论文部分内容阅读
摘要：随着我国经济持续快速地发展，高层建筑的功能要求趋向于多元化、多用途和大空间，高层建筑转换层结构应运而生，越来越多样化，并得到越来越广泛的应用。
关键词：高层建筑；转换层；结构设计
引言
由于高层建筑结构的多样性，转换层的结构设计，应该针对高层建筑的结构类别，进行区别性方案的设计，并通过精心组织施工，高要求确定模板、钢筋和混凝土等的施工方案，提供实现施工方案的有利条件，降低施工难度，为高层建筑转换层的结构安全奠定基础。
1.转换层设计原则
1.1转换层的竖向布置
转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置；也可根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。对大底盘多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层，8度区不宜超过第3层。转换层位置超过上述规定时，应作专门研究并采取有效措施。
1.2转换层的结构布置
研究得出，底部转换层位置越高，转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就越加剧；此外，转换层位置越高，落地剪力墙或简体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，转换层上部附近的墙体易于破坏。总之，转换层位置越高对抗震越不利。
底部带转换层结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果，转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7，8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
1.3转换层的抗震设计
为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架一核心简结构和外围为密柱框架的简中简结构的抗震等级不必提高。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大；8度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。
2.高层建筑转换层结构形式和特点
2.1梁式转换梁式转换是高层建筑中使用频率最多的结构形式。转换梁的截面一般是0.8至米，因为梁式转换传力路线明确，上部墙从梁直接传力到下部的柱子，给建筑工程的研究计算和设计带来很大的便利，在加上成本较低，所以应用范围较广。
2.2箱式转换箱式转换是通过双向和单向两个方面来实现的，与上下两层较厚的楼板结合在一起，成为一个整体。这个方法需要转换层有较大的刚度才能实现。
2.3板式转换板式转换是将厚度分错开较大、无次序、梁承托不了的时候。这种形式的转换层的下层灵活度大，但因为比较厚重，施工的时候相对麻烦，难度提高了很多。
2.4桁架转换相对于其它的转换层结构形式，桁架转换层受力路径更清晰，使用更灵活，抗震能力更好。但是由于节点的设计比较麻烦，加上其它因素的影响，运用范围较为狭隘。使用桁架转换时，因为节点多而复杂，剪切的难度提高，使用的配筋多，施工较为困难。若使用桁架转换层，要求建筑有一定的层高，必须在3米以上。此外，上部分的节点与重心要对齐。
2.5斜柱转换斜柱转换层能够使混凝土的可压缩性充分发挥，扩大建筑的可利用空间，但是会使水平荷载加大。因此，对斜柱转换层施工时，要添加拉梁或圈梁，将斜柱连接更多的楼层，促使建筑达到平衡，相对减少水平荷载，确保了建筑的安全。
3.转换层的施工设计要点
3.1模板工程结构设计要点
模板功能的结构设计要重点解决转换层自重大和荷载大的问题：（1）模板支撑工程方案的选择，重点要求是适用性，认为在方案选择过程中，需要对支撑系统的强度和稳定程度进行周密检验；在浇筑混凝土之前，完成支撑系统的搭建工作，并检查支撑系统的牢固程度。（2）设计支撑系统的脚手架，将宽度控制在1200毫米左右，高度控制在1700毫米-1900毫米之间，加调座底和托顶在门式脚手架之上，底座和托顶的距离控制在900毫米左右，保证支撑两层门架中间可以交叉和连接。（3）将钢管水平架设在转换梁的侧模位置，每根钢管的间隔为450毫米，用配对拉螺栓加固钢管。在施工之前，对侧模的刚度和对拉螺栓的牢固程度进行检查，在完成转换层顶梁板施工7个小时之后，拆除掉第一层的梁板支撑。（4）应急措施的制定，一是含可调托顶和底座的支撑，数量为180根，目的是预防立杆变形和跑位；二是钢管，长度为2米，数量为120根，目的是预防横杆挠度过大；三是对拉螺栓，数量为180套，并对第一根转换大量侧模的状态进行变形检查，目的是预防侧模的变形。如果侧模已经变形，则要及时增加对拉螺栓，以便加固大梁。
