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摘要:目前,我国高层建筑转换层多用梁式转换层,梁式转换层有其施工和设计简单,受力明确,多用在建筑底部大空间的剪力墙结构中。本文笔者对高层建筑梁式转换层结构设计的应用进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词:高层建筑,梁式转换层,结构设计,应用
中图分类号:TU208文献标识码: A
前言
当代的许多高层建筑向综合和多功能用途发展,在同一高层建筑中,顶部的楼层是住宿区,中部的楼层是办公区,底部的楼层是商业和娱乐区。这样不同用途楼层,就会需要不同的空间和开间,并需要不同的结构形式。高层建筑的这种使用要求与结构要求与自然的结构布置是相反,由于一般结构底部楼层的受力较大,正常情况下底部刚度要大、墙结构要多、柱网要密集,从底部到上部是逐渐减少的。所以高层建筑要满足建筑的功能要求,就要求结构上应和常规的结构方式布置相反,上部楼层小开间,布置刚度较大的剪力墙结构,建筑底部大空间,布置刚度较小的框架柱。这种结构布置要求在结构的转换楼层处设置转换层。
1.高层建筑中的转换层的作用
高层中转换层有结构转换层和功能转换层两种:
①结构转换层通常是在不同的结构方式之间进行。比如楼层底部应用框架结构,建筑物上部应用砌体结构,这种结构是我国一种特有的结构形式,这种结构形式将建筑物上部是砌体墙而在建筑物下底部是框架,这样建筑物下部就建成较大的开间,建筑物下部可以用作商业的用房,建筑物上部可以用作住宅。那么在这种结构形式下就必须把建筑物上部的砌体墙所承受的内力转至建筑物底部的框架柱上。
②功能转换层,就是在高层的中间设置一个设备层。由于楼层比较高,用电、用水等等都的从地下室向上部楼层供应,这样便存在距离比较远、供水的未端和起始点的压差太大、主电源不能在负荷中心的范围等等问题,所以需要建筑物在中间楼层地带进行电负荷的重新分配,以及对供水系统进行的减压处理,而这些处理措施都需要占用建筑物的空间,于是有些多功能的高层建筑物就在楼层的中间地带单独拿出一个整楼层做为功能转换层,在这种转换层中通常就是设备层,因此很多设计院把该层的设计高度限定为2.2m以或以下,这样就可以减少该层在整个高层建筑中占用规划指标。
2、梁式转换层的设计原理
2.1高层建筑结构梁式转换层的设计要点。
(1)梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时均不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一、二级分别不应小于0.60%、0.50%和0.40%。
(2)离柱边1.5倍梁截面高度的范圍内梁的箍筋需加密,加密区的箍筋直径不应小于10mm,箍筋间距不应大于100mm。加密区的箍筋最小面积配筋率,在抗震设计时,特一、一、二级分别不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv,在非抗震设计时不应小于0.9ft/fyv。
(3)梁式转换层应在转换层楼处面配置纵横交错的钢筋混凝土的承重大梁。那么为了适应建筑物上部荷载的需要,梁的截面尺寸比较大,常用的尺寸有1000mm×2000mm,1200mm×250mm,1500mm×3000mm等。
2.2高层建筑梁式转换层的施工特点
2.2.1梁式转换层的模板支撑的施工特点
梁式结构转换层结构的体量大、自重大,对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求,必须进行详细的计算,切不可凭经验办事。在梁式的结构转换层中,梁本身的线荷载通常在60~100kN/m,加上施工荷载就更大,由于梁式结构转换层中梁侧向的高度比较大,厚度较薄,因此需验算梁模版的侧向侧向强度和侧向稳定性,以免梁模板整体跑位和胀模。
2.2.2钢筋绑扎
在梁式转换层中,钢筋的数量多,直径大。钢筋的绑扎是在梁底模板的架设完成以后进行的,验收完成钢筋的绑扎后大梁两侧模板才能安置。钢筋绑扎要注意保证钢筋的骨架侧向稳定,以免发生倾倒伤人的事故。当转换层的梁的混凝土分为两次进行浇筑时,要在施工缝上部处设置一些抗剪的钢筋,保证混凝土牢固结合。
2.2.3梁式转换层混凝土的浇筑
