高層建筑結構轉換層的施工技術分析

1、<p>　　高層建筑結構轉換層的施工技術分析</p><p>　　摘要：近年來，高層建筑建設在城市中的發(fā)展勢頭日益強盛，人們對于高層建筑的功能要求也逐漸地趨于多樣化，辦公樓層、商店、居民區(qū)等混雜在統(tǒng)一棟樓上，這就為不同樓層的空間結構提出了不同的需求，設計人員必須為建筑加設轉換層方能同時滿足各部門使用群體的要求。而轉換層的設計較為復雜，非常容易出現(xiàn)質量問題。結構轉換層技術的熟練應用，可增強建筑的穩(wěn)定性，提

2、高建筑質量，從而節(jié)約土地資源，降低成本，帶來良好的經(jīng)濟效益。本文根據(jù)筆者多年施工管理經(jīng)驗，對高層建筑結構轉換層的施工技術進行了探討。 </p><p>　　關鍵詞：高層建筑 結構 轉換層 </p><p>　　中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A </p><p><b>　　正文： </b></p><p>　　1.

3、高層建筑中轉換層結構含義 </p><p>　　一般情況下，位于高層建筑結構的下部受力較大，而上部結構受力相對較小，因此為了保證整個建筑的安全性，必須確保下部結構牢靠，因此通常在下部結構布置的剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密，越往上部建造，所需的墻、柱數(shù)量都相應減少，從而擴大柱網(wǎng)。導致整體的建筑物出現(xiàn)上部的活動空間遠遠比下部的活動空間要大，不符合建筑功能對空間的需求。為了實現(xiàn)建筑功能需求，必須打破原有的常規(guī)設計，在創(chuàng)新的過

4、程中，就會使用到轉換層結構，其功能主要是在結構轉換的樓層設計水平轉換構件，使得整個建筑符合其使用功能。 </p><p>　　2. 高層建筑中轉換層結構形式 </p><p>　　目前，高層建筑中轉換層的設計，主要采取箱、梁、板、柱、桁架、框架這幾種結構形式，各種結構形式在設計中存在著顯著的差別，這些差別便是設計者在進行結構設計時，必須遵從的前提與依據(jù)。本文下面就對箱、梁、板以及框架幾種結

5、構加以分析。 </p><p>　?。?）梁式轉換結構常用于垂直轉換施工，它以上部墻到轉換梁再到下部柱的途徑傳遞 </p><p>　　受力，傳遞路徑直接順暢，便于進行受力計算以及工程分析，高度大致為 0.8～6.0 m，造價比較低。箱式結構是在單項和雙向的托梁配合的基礎上，再與上層和下層樓板共同澆筑而成結構，具有較高的剛度。 </p><p>　　（2）板式結構應

6、用于上層和下層之間的柱網(wǎng)過多錯開，且不具有規(guī)則的結構布置，梁 </p><p>　　支托難以實施樓層轉換，板的厚度約為 2.0～2.8m，需要能夠滿足抗剪與抗切的要求，且此種結構便于靈活布設，但是它具有較大的自重，需要耗費諸多材料。 </p><p>　　（3）框架結構是以巨型柱或者豎向的筒體為大梁而構成的轉換結構，具有較高的抗震性能，其下層的柱體結構布設，必須考慮實際拉應力的狀況來選擇適

7、當?shù)臉嫾?，且要在施工之前加設穩(wěn)固的臨時支撐結構，為目前轉換層結構主要發(fā)展的趨勢。 </p><p>　　3. 高層建筑中轉換層結構設計原則 </p><p>　　高層建筑中轉換層的存在，非常容易造成建筑物在豎向層面的剛度突變，而不利于建筑對震害進行抵抗，所以，設計人員必須充分考慮這一問題，做好對于轉換層結構的布設，其布設的原則如下。 </p><p>　?。?）盡量

8、將豎向的構件適當?shù)臏p少，以降低轉換層的剛度突變頻率，且盡量將轉換層設置于較低的樓層位置，剛度應當適當控制于較小的范圍。 </p><p>　　（2）設計人員要充分考慮樓層的結構受力狀況，根據(jù)其受力傳遞的途徑，選擇受力結構適當?shù)男问阶鳛槠滢D換層主要結構，以保證設計人員對于結構的分析及質量的控制。 </p><p>　　4.高層建筑中轉換層結構優(yōu)化設計策略 </p><p&

9、gt;　　（1）設計人員在對轉換層進行設計時，必須結合該建筑的具體設計方案，來選擇適當?shù)牧菏?、箱式或桁架、框架式的結構，以保證其轉換層結構和建筑整體結構之間在設計方面的協(xié)調性，盡可能使質量中心貼近于剛度中心。比如，建筑的上層結構與下層結構在柱網(wǎng)錯開幅度過大或全部錯開時，應當選擇梁式的轉換層結構，以使上部軸網(wǎng)和下部軸網(wǎng)之間盡可能多的對齊。 </p><p>　?。?）設計人員還要認真地做好對于落地構件的對稱、均勻設

