高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工

1、<p>　　高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工</p><p>　　摘 要：隨著我國在高層建筑方面的快速飛躍，形態(tài)復(fù)雜、功能健全的現(xiàn)代式建筑已然成為了發(fā)展的必然趨勢。依據(jù)以往的經(jīng)驗，本人分析了不同類型高層轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點(diǎn)，并就現(xiàn)階段實際工程中的設(shè)計和施工出現(xiàn)的問題做了淺析，提出了一些實際的解決方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；轉(zhuǎn)換層設(shè)計；施工；措施 </p&g

2、t;<p>　　中圖分類號：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p>　　如今，高層建筑日益朝著綜合性方向發(fā)展，高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛，很多的高層建筑在整體結(jié)構(gòu)上的布置越來越具有功能多樣化的特點(diǎn)，不僅給人們提供了良好的生活條件，而且提供優(yōu)越的工作環(huán)境。一般情況下，高層部分用作住宅，中間層用作辦公樓層，下面層作為商業(yè)區(qū)域使用。這種類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是豎向荷載作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計的目標(biāo)是把握好結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度，而且轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工量繁重且復(fù)雜，應(yīng)該高度重視高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工過程。 </p><p>　　一、 高層建筑轉(zhuǎn)換層的內(nèi)涵和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) </p><p>　　1.高層建筑轉(zhuǎn)換層的內(nèi)涵 </p><p>　　高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在功能上要求上部布置小開間，這樣就需要布置較多的墻體；中間層區(qū)域需要或大或小的空間，就需要在柱網(wǎng)中排列足夠數(shù)

4、量的墻體；下部樓層需要的是盡可能大的空間，所以柱網(wǎng)大，墻體布置的要盡量的少。因此，這種類型在布置上就要求上部的剛度大，下部的剛度小。 </p><p>　　建筑功能和結(jié)構(gòu)功能是轉(zhuǎn)換層的兩大功能。其中建筑功能包括：滿足較大空間的需求；設(shè)置較大的出口。結(jié)構(gòu)功能包括：將上層的剪力墻轉(zhuǎn)換成下層的框架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)大的空間結(jié)構(gòu)，這是第一層轉(zhuǎn)換層；上層和下層的結(jié)構(gòu)形式不改變，變更上、下層的柱網(wǎng)和軸線，目的在于增大下部柱子之間的距

5、離，使柱子形成一個網(wǎng)，這種類型的轉(zhuǎn)換層經(jīng)常用在外框筒下面構(gòu)成一個入口，這是第二層轉(zhuǎn)換層；上層剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為框架結(jié)構(gòu)的同時，柱子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的軸線與上層的軸線不是豎向連貫的，這就形成了上、下結(jié)構(gòu)布置的錯位，這是第三種轉(zhuǎn)換層。 </p><p>　　2.高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) </p><p>　　2.1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)控制的關(guān)鍵在于豎向荷載的管理。轉(zhuǎn)換層構(gòu)造的構(gòu)件不但要承受上層結(jié)構(gòu)傳過來的豎向

6、力，而且要承受下層結(jié)構(gòu)的力，不斷增大轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，因此控制豎向荷載成為設(shè)計的關(guān)鍵。 </p><p>　　2.2轉(zhuǎn)換層控制的目標(biāo)是轉(zhuǎn)換構(gòu)件的撓度。經(jīng)過轉(zhuǎn)換的構(gòu)架的撓度是上層結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度的很多倍，如此大的差距因此成為嚴(yán)格控制的目標(biāo)。 </p><p>　　2.3轉(zhuǎn)換層施工以工程量大而復(fù)雜為特點(diǎn) </p><p>　　2.4與常規(guī)結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計有所差別。設(shè)置轉(zhuǎn)換層

7、之后，在很大程度上破壞了剛度的均勻性，改變了力的傳遞方式。 </p><p>　　二、 針對不同高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案 </p><p>　　1.梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計 </p><p>　　梁式轉(zhuǎn)換層形式的傳力方式是由墻體傳給梁、柱，力的傳遞方向清晰，有利于力的計算和工程的分析設(shè)計，節(jié)省造價。因此該結(jié)構(gòu)是在實際的工程中最常見的形式，應(yīng)用很廣泛。轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換梁的

