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论梁式转换层施工技术在高层建筑中应用

收藏本文 2024-02-05 点赞:31937 浏览:146328 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:为了便于实现和适应建筑物结构形式、柱网布置结构型式的变化过渡,转换层便应运而生。而在工程设计和施工实践中,梁式转换层得到了广泛的采用和认可。本文结合具体的工程实际,详细阐述了梁式转换层模板支撑系统的设计、支撑搭设及构造要求、钢筋工程、混凝土工程的技术要点,以期促进该项施工技术的推广应用。
关键词:高层建筑,梁式转换层,施工技术,应用
Abstract: In order to facilitate the realization and ad

源于:论文库www.udooo.com

aption of the transition of building structures and the column grid structure, conversion layers he come into being, which has been widely applied and recognized in the engineering design and construction. Combined with the specific engineering cases, the design, supporting erecting and structural requirements of the beam comversion layer supporting system and the technical points of steel engineering and concrete engineering are expounded, hoping to promote the promotion and application of this construction technology.
Key words: high-rise building; beam conversion layer; construction technology; application
2095-2104(2012)
随着我国城市建设的快速发展,高层建筑结构形式也日趋复杂化,大型化,使用功能也日益多元化,设置转换层不仅实现了建筑结构形式和上下空间的变化,而且在现代建筑结构中有着重要意义。转换层的结构形式多种多样,如梁式转换层、桁架转换层、板式转换层、斜柱转换层等,但梁式转换层在工程设计和施工实践中最为常用。

一、梁式转换层结构概述

由于高层建筑上部结构受力较小,下部结构受力较大,正常合理的布置应是上部柱网疏、墙少,下部柱网密、墙多。这样建筑功能要求就与常规结构布置之间产生了矛盾。为了满足建筑多功能的要求,实现自上而下结构形式,轴线布置的自然过渡,就必须在结构中设置转换结构构件。转换结构构件所在的楼层就是转换层。
按转换层所实现的结构转换可分为三类。上、下层结构类型的转换:将上部剪力墙转化为下部的框架,以创造一个较大的内部自由空间。这种转换层广泛应用于上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构。上、下层柱网、轴线改变:转换层上、下结构形式没有改变,但是通过转换层使下层的柱距扩大,形成大柱网。常用于外框筒的下层,形成较大的入口。同时转换结构形式和结构轴线位置:即上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开,形成上、下结构不对齐的布置。
实际工程应用中转换层的结构形式有多种多样,转换层的结构形式主要有梁式、空腹析架式、柑架式、板式和箱式。从上部墙体形式上,可分为不满跨和满跨、不开洞和开洞、开窗洞和开门洞;从跨数上,可分为单跨、双跨及多跨;从转换梁功能上,可分为托柱和托墙;从转换梁形式上,可分为不加腋和加腋;从转换梁结构采用材料上,可分为钢结构、钢骨混凝土和钢筋混凝土等。

图1 梁式转换层结构示意图

二、梁式转换层在高层建筑应用的指标分析

(一)经济指标

转换板的厚度一般较大,从抗冲切和抗剪的安全角度考虑,其厚度一般为2.0m~2.8m。一方面混凝土使用量大,另一方面由于厚板重量很大,对下部垂直构件的承载力设计要求大大增加。转换梁常用截面高度为1.6~4.0m,从安全、经济角度考虑,一是转换梁截面高度0.9~1.4m,适用于跨度较小以及承托的层数较少;二是转换梁截面高度1.5~4.0 m,适用于构件条件有特殊要求的,或跨度较大且承托较大且承托的层数较多。

(二)抗震指标

转换板的厚度较大,具有较强刚度和较大质量,不仅板本身受力很大,而且在沿竖向刚度突然变化的条件下,相邻上、下层受到很大的作用力。在地震力影响下,震感反应强烈,较易发生震害。据模型振动台试验研究表明,在作用力的影响下,厚板的上、下相邻层结构较易出现混凝土剥落和裂缝。试验还表明,在地震力和竖向荷载共同作用下,厚板不仅发生冲切破坏,而且可能产生剪切破坏,为保证较好的抗震性能,厚板内必须三向配筋。带有厚板转换层的商住建筑,由于结构设计和施工都比较复杂,材料用量和造价都较高,而且抗震设计上的问题较多,目前还在进一步研究,所以采用这种结构形式要慎重对待。

(三)转换层设计指标

高层建筑的转换层在设计时,一是由于下部楼层有大空间的设置要求,其刚度一般比转换层上部楼层的刚度小。为满足上、下部分楼层刚度的变化,和保证满足抗风、抗震设计的要求,设计时应采取减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化,同时要保证转换构件的安全性。二是对于2.8度抗震设计时不仅要考虑转换构件的竖向地震作用和竖向地震作用的影响,还要考虑风荷载、竖向荷载或水平地震作用,可采用动力时程分析方法或反应谱方法计算;作为近似考虑,也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数1.1。

三、梁式转换层结构在工程中的实际应用

(一)工程概况

某工程总建筑面积28000m2,地下室2层,地上22层。其中1层层高为5.1m,2层、3层层高为4.2m,4层层高为5.1m,4层以下为8.4 m﹡8.4 m大柱网,5层以上为剪力墙住宅楼,4层设置为转换层。建筑下部竖向结构除核心筒外主要为1100mm﹡1100mm的方柱;水平结构主要为高大断面框架梁,其截面尺寸主要有:800mm﹡1500mm;800mm﹡1 700mm;900mm﹡l700mm;900mm﹡1800mm;1000mm﹡l 800mm;1000mm﹡2000mm等。水平结构配筋中,纵向钢筋以为主,直径分别为28mm和32mm,下部设计最多6排,上部最多5排设计,转换层其他纵筋直径均大于20mm;箍筋以二级为主,直径12mm~ 16mm,其他一级箍筋直径8mm~ 12mm。板厚180mm,板双层配筋均为通长西12mm@200mm,混凝土C55,内掺≥12%的UEA-H及适量杜拉纤维。

(二)模板支撑系统的设计

竖向结构的模板施工同其他结构,主要采用散拼模板,施工工艺按照柱、墙、梁模的配置要求进行,并采用对拉螺栓设计。由于本工程体量大,梁体自重与施工荷载大,因此梁与板模板的支撑施工非常关键。在本工程模板系统设计中,板厚180mm,荷载4.50kN/m2,选择板模支撑为Φ48mm﹡3.5mm的钢管扣件支撑体系,钢管纵横间距800mm;对转换大梁,因其荷载最大达42kN/m,梁模支撑选择单立杆钢管扣件支撑体系,立杆间距控制450mm~550mm之间,受力横杆为双杆,纵横水平杆间距从下到上依次为250mm,1200mm,1200mm,如图2所示。

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