3.2钢筋工程结构设计要点
鉴于高层建筑转换层钢筋高含量、主筋长、钢筋布置密集等特点，笔者认为要准确地翻样和下料，并安放和安装好钢筋，防止钢筋“抢位”而造成的返工问题：（1）钢筋的翻样和下料：对转换层设计理念进行分析，在对设计文件说明认真审核和熟悉的基础上，结合实际条件翻样施工工作；适当增加节点空间，以便为混凝土的浇灌和振捣提供有利的施工条件；闪光对焊大梁主筋接头，除了要做好电焊培训工作之外，还要保证施工材料的质量；分别设置跨中1/3的跨长内和支座1/3跨长内于梁上部的主筋接头、部主筋接头两个位置，在下料主筋的同时，对所有钢筋的接头位置进行合理安排，防止主筋焊接接头的重叠；梁主筋需要根据接位的顺序进行编号，主筋下料的时候也要密切关注对焊接头的准确性。（2）钢筋的安装和就位：大梁钢筋的安放需注意：搭设临时的钢管搁架，搭设位置在梁底上方；铺设纵筋和首排面筋于搁架下的横杆上；铺设所有主筋于梁下部上；铺设首排面筋于搁架下的横杆上并将钢筋做成S形。首层面筋铺设后，铺设第二排纵筋，第二排纵筋铺设完毕后，再铺设第三排纵筋，逐层挂起全部纵筋；梁纵筋的安装，梁与梁之间的位置，柱节点箍筋安装位置和数量，要通过依次交叉穿插和上下交替搁置等方式进行确定，在每一层的主筋之间穿插柱箍筋，特大梁钢筋骨架就位之后，按需固定和绑扎柱箍筋。
4.结束语
总之，在高层建筑设计中，转换层设计是结构设计的一个难点，更是不同形式结构体系转的确的关键点，设计时应不断研究和进行方案比较，在可能的情况下做出较优的技术方案才能实现安全、适用、经济等综合目标。
参考文献：
[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].中国建筑工业出版社.
[2]JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[3]张志豪.论高层建筑工程中转换层结构设计的运用[J].建筑与规划设计.2008.121：38-39
关键词：高层建筑；转换层；结构设计
引言
由于高层建筑结构的多样性，转换层的结构设计，应该针对高层建筑的结构类别，进行区别性方案的设计，并通过精心组织施工，高要求确定模板、钢筋和混凝土等的施工方案，提供实现施工方案的有利条件，降低施工难度，为高层建筑转换层的结构安全奠定基础。
1.转换层设计原则
1.1转换层的竖向布置
转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置；也可根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。对大底盘多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层，8度区不宜超过第3层。转换层位置超过上述规定时，应作专门研究并采取有效措施。
1.2转换层的结构布置
研究得出，底部转换层位置越高，转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就越加剧；此外，转换层位置越高，落地剪力墙或简体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，转换层上部附近的墙体易于破坏。总之，转换层位置越高对抗震越不利。
底部带转换层结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果，转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7，8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
1.3转换层的抗震设计
为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架一核心简结构和外围为密柱框架的简中简结构的抗震等级不必提高。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大；8度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。