在梁式结构转换层一次浇筑混凝土的施工时浇筑量非常大,混凝土强度等级比较高,混凝凝土施工属于大体积混凝土施工,这样支撑模板比较困难,并且易产生混凝土温度裂缝。因此,在梁式转换层混凝土施工时混凝土要进行分层浇筑,这样可以减轻支撑模板的承受何在,因为第一次注完成部分的混凝土在龄期有一定的强度可以和模板一起承受上部后浇筑混凝土所产生的荷载和浇筑时的施工荷载,这样可节约模板的支撑费用,又可以保证混凝土的浇筑质量。因为梁式结构的转换层承受上部荷载很大,在混凝土分层浇筑的时候,要保证上下层混凝土间紧密衔接,施工中通常是采用在衔接面上设置竖向的抗剪钢筋或设置一些抗剪槽,来使上下层得混凝土紧密结合。
3、高层建筑梁式转换层工程实例应用与研究分析
某高层多功能商住楼,地下二层,建筑物地上22层;总高70m。首层到四层作为商业门店,从5~22层作为住宅房。该高层建筑1~4层是框支的剪力墙结构,四层是梁式结构转换层;5~22层是剪力墙的结构。在该高层多功能建筑的梁式转换层的应用研究在该高层多功能建筑的梁式转换层中结构构件的截面尺寸比较大,主筋和箍筋的种类比较多并且直径都比较大,转换层的层高为5.43m,框支柱的截面的尺寸为1400×1400、1400×2000;框支梁的截面为1400×2200、1000×2000两种。框支柱的主筋的直径为34mm、32mm,框支梁主筋的直径为32mm,并且均是三级钢筋。箍筋种类繁多并且直径比较大,所以在制作箍筋过程中要严格按图纸的尺寸加工。一次箍筋制作数量不应过多防止箍筋的尺寸产生误差,导致绑扎过程中箍筋无法正确绑扎到位。工程实例分析的梁式结构转换层受力明确,设计与施工简单,一般用于上层是剪力墙的结构,下层是框架结构的转换。当纵、横向同时需要转换时,可采用双向梁布置的转换方式。例如北京的南洋饭店,该建筑地面上24层,建筑总高度是85m。在第一层到第4层是框架结构,从第6~24上是剪力墙的结构,第五层作为转换层,建筑的剪力墙托梁高度是4.5m,底部柱的最大直径是1.6m;在哺乳广东的肇庆星湖大酒店,34层,总高度是118.4m,自六层以上的客房均采用剪力墙结构建造,在五层设置转换大梁,转换梁的截面尺寸是0.5m×2.5m,用来转换下部框架结构。这些工程实例中都采用梁式转换层。
4、结束语:
在设计高层建筑梁氏转换层的过程中,必须要做好充足的前提准备工作,必须具有一定的理论性知识,并且合理的应用到实际的施工过程中,要能够有效的对容易出现的问题做好防护措施,设计好细节,避免在细节的上出现问题埋下安全隐患。在设计当中,设计人员还应该总结在设计上存在的不足点,并且认真改正,确保在下一个建筑中不会出现同样的错误,进而有效的促进高层建筑的良好竣工,同时也促进我国建筑行业的发展。
参考文献
[1]乐鹏程,卫现刚.浅谈高层建筑转换层梁钢筋施工技术[J].四川建材,2010,05.
关键词:高层建筑,梁式转换层,结构设计,应用
中图分类号:TU208文献标识码: A
前言
当代的许多高层建筑向综合和多功能用途发展,在同一高层建筑中,顶部的楼层是住宿区,中部的楼层是办公区,底部的楼层是商业和娱乐区。这样不同用途楼层,就会需要不同的空间和开间,并需要不同的结构形式。高层建筑的这种使用要求与结构要求与自然的结构布置是相反,由于一般结构底部楼层的受力较大,正常情况下底部刚度要大、墙结构要多、柱网要密集,从底部到上部是逐渐减少的。所以高层建筑要满足建筑的功能要求,就要求结构上应和常规的结构方式布置相反,上部楼层小开间,布置刚度较大的剪力墙结构,建筑底部大空间,布置刚度较小的框架柱。这种结构布置要求在结构的转换楼层处设置转换层。
1.高层建筑中的转换层的作用
高层中转换层有结构转换层和功能转换层两种:
①结构转换层通常是在不同的结构方式之间进行。比如楼层底部应用框架结构,建筑物上部应用砌体结构,这种结构是我国一种特有的结构形式,这种结构形式将建筑物上部是砌体墙而在建筑物下底部是框架,这样建筑物下部就建成较大的开间,建筑物下部可以用作商业的用房,建筑物上部可以用作住宅。那么在这种结构形式下就必须把建筑物上部的砌体墙所承受的内力转至建筑物底部的框架柱上。
②功能转换层,就是在高层的中间设置一个设备层。由于楼层比较高,用电、用水等等都的从地下室向上部楼层供应,这样便存在距离比较远、供水的未端和起始点的压差太大、主电源不能在负荷中心的范围等等问题,所以需要建筑物在中间楼层地带进行电负荷的重新分配,以及对供水系统进行的减压处理,而这些处理措施都需要占用建筑物的空间,于是有些多功能的高层建筑物就在楼层的中间地带单独拿出一个整楼层做为功能转换层,在这种转换层中通常就是设备层,因此很多设计院把该层的设计高度限定为2.2m以或以下,这样就可以减少该层在整个高层建筑中占用规划指标。
2、梁式转换层的设计原理
2.1高层建筑结构梁式转换层的设计要点。
