高层建筑转换层结构施工技术研究

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  摘要:高层建筑的建设离不开结构转换层的施工,提高高层建筑的工程质量却少不了转换层结构施工的技术分析和科学的施工方法。本文对转换层结构施工对高层建筑的作用进行了简要阐述,分析了转换层结构的施工技术,对施工中需要注意的问题提出了几点建议,供同行参考。
  关键词:高层建筑;转换层结构;施工技术;注意事项
  引言
  随着我国高层建筑建设技术的快速发展,高层建筑具有了更多的形态和功能,这就对转换层的施工技术提出了更高的要求。转换层结构施工是高层建筑中不可缺少的一个环节,先进的技术和完善的施工对高层建筑的施工水平会带来很大的提升。
  一、高层建筑转换层结构施工技术的意义和作用
  在经济建设的快速发展之下,高层建筑的建设需求不断增大,具有的功能也越来越多。如今的高层建筑已不只具有住宿的功能,商场、餐厅以及其他很大娱乐场所已经逐渐出现在高层建筑之上,满足人们日益丰富的生活和娱乐需求。不同的功能要求高层建筑能够对不同的结构进行整合,而转换层结构技术的使用能够有效解决这个问题,使高层建筑的结构和功能更加多样化。转换层结构施工技术对高层建筑具体的作用主要由以下两个方面:
  (1)扩大高层建筑的室内空间。传统的高层建筑之所以更多地用作居住和住宿,是因为一般的高层建筑的室内空间是固定的,剪力墙间距很小,这种室内空间明显不适合作为商场或者其他大型场所。通过转换层结构的应用,在固定的空间中,合理地利用转换层来增大剪力墙的间距,可以明显扩大高层建筑的室内空间,同时框架柱也不会给空间的利用造成影响,这就给高层建筑功能的拓展提供了更多的可能。
  (2)扩大高层建筑的出入口。过去的高层建筑的进出口已经无法满足当今的需要,为了减少出入的不便,出入口的扩大是高层建筑的发展要求。通过引入转换层来改变高层建筑下层部分的柱距,可以显著扩大出入口的空间,满足人流和车辆进出的需要。
  二、高层建筑结构转换层的设计
  2.1 转换层结构的选择
  (1)板式转换结构。板式转换层的厚度较大,对于上部的布置来说比较不方便,再加上受力复杂不易分析,大大提高了计算的要求和难度,而且对大量混凝土的施工,也使得下部垂直构建所受符合明显加大。而转换桁架则由于传力和途径都很清晰,以及对转换更为灵活的要求,使得板式转换层得到了一定的应用。
  (2)梁式转换结构。该结构由于其受力清晰、构造简单,易于设计和施工的特点,使得其成为高层建筑中最为常见的一种结构转换形式。从使用材料、结构构造以及跨度等角度可以将梁式转换结构分为很多种类,但总体结构的设计原则都要做到以下几点:①传力直接,尽量减少传力的次数和途径;②强化转换层下部主体的结构刚度,弱化上部的主体结构刚度;③确保计算的全面以及准确,根据局部和整体的不同恰当使用不同的计算模型。
  (3)斜柱转换结构。高层建筑要求较大的底部空间和柱间距时,可以采用斜柱转换结构。传统的高层建筑的转换梁和楼层高度大致相当,限制了底部空间的大小,而通过斜柱转换结构中桁梁和斜柱的综合使用,给空间的扩大提供了可能,同时使通道和门窗的设计不再受限,更为灵活且便于施工。
  (4)箱型刚性转换结构。在传统高层建筑的框支剪力墙结构中,一般采用大截面的托梁来对框架和剪力墙进行过渡,箱型刚性转换层中则将这个托梁换成了一个整层结构,这种方式扩大了高层建筑的整体尺度,提高了转换结构的刚度,从而使高层建筑的整体抗外界承受能力得到加强。
  2.2 转换层上、下结构侧向刚度比的合理取值
  侧向刚度比的取值要能够给高层建筑的整体结构提供足够的刚度和抗震性能。为使转换层上下主体结构刚度和变形特征尽可能地接近,要遵循强化下部、弱化上部的设计原则。在剪切刚度比例的控制中,由于转换层附近的结构一般会受到各种复杂的内力,不易于前期进行设计,需要在实际进行施工的过程中,根据前期设计估算剪力墙的布置,然后认真计算转换梁构件的尺寸,经过对比后找到最大剪力,这样可以使得高层建筑竖向刚度的悬殊差距得到明显的减少。
  三、高层建筑转换层结构施工中的注意事项
  在对高层建筑的转换层结构进行实际施工的过程中,针对可能出现的问题及需要注意的要点,笔者提出了以下几点建议以供参考:
  (1)有的转换构件的截面尺寸比较大,在对这类转换层结构施工时,最好用大体积混凝土组织施工,并且将转换结构中混凝土收缩造成的影响,以及大体积混凝土的水化热问题考虑到截面承载力的计算之中,实际进行施工时,要采取相应的措施来降低混凝土的内外温差,并且适当地提高混凝土的抗拉强度,从而保障施工的顺利进行。
  (2)转换结构支撑方案的设计必须提供足够的支撑强度且具有一定的稳定性,实际施工的过程中,要将上下层的支撑件搭在同一位置,拆除支撑件的次序要科学合理,不能对整体受力结构造成破坏。
  (3)如果转换结构的下层空间高度过大,难以用脚手架支撑时,以下两种措施可供参考:①用钢结构来作为转换层的结构,钢结构可以给所需的脚手架和模板在施工和移动时提供足够的支承;②分两次浇筑转换层的混凝土,第一次浇筑出的混凝土用来支承第二次浇筑产生的荷载,并将两者间的施工缝做成齿槽来提高抗剪承载力,这样就形成了叠合梁,有效传递了大梁间的施工荷载。
  (4)模板支撑时的转换结构和建成后使用时的受力是不一样的,施工前结构设计时要对不同时期的受力情况进行综合考虑,施工阶段要对转换层下部结构的承载力进行及时验算,确保模板支撑系统符合实际的受力要求。
  四、总结
  高层建筑中转换层结构的施工是技术难度和要求相对较高的环节,在设计计算、材料选择和实际施工的过程中都要加强重视,灵活使用各种技术手段解决施工可能面临的问题,提高转换层的施工效果和高层建筑的工程质量,积累经验,不断探索和创新,推动我国高层建筑工程建设向前进步。
  参考文献:
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