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摘要:在进行高层建筑的施工时,转换层有着非常重要的作用。转换层能够及时对高层建筑中上下区间进行功能上的转换。在高层建筑中,一般情况下,高层建筑的下层为商用,上层部分为居住区,商用区间对空间的要求比较大,需要大空间,少墙柱。通过转换层的转换,能够及时对上下空间进行转换,满足上下部分的需求。
关键词:高层建筑;转换层结构;设计;施工
引言
我国的建筑行业的快速发展,也造成了建筑的楼层越来越高,结构更加复杂化。随着楼层的增加,高层的下部受到的压力也会增加,如果不使用一些技术,高层的质量可能会受到威胁。结构在楼层转换时具有很大的难度,在各个方向都会承受很大的压力,使整个施工的过程变得更加的困难,影响施工的效率,所以,提高结构转换层的施工技术是十分必要的。
1结构转换层的意义
在高楼层高层的建设中,高层的各个楼层所承受的压力是不相同的,下面楼层受到的压力较大,远远的超过上面的楼层,所以高楼层的高层建设时下面楼层的墙体和柱体都比较密。在此过程中也会用到转换层。一般的转换层包括结构类型转换、轴线的改变以及两者的结合。结构类型的转换是将上部分的结构和下部分的结构进行转换,比如将上部分的剪刀墙转换成下部分的框架墙。轴线的改变则是指转换上层,而下层的结构没有改变,但是中间的轴线发生变化。最后是结构类型变化和轴线变化两者的结合,是将上部分的墙体改变并且将上部分和下部分之间的轴线进行变化,从而形成一个不对齐的结构,增加高层的稳定。
结构层的建设在高层建设时是有很重要的作用的,建设结构层也是建设高层高层的必要措施。但是,结构层的建设是有一定的难度的,在施工过程中具有难点。主要包括模板支撑建设、钢筋的连接和配筋数量、建筑裂缝以及混凝土浇灌等。这都是在建设高层转换层时需要解决的难题,必须使用严格、准确的技术,科学的计算,将所有问题进行完善的解决。
2高层建筑转换层结构设计与施工技术要点
2.1转换层结构布置
大量的科学数据表明,处于底部的转换层中,随着位置的升高,转换层的上下高度的突变持续加大,内力传递途径的突变也随之加剧,造成墙体更容易出现裂缝的情况。通过本工程来看,重要点解决两个方面的问题:①为确保建筑物整体竖向相邻各层抗侧刚度接近,不发生大的突变,在电梯井道、消防楼梯间布置了中央核心筒来确保上下贯通。此外,还根据塔楼四角的剪力墙情况分析,设置了落地贯通的加厚角墙(L型)增加抗扭转刚度。②为了确保不落地的剪力墙,可以大部分直接落在转换层框架托梁上,只有极少部分落在转换层非框架托梁上,应当合理对裙楼的柱网进行布局设计。综上所述,为了满足空间的需求,该项目采用了部分框支剪力墙结构体系。
2.2转换层构件的设计
2.2.1剪力墙的设计要点
(1)对于底部大空间层,应该设置落地剪力墙,最好成组的布置落地纵横剪力墙。(2)为避免出现竖向的刚度突变,应当对空间保持较强的刚度,确保转换层的承载力较强,能够将上层剪力传递到落地墙上去。(3)尽量不要开竖向不规则的洞口,特殊情况,洞口部位结构应特别加强。
2.2.2转换梁的设计要点
(1)确保箍筋配置得当,截面尺寸由梁的剪压比来确定;(2)针对洞口部位,要进行加强处理,必要时增加箍筋或者其他加强构件;(3)针对框支梁的宽度,应当注意,和上部剪力墙的厚度相比,应至少达到于2倍墙厚以上且不小于400mm。
2.3转换层抗震设计