8、形式方向可以分為托墻和托柱兩種。轉(zhuǎn)換梁在承受上層普通框架時，轉(zhuǎn)換梁要保持在規(guī)定的截面尺寸內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的受力情況和普通梁基本保持一致，此時可以按照普通梁的截面設(shè)計方案進(jìn)行施工。轉(zhuǎn)換梁在整垮上是否開洞，都承載上面墻體，并與之共同工作，其受力特點(diǎn)和破壞形式表示為深梁形式，此時就采用深梁的截面設(shè)計方案。當(dāng)滿跨不開洞時，縱向鋼筋就要沿整個的梁高均勻布置，當(dāng)滿跨且開洞或者不滿跨但剪力墻較長時，縱向鋼筋要沿梁的下部均勻布置，轉(zhuǎn)換梁此此時存在很大的內(nèi)力，

9、所以底部的縱向鋼筋應(yīng)該全部延伸到支座中，不應(yīng)截斷。 </p><p>　　2.桁架式轉(zhuǎn)換層設(shè)計 </p><p>　　桁架式轉(zhuǎn)換層形式的承重結(jié)構(gòu)是由多個鋼筋混凝土桁架構(gòu)成，桁架的桿分別設(shè)置在上下樓層面的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，每層之間又設(shè)置了腹桿。桁架有空腹和實腹兩種，材質(zhì)可以是鋼的或者鋼筋混凝土的，后者在實際的高層結(jié)構(gòu)中是比較常用的。桁架式轉(zhuǎn)換層形式的優(yōu)點(diǎn)是受力清晰，自重相對較小，抗震性能強(qiáng)，管道安裝

10、和后期維護(hù)程序簡單。但是這種形式施工的難度較大。桁架式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計以滿足斜腹桿和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計為要點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)受力比較復(fù)雜，由于力的作用，容易發(fā)生剪力破壞的情況。此形式一般要求高度達(dá)到3m以上，否則斜壓桿成為短柱，在高強(qiáng)度的作用下發(fā)生脆性破壞。 </p><p>　　3.箱型轉(zhuǎn)換層設(shè)計 </p><p>　　如果轉(zhuǎn)換梁截面積太大，那么布置的一層樓板不可以滿足很大的平面內(nèi)樓板剛度，所以為了滿足實際情

11、況，可以設(shè)置一個箱型梁，多數(shù)情況下要布滿全層，這種類型的轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)約束性強(qiáng)，整體剛度大，傳力比較均勻，在實際的工程中應(yīng)用較廣泛。 </p><p>　　4.厚板式轉(zhuǎn)換層設(shè)計 </p><p>　　厚板式主要用于上下柱網(wǎng)軸線很多的情況下，單一的梁不能作為承受體時，就要把梁做成厚板，形成厚板式轉(zhuǎn)換層。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是剛度較大，結(jié)構(gòu)布置方便，但自重大且耗材量大，受力和傳力都不清楚，給鋼筋的配置帶

12、來了麻煩，而且計算麻煩。 </p><p>　　高層建筑的轉(zhuǎn)換層在設(shè)計中應(yīng)遵循以下原則： </p><p>　　4.1 在設(shè)計中要盡量減少豎向構(gòu)件。貫穿落地的豎向構(gòu)件越多，那么轉(zhuǎn)換層設(shè)計就越來越少，而且這種結(jié)構(gòu)可以很好的滿足抗震的要求。 </p><p>　　4.2轉(zhuǎn)換層的設(shè)計中要求有足夠的剛度。保證內(nèi)力合理的分配，要求梁的高度大于等于跨度1/6，轉(zhuǎn)換梁具有很好的受

13、力能力，可以在結(jié)構(gòu)中起到很好的轉(zhuǎn)換功能。 </p><p>　　4.3高層建筑的轉(zhuǎn)換層的布置應(yīng)該低一些。轉(zhuǎn)換層布置較高時，框架剪力墻結(jié)構(gòu)在每層容易發(fā)生剛度和內(nèi)力的變化，這個部位形成薄弱部位，不利于抗震的要求。實際工程中必須要采用高布置時，設(shè)計中要綜合彎曲、剪切和軸向的整體剛度，這樣可以減少內(nèi)力突變。 </p><p>　　三、轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)要點(diǎn) </p><p>&