(1)梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时均不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一、二级分别不应小于0.60%、0.50%和0.40%。
(2)离柱边1.5倍梁截面高度的范圍内梁的箍筋需加密,加密区的箍筋直径不应小于10mm,箍筋间距不应大于100mm。加密区的箍筋最小面积配筋率,在抗震设计时,特一、一、二级分别不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv,在非抗震设计时不应小于0.9ft/fyv。
(3)梁式转换层应在转换层楼处面配置纵横交错的钢筋混凝土的承重大梁。那么为了适应建筑物上部荷载的需要,梁的截面尺寸比较大,常用的尺寸有1000mm×2000mm,1200mm×250mm,1500mm×3000mm等。
2.2高层建筑梁式转换层的施工特点
2.2.1梁式转换层的模板支撑的施工特点
梁式结构转换层结构的体量大、自重大,对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求,必须进行详细的计算,切不可凭经验办事。在梁式的结构转换层中,梁本身的线荷载通常在60~100kN/m,加上施工荷载就更大,由于梁式结构转换层中梁侧向的高度比较大,厚度较薄,因此需验算梁模版的侧向侧向强度和侧向稳定性,以免梁模板整体跑位和胀模。
2.2.2钢筋绑扎
在梁式转换层中,钢筋的数量多,直径大。钢筋的绑扎是在梁底模板的架设完成以后进行的,验收完成钢筋的绑扎后大梁两侧模板才能安置。钢筋绑扎要注意保证钢筋的骨架侧向稳定,以免发生倾倒伤人的事故。当转换层的梁的混凝土分为两次进行浇筑时,要在施工缝上部处设置一些抗剪的钢筋,保证混凝土牢固结合。
2.2.3梁式转换层混凝土的浇筑
在梁式结构转换层一次浇筑混凝土的施工时浇筑量非常大,混凝土强度等级比较高,混凝凝土施工属于大体积混凝土施工,这样支撑模板比较困难,并且易产生混凝土温度裂缝。因此,在梁式转换层混凝土施工时混凝土要进行分层浇筑,这样可以减轻支撑模板的承受何在,因为第一次注完成部分的混凝土在龄期有一定的强度可以和模板一起承受上部后浇筑混凝土所产生的荷载和浇筑时的施工荷载,这样可节约模板的支撑费用,又可以保证混凝土的浇筑质量。因为梁式结构的转换层承受上部荷载很大,在混凝土分层浇筑的时候,要保证上下层混凝土间紧密衔接,施工中通常是采用在衔接面上设置竖向的抗剪钢筋或设置一些抗剪槽,来使上下层得混凝土紧密结合。
3、高层建筑梁式转换层工程实例应用与研究分析
某高层多功能商住楼,地下二层,建筑物地上22层;总高70m。首层到四层作为商业门店,从5~22层作为住宅房。该高层建筑1~4层是框支的剪力墙结构,四层是梁式结构转换层;5~22层是剪力墙的结构。在该高层多功能建筑的梁式转换层的应用研究在该高层多功能建筑的梁式转换层中结构构件的截面尺寸比较大,主筋和箍筋的种类比较多并且直径都比较大,转换层的层高为5.43m,框支柱的截面的尺寸为1400×1400、1400×2000;框支梁的截面为1400×2200、1000×2000两种。框支柱的主筋的直径为34mm、32mm,框支梁主筋的直径为32mm,并且均是三级钢筋。箍筋种类繁多并且直径比较大,所以在制作箍筋过程中要严格按图纸的尺寸加工。一次箍筋制作数量不应过多防止箍筋的尺寸产生误差,导致绑扎过程中箍筋无法正确绑扎到位。工程实例分析的梁式结构转换层受力明确,设计与施工简单,一般用于上层是剪力墙的结构,下层是框架结构的转换。当纵、横向同时需要转换时,可采用双向梁布置的转换方式。例如北京的南洋饭店,该建筑地面上24层,建筑总高度是85m。在第一层到第4层是框架结构,从第6~24上是剪力墙的结构,第五层作为转换层,建筑的剪力墙托梁高度是4.5m,底部柱的最大直径是1.6m;在哺乳广东的肇庆星湖大酒店,34层,总高度是118.4m,自六层以上的客房均采用剪力墙结构建造,在五层设置转换大梁,转换梁的截面尺寸是0.5m×2.5m,用来转换下部框架结构。这些工程实例中都采用梁式转换层。
4、结束语:
在设计高层建筑梁氏转换层的过程中,必须要做好充足的前提准备工作,必须具有一定的理论性知识,并且合理的应用到实际的施工过程中,要能够有效的对容易出现的问题做好防护措施,设计好细节,避免在细节的上出现问题埋下安全隐患。在设计当中,设计人员还应该总结在设计上存在的不足点,并且认真改正,确保在下一个建筑中不会出现同样的错误,进而有效的促进高层建筑的良好竣工,同时也促进我国建筑行业的发展。
参考文献
[1]乐鹏程,卫现刚.浅谈高层建筑转换层梁钢筋施工技术[J].四川建材,2010,05.