通过大量的数据表明,在发生地震灾害时,高层建筑发生损坏或者倾倒的部位大多集中在底部转换层部位。如果在进行转换层的抗震设计时,转换层部位太高(托柱转换和个别构件转换可以不受转换部位的限制),将大大降低建筑物的抗震性能。本工程由于采用了框支剪力墙结构作为转换层结构,建筑高度为88.65m,抗震设防等级为Ⅵ度。转换层数四层属于高位转换,一层至转换层及转换层以上两层为剪力墙的底部加强部位。框支框架和底部加强部位的落地剪力墙抗震等级为一级,转换层以上两层非落地剪力墙的抗震等级为二级,非底部加强部位的剪力墙的抗震等级为三级。转换层越高,地震的发生越容易产生对建筑物的破坏。因本工程的转换层大于三层,故框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应当比转换层数不大于二层的结构提高一级。
2.4梁式转换层设计
在进行高层建筑转化层设计的时候,梁式转换层作为最为常见的转换层结构在高层建筑设计时出现。梁式转换层在进行施工时,施工工艺并没有桁架转换层的施工工艺复杂,施工相对简单。但是在进行梁式转换层的施工时,还是有很多的细节需要注意。虽说梁式转换层的施工比较简单,但是对建筑结构的整体设计要求较高,在进行设计时,要做好建筑的梁板设计,把建筑内的梁板结构布置好。因为梁板转换层在高层建筑中的作用就是传力,如果梁板未能够进行良好的布置,那么建筑结构就无法进行力的准确传递,影响高层建筑的整体受力。在进行梁板转换层的施工时,应该注意梁板的放置位置,一旦梁板的放置位置出现偏差,那么整体结构的承受能力就会得到大大的降低,影响整体结构的受力。并且梁板结构还会影响到转换层的承受能力,使转换层成为建筑结构中最为脆弱的一层,非常容易发生安全事故。所以我们在进行结构的布置时,一定要确定梁板转换层在建筑中的位置,在施工时也应该注意对施工细节的把握,确保建筑的承载能力。
2.5模板支撑技术
高层建筑转换层施工过程中,模板支撑技术应用极为广泛,同时应用种类较多,每一种技术不仅承担着不同的价值,同时不同支撑技术的使用需依据高层建筑具体楼层负重以及位置给予科学的设计,从而更好的保证高层建筑整体施工质量。(1)一次性模板技术。此工艺具体应用于楼层较低的转换层当中,利用与地面相连完成有效的支撑,在此环节,需使用到较多的施工材料,从而增加了工程施工成本以及施工周期,但同时此技术操作简便,在楼层较低建筑当中应用较为普遍。(2)荷载传递技术,此工艺并非与地面之间相连,其主要是通过转换层自身作为建筑物的受力体,因此,需保证楼板自身承受力,同时需保证所有排列顺序以及受力点给予综合的考虑,完成精准的计算,保证设置的精准度。(3)叠合浇筑技术,此工艺具体是通过叠加的形式对转换梁给予重复建设,在此环节,需重视梁体自身重要对施工所带来的影响。(4)埋设型钢技术,此工艺与以上所介绍的技术均具有一定的差异,其主要在转换梁上埋设钢型架,利用与整个模板体系相互连接,从而形成稳固的机构体系,并对此体系完成统一作业。
结束语
综上所述,作为目前高层建筑施工中不可缺少的工序,转换层的研究分析特别重要。在设计时,要根据建筑物的特点,严密的分析相关的数据指标,最终确定相对应的转换层结构。同时,要加强施工质量的管理,确保施工程序严格执行设计要求,确保各部件各结构之间能够最大效率的发挥功能,确保建筑物的转换层符合建筑的设计要求,达到提升建筑物稳定性和抗震性的目的。
参考文献:
[1]李柳华.对高层建筑转换层结构设计探讨[J].房地产导刊,2015(14).
[2]张林晨.高层建筑转换层结构设计的探讨[J].住宅与房地产,2016(21).
[3]张艳龙.对高层建筑转换层结构设计的有关探讨[J].引文版:工程技术,2016(5):290.
[4]李明.关于高层建筑转换层结构设计的几点探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(12).
[5]《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(2015年版).