14、lt;b>　　1.鋼筋工程 </b></p><p>　　施工過程中首先要熟悉圖紙，保證鋼筋的規(guī)格和插筋位置與設(shè)計一致，對關(guān)鍵部位還要做放大處理。鋼筋的綁扎過程中工人要熟悉掌握操作順序和方法，而且綁扎過程中要間斷性的對鋼筋數(shù)量、規(guī)格和位置進(jìn)行審核檢查，綁扎的搭接和錨固都要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)實施，鋼筋綁扎完畢，更需要對鋼筋的接頭的穩(wěn)固性進(jìn)行檢查。施工過程要嚴(yán)格按照圖紙的規(guī)格，不能隨意的替代，如需調(diào)整必須

15、由有關(guān)部門批準(zhǔn)方能實施。 </p><p><b>　　2.模板工程 </b></p><p>　　首先在選擇模板上，要選擇高質(zhì)量的模板。其次，需要對模板的排列、支承、施工方法、拆卸順序向施工人員交代清楚，對現(xiàn)場的模板做詳細(xì)的檢查，對不符合要求的模板不能采用。模板安裝的控制軸線尺寸要按照圖紙要求，安裝過程不能扭曲、斷裂，當(dāng)跨度小于4米時，模板不需要起拱。最后，在澆筑混

16、凝土之前，對模板的支持、扣件和預(yù)留的孔洞和預(yù)埋件進(jìn)行仔細(xì)的核查。 </p><p><b>　　3.混凝土工程 </b></p><p>　　參與混凝土澆搗的生產(chǎn)隊伍要嚴(yán)格實行崗位責(zé)任制，明確職責(zé)任務(wù)。對原材料的質(zhì)量要嚴(yán)格要求，比如水泥、沙、石頭、外摻劑等一定要達(dá)到設(shè)計要求。每個施工人員都要按照澆搗方法嚴(yán)格進(jìn)行，操作工人要掌握技術(shù)要求和下料順序和方法，認(rèn)真執(zhí)行。當(dāng)使用

17、商品混凝土?xí)r，對混凝土的質(zhì)量更要嚴(yán)格把關(guān)，對于不合格的混凝土要立馬退回，混凝土在澆筑時要保證澆筑的速度和振搗方法。混凝土澆搗時的下料高度要控制在400，下料的同時要連續(xù)澆搗，不能中止。最后要確?；炷敛划a(chǎn)生裂縫，保護(hù)溫差要控制在25度內(nèi)，可以采取檢測溫度、保溫措施、控制溫度等措施。 </p><p><b>　　四、結(jié)語 </b></p><p>　　轉(zhuǎn)換層作為高層建

18、筑的重要施工部位，設(shè)計和施工的難度較大，而且要求嚴(yán)格。目前高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論和原則還不完整，需要業(yè)內(nèi)人士的不斷研究取得更專業(yè)的設(shè)計方案。在轉(zhuǎn)換層的施工過程中，由于構(gòu)件的復(fù)雜性和受力的多向性，使得對構(gòu)件的支持系統(tǒng)要求很高，因此在施工過程中要嚴(yán)格對質(zhì)量進(jìn)行控制，采用針對性的措施方案解決構(gòu)件的空間問題、施工組織設(shè)計等問題，設(shè)計好模板支撐體系，嚴(yán)格把關(guān)混凝土的澆搗，確保鋼筋綁扎過程中的骨架穩(wěn)定性，切實做好整個工程的質(zhì)量監(jiān)控，才能保證整

19、個建筑主體的質(zhì)量。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　　[1] 王蕾.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工研究[J].城市建設(shè)理論研究,2012,(36):57-58. </p><p>　　[2] 黃冰.高層商住樓轉(zhuǎn)換層大梁支撐體系設(shè)計與施工[J].中外建筑,2011,(8):121-122. </p>