高层建筑梁式结构转换层的特点及施工解决方案

[12-11 16:58:43]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3611

提要:随着我国经济的迅猛发展,人们对高层建筑的要求趋于多样化、综合化以及全面化。比较常见的形式就是建筑的上部是民用住宅,而下部分则是公共娱乐场所或者是商场。从建筑物的功能上来看,高层建筑的上面是住宅,所以需要比较多的墙体来划分空间,下面刚好相反,需要大的灵活空间,少墙体、大柱网才能满足要求。但是,这样建筑的上下就是相反的,为了达到这样的要求,就需要转换层。
 
  1.转换层的概述
  如上所述,高层建筑为了适应上下结构的不同要求,就必须就结构中设计转换结构来衔接,也就是轴线的过渡,这样就可以实现自下而上的结构形式。转换层就是转换结构所在的楼层。
转换层为了达到其功能要求,转换形式可以分为三类:
  1.1上下结构类型的改变
  这种转换形式一般用于建筑的上部为剪力墙和框架剪力墙的结构,它的主要功能是把上面的剪力墙转化成下面的框架,这样就可以创造比较大的自由空间。
  1.2上下轴线和网柱的改变
  这种转换结构主用应用于上下的结构没有改变的建筑,这样的建筑主要是通过转换层使下面的柱与柱之间的距离变大,形成大柱网的形式,可以做出较大的入口。
  1.3结构形式和轴线同时转换
  这种转换形式主要是把上部楼层的剪力墙通过轴线来错开,这样就可以形成上下结构错开的布置形式。

  2.梁式转换层的设计要点
  梁式转换层通常是用于上下结构形式的改变,把上部的剪力墙落在下面的框支梁上。这是一种目前应用最广泛的一种设计,如果需要横向和纵向同时发生转换的时候,就要采用双向梁布置。梁式转换层不论是在设计上还是在施工上都是比较简单的,传力也很明确。它的缺点是应付上下轴线不对齐的时候就要增加很多转换次梁,这样受力就变得复杂,还要对主梁进行必要的受力分析。
  2.1结构的平面布局
  使用梁式转换层的时候工程的底部要是框架——剪力墙结构,而且体型要简单。建筑的上部要是纯粹的剪力墙结构,沿东西方向完全对称,剪力墙向四周布置,均匀而且分散,偏心率不能过大,这样抗扭曲效果会更好。
  2.2竖向结构布置
  对于普通的建筑物的受力特点应该是上面小下面大,但是现在的高层建筑为了满足商用一体的特殊要求,在受力上和普通的设计完全相反,这就给设计带来了一定的难度。所以要求我们在竖直方向剪力墙尽量不要错位,避免出现刚度突变。在混凝土使用方面,可以加大底部剪力墙的强度,同时增加剪力墙的厚度,使其上下剪力墙有一定的厚度差,下部的剪力墙最好是直接落地,还可以适当的增加底部剪力墙的数量,这样才可以确保受力安全。
  2.3抗震等级
  抗震是任何一个工程都必须要关注的问题。尤其是高层建筑的转换层结构,由于底层的框架承受了很大的刚度和重量,在地震的作用下,地震反应尤其强烈。在地震过程中,不仅框架本身受力很大,建筑的竖直方向还会发生受力突变,相邻的两层之间的相互作用力变大,特别容易发生震害。试验结果表明,在地震的时候,震力和竖向的应力联合,框架不仅会发生冲切破坏,还可能产生剪切破坏,所以楼板内必须三向配筋。
  在正常情况下,高层的抗震等级为三级,但是考虑到转换层的特殊结构,所以把转换层以下的楼层的抗震等级提高一级。一般转换层都是设置在四楼的楼面,即三楼楼顶,也就是说对于高层建筑四层以下的抗震等级为二级。在高层建筑中,主要的应力集中在下部的框架上,所以框架的抗震等级为一级。
 
  3.转换层结构的施工特点
  3.1斜撑的施工
  在设计的过程中,所有的斜撑杆要和楼层的框架相连接,这样有助于增强斜撑支架的稳定性和整体性,对受力有帮助。同时斜撑杆还要和梁下的横杆和立杆用转向扣件连接。在斜撑杆设计的时候,要注意保证斜撑杆的角度不能大于45°,排列距离最好是1m,在梁底的部位,斜撑杆和模板要相互协调,间距最好是400mm,斜撑杆的下面的支点固定在预先设计的短筋的凹槽内,最下排的斜撑杆的支点就是楼层的柱根的位置,斜撑杆的上面要伸到模板的底部和外钢楞扣接在一起,确保不会滑动。
  3.2扫地杆和立杆的施工
  扫地杆是设立在梁下的排架下面的,中间有两个大小不一的横杆,在梁底排架的两侧还设有斜撑,纵向有双肢剪力撑,这些支撑和楼层框架连在一起,大大加强了排架的空间刚度。立杆的上端和梁底的外楞以及内楞互相扣接,这样就形成了抗滑动的保险,立杆的下端通常支撑在楼面的木板上的钢垫上。www.tmgc8.com
  3.3钢筋的连接方式
  在转换层中有各种不同类别的钢筋,在不同的位置,钢筋的受力情况均不相同,所以,各部位的钢筋的连接情况也有很大的差异:转换层大梁的主钢筋是转换层受力的主要部位,要采用对钢筋毫无损害的连接方式,冷挤压连接法最为合适;转换层的柱钢筋和剪力墙竖直方向分布的钢筋可以采用电渣压力焊;转换层的主梁钢筋以及联系梁主筋、箍筋、板钢筋通常采用闪光焊接的方式;其他受力较小的部位可以采用绑扎连接的方式。
  3.4混凝土的浇筑
  转换层的混凝土浇筑量大,浇筑的速度比较,浇筑时间较长,所以需要注意以下问题:
  混凝土的施工工作尽量在白天进行,在混凝土施工过程中要保证混凝土输送连续。混凝土要分层浇筑,每层在300到500mm之间,浇筑的时间为1.5到2小时之间。混凝土采用机械振捣的方式,配合人工扦插。振动器插入速度要快,拔出速度要慢,振动的时间以出现泛浆为标准。在梁柱节点的地方,如果钢筋密度大,振动插入困难,可以采用钢扦插,用橡皮锤敲打梁柱侧模,同时配合人工振捣来弥补。楼板混凝土的浇筑除了在梁处采用振动器之外,其余均沿垂直方向采用平板振动器振捣。因为平板振动器的依口成排进行,而且排与排之外还有一定的搭接,这样可以确保混凝土不漏振,保证密度要求。

  4.结语
  随着国民经济的发展,人们对高层建筑的要求也越来越高,尤其是商住两用的高层建筑已经成为建筑业的一个发展趋势,所以就给转换层的设计提出了更高的要求。目前,梁式转换层是人们在高层建筑中的首选方案,因为其设计和施工都相对简单,但是梁式转换层的发展才刚刚起步,所以还是存在很多的问题,需要我们进一步的研究改进,我们要结合高层建筑的具体特点,在原有基础上努力更新,争取设计出受力及抗震能力更优,设计形式更加美观的转换结构。


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