10、計，并適當提高其強度等級與截面尺寸，以鋼筋、混凝土材質為材料，保證轉換層以下的抗側力構件對于抗剪以及抗彎剛度需求的滿足。同時，設計人員還要避免建筑豎向結構剛度的過大差異，保證上層與下層二者的轉換層結構差值處于1 左右，并適當?shù)貙⒙涞貕Φ暮穸仍黾?，并縮小洞口的尺寸，或將補償剪力墻設置在結構中，以使建筑具有適當?shù)目臻g剛度。 </p><p>　?。?）設計人員應當通過根據(jù)梁跨中部位支座的正彎矩與負彎矩二者減弱的速度規(guī)

11、律（前者快后者慢），將下部的鋼筋設計為全部深進錨固結構的形式，可以取消彎筋設置，腰筋的直徑要保持在 16 以上，配置間距控制于 200mm 以內(nèi)。且，高層建筑的結構轉換層不同于其它普通的薄壁桿件，它具有復雜的形狀及受力狀況，且需要承擔相對集中的應力，因此，設計人員必須以整體計算作為基礎，認真做好對于各部位構件的局部應力計算，并按照實際的應力分布狀況，為轉換層結構適當?shù)呐浣睢?</p><p>　?。?）設計人員還

12、要盡量做好對于建筑的空間布設，高層建筑中的結構與設備的轉換層一般位于同一樓層，若樓層高度為 2.9m，勢必會造成樓層空間的浪費，若樓層高度小于 2.2m，又會造成建筑扭轉剛度與側移剛度二者的增加，所以，為了應對建筑豎向剛度的突變，設計者還要盡可能地避免其轉換層的過高設置（一般位于 6 層以下），并且可以適當?shù)貙⒔Y構與設備的轉換層分開設置，前者設置于2～3 層，而后者設置于 4～5 層。 </p><p>　　（5

13、）設計人員在設計轉換層結構時，必須要使剪力墻某部分處于直接接地的布設狀況，且框架支柱必須均勻疏密，剪力墻與支柱二者時間的距離適合控制于 12m 以內(nèi)。同時，剪力墻應當優(yōu)先選擇大開間的布置形式，并適當?shù)貙⑾虏拷Y構的強度提升。在對轉換大梁進行設計時，設計人員還要保證梁體在承受框架柱的應力的基礎上，必須能夠全面地承擔短肢墻誘發(fā)的內(nèi)力，為了達到這一目標，以加腋法為轉換梁的兩端進行處理，以提升其結構的抗剪力性能。 </p><

14、p>　　（6）設計人員必須要合理設計轉換層結構的剛度。轉換層剛度過大會增加其材料用量，且造成地震反應以及豎向剛度的突變，剛度過小則會誘發(fā)部分構件的次應力以及構件之間的沉降差。所以，設計人員要在保證次梁具有合理的截面尺寸的基礎上，適當控制主梁剛度，使其主梁剛度切實地達到結構受力的設計要求，以避免次應力的出現(xiàn)。同時，設計人員應當適當?shù)販p少上層結構的剛度，取消對剪力墻的設計，并盡量在保證軸壓比的前提下，將墻肢剪短，并且適當?shù)卦黾悠湎虏拷Y

15、構的剛度，合理設置落地足夠數(shù)量、適當厚度的剪力墻（核心剪力墻厚度控制為 400m，其它剪力墻則控制 350mm），并且在對各剪力墻進行均勻布設的基礎上，盡可能地避免在其墻體上開設小洞。 </p><p><b>　?。?）其他 </b></p><p>　　轉換層樓面應避免大開洞，如必須開設，則盡量遠離邊緣，并通過增設連系梁、洞口邊加設暗梁等方法減少樓層剛度的損失。轉

16、換層板厚一般大于 180mm，強度等級大于C30，相鄰上下樓層板厚也宜適當加強，帶轉換層的建筑宜采用現(xiàn)澆結構，獨立墻肢盡可能設置翼緣，大轉角處宜設置轉角墻、柱。同時隨著預應力混凝土技術的發(fā)展，在高層建筑轉換層設計中使用預應力技術控制轉換層結構應力、裂縫和變形，進一步提高其抗震性能。 </p><p><b>　　5.結語 </b></p><p>　　高層建筑轉換層是

17、建筑結構的關鍵部位，高層建筑轉換層的設置通常是為了滿足建筑的需要，因此其結構型式的選擇必須與建筑方案相互配合，同時又盡可能的滿足前面的所提到的事情。注重轉換層結構的概念設計，合理的結構平面和豎向布置可以從整體上形成良好的抗震體系，保證建筑物的安全性和經(jīng)濟性。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 章斌全.框支剪力墻轉換層結構設計

18、探索.[J].工程建設與設計.2003（2）：8~10. </p><p>　　[2] 高雪峰.轉換層結構設計的改進建議.[J].建筑技術開發(fā).2003（3）：6~7. </p><p>　　[3] 唐興榮.高層建筑轉換層結構設計與施工.[M].中國建筑工業(yè)出版社.2004. </p><p>　　[4] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例.[M