2.高层建筑转换层结构形式和特点
2.1梁式转换梁式转换是高层建筑中使用频率最多的结构形式。转换梁的截面一般是0.8至米，因为梁式转换传力路线明确，上部墙从梁直接传力到下部的柱子，给建筑工程的研究计算和设计带来很大的便利，在加上成本较低，所以应用范围较广。
2.2箱式转换箱式转换是通过双向和单向两个方面来实现的，与上下两层较厚的楼板结合在一起，成为一个整体。这个方法需要转换层有较大的刚度才能实现。
2.3板式转换板式转换是将厚度分错开较大、无次序、梁承托不了的时候。这种形式的转换层的下层灵活度大，但因为比较厚重，施工的时候相对麻烦，难度提高了很多。
2.4桁架转换相对于其它的转换层结构形式，桁架转换层受力路径更清晰，使用更灵活，抗震能力更好。但是由于节点的设计比较麻烦，加上其它因素的影响，运用范围较为狭隘。使用桁架转换时，因为节点多而复杂，剪切的难度提高，使用的配筋多，施工较为困难。若使用桁架转换层，要求建筑有一定的层高，必须在3米以上。此外，上部分的节点与重心要对齐。
2.5斜柱转换斜柱转换层能够使混凝土的可压缩性充分发挥，扩大建筑的可利用空间，但是会使水平荷载加大。因此，对斜柱转换层施工时，要添加拉梁或圈梁，将斜柱连接更多的楼层，促使建筑达到平衡，相对减少水平荷载，确保了建筑的安全。
3.转换层的施工设计要点
3.1模板工程结构设计要点
模板功能的结构设计要重点解决转换层自重大和荷载大的问题：（1）模板支撑工程方案的选择，重点要求是适用性，认为在方案选择过程中，需要对支撑系统的强度和稳定程度进行周密检验；在浇筑混凝土之前，完成支撑系统的搭建工作，并检查支撑系统的牢固程度。（2）设计支撑系统的脚手架，将宽度控制在1200毫米左右，高度控制在1700毫米-1900毫米之间，加调座底和托顶在门式脚手架之上，底座和托顶的距离控制在900毫米左右，保证支撑两层门架中间可以交叉和连接。（3）将钢管水平架设在转换梁的侧模位置，每根钢管的间隔为450毫米，用配对拉螺栓加固钢管。在施工之前，对侧模的刚度和对拉螺栓的牢固程度进行检查，在完成转换层顶梁板施工7个小时之后，拆除掉第一层的梁板支撑。（4）应急措施的制定，一是含可调托顶和底座的支撑，数量为180根，目的是预防立杆变形和跑位；二是钢管，长度为2米，数量为120根，目的是预防横杆挠度过大；三是对拉螺栓，数量为180套，并对第一根转换大量侧模的状态进行变形检查，目的是预防侧模的变形。如果侧模已经变形，则要及时增加对拉螺栓，以便加固大梁。
3.2钢筋工程结构设计要点
鉴于高层建筑转换层钢筋高含量、主筋长、钢筋布置密集等特点，笔者认为要准确地翻样和下料，并安放和安装好钢筋，防止钢筋“抢位”而造成的返工问题：（1）钢筋的翻样和下料：对转换层设计理念进行分析，在对设计文件说明认真审核和熟悉的基础上，结合实际条件翻样施工工作；适当增加节点空间，以便为混凝土的浇灌和振捣提供有利的施工条件；闪光对焊大梁主筋接头，除了要做好电焊培训工作之外，还要保证施工材料的质量；分别设置跨中1/3的跨长内和支座1/3跨长内于梁上部的主筋接头、部主筋接头两个位置，在下料主筋的同时，对所有钢筋的接头位置进行合理安排，防止主筋焊接接头的重叠；梁主筋需要根据接位的顺序进行编号，主筋下料的时候也要密切关注对焊接头的准确性。（2）钢筋的安装和就位：大梁钢筋的安放需注意：搭设临时的钢管搁架，搭设位置在梁底上方；铺设纵筋和首排面筋于搁架下的横杆上；铺设所有主筋于梁下部上；铺设首排面筋于搁架下的横杆上并将钢筋做成S形。首层面筋铺设后，铺设第二排纵筋，第二排纵筋铺设完毕后，再铺设第三排纵筋，逐层挂起全部纵筋；梁纵筋的安装，梁与梁之间的位置，柱节点箍筋安装位置和数量，要通过依次交叉穿插和上下交替搁置等方式进行确定，在每一层的主筋之间穿插柱箍筋，特大梁钢筋骨架就位之后，按需固定和绑扎柱箍筋。
4.结束语
总之，在高层建筑设计中，转换层设计是结构设计的一个难点，更是不同形式结构体系转的确的关键点，设计时应不断研究和进行方案比较，在可能的情况下做出较优的技术方案才能实现安全、适用、经济等综合目标。
参考文献：
[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].中国建筑工业出版社.
[2]JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[3]张志豪.论高层建筑工程中转换层结构设计的运用[J].建筑与规划设计.2008.121：38-39