过程中出现问题的处理策略分析
1、根据下部结构的特征,合理布置支撑体系。高层建筑的上部负荷是由竖向的受力构件来承担的,而且转换层施工的时候,巨大的荷载也是由下部竖向的受力构件传给基础层。在使用上述的常规模板支撑这一体系,材料的使用量较大,但是转换层下部的顶层楼板不能承载巨大的负荷。所以在进行转换层的支撑体系的布置时候,要结合高层建筑下部的结构特征,使用悬空支撑体系,进行灵活的设置,使上部的荷载均匀的传到下部贯通的竖向受力部件,最大程度上减少直接作用于横梁楼板等构件的荷载。
2、分层浇筑混凝土, 利用先浇筑的部分构件承担荷载。转换层的水平构件其高跨度较大,多表现在短深梁或者厚板的受力的性质。浇筑混凝土的时候使用分层法,全面的利用前期浇筑的部分构件的强度作为荷载的承担体,成为支撑体系减少荷载的有效手段。在进行工程的施工时需要特别注意的是,要加强对叠合构件受力的仔细分析,以最大程度的保证构件在施工、正常使用时候能满足这些要求。
3、提高混凝土浇筑的操作, 增强浇筑质量。因为转换层的体积较大,在混凝土的浇筑过程中,要通过使用大体积混凝土施工的先进技术来完成,如使用低水化热的火山灰硅酸盐水泥。采取科学的养护手段,尽量减少表面和内部温度的差别。另外在进行支撑体系的拆除工作时候,要保证混凝土的强度值,制定科学合理的拆除步骤。
4、提高钢筋翻详和下料的处理水平。进行钢筋翻详和下样处理之前,要先弄清楚设计的意图,熟悉并审核有关的设计文件和说明,全面掌握现行规范的相关规定,翻详的时候要对钢筋间的穿插避让关系进行全面的考虑,以更好的确定制作的大小以及绑扎的顺序等。一般情况下转换层结构的主筋接头要使用锥螺纹接头连接或者闪光对焊的方法进行连接,两端进行了弯头处理的钢筋,可以使用调伸螺纹接头来解决钢筋旋转的存在的障碍。
六、结语
高层建筑转换层是建筑结构的关键部位,施工难度较大。在施工组织设计中一定要采用有针对性的措施解决好结构空间关系、自然环境条件、施工组织安排等问题
参考文献
[1] 陈立聪.高层建筑转换层结构的应用现状和发展趋势[J].沿海企业与科技,2009(6).
[2] 施晓.高层建筑转换层结构设计[J].铁道标准设计,2008(4).
[3] 关炜炽.浅析高层建筑转换层的结构设计[J].建材与装饰(下旬刊),2008(3).
[4]赵鸿铁, 胡安妮. 高层建筑转换层结构形式选择影响因素的统计分析[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2000,(01)
[5]赵莉丽, 赵志华, 孙迪. 高层建筑中转换层的应用[J]. 平原大学学报, 2007,(03)
[6]李鹏超, 王建云. 高层结构的转换层及应用探讨[J]. 国外建材科技, 2005,(04)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。