淺析高層建筑中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系

韓偉

摘 要：帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在信息技術(shù)和高新技術(shù)的應(yīng)用和推廣下更加完善，在高層商用樓中表現(xiàn)出很大的實用性，符合現(xiàn)代化建筑的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：帶轉(zhuǎn)換層;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計

改革開來以來，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步一直在不停加快，城市人口也在快速增長，使得城市土地變得寸土寸金。于是，為了有效利用有限的城市土地資源，提高城市土地利用率，近幾年來，在城市建筑中，建筑結(jié)構(gòu)逐漸向高層建筑發(fā)展。并且，這種趨勢現(xiàn)在已經(jīng)變得越來越明顯，城市高層建筑高度越來越高，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，同時，高層建筑的使用功能也逐漸呈現(xiàn)出功能多樣化的發(fā)展趨勢。比如，在同一棟高層建筑內(nèi)，將建筑分成上中下三個不同的組成部分，上層為住宅功能區(qū)，中層為辦公功能區(qū)，下層為購物、餐飲功能區(qū)，徹底改變了以往一棟建筑只提供一種使用功能的結(jié)構(gòu)特點。而由于在同一棟建筑內(nèi)同時實現(xiàn)了多種不同使用功能，每一種使用功能對建筑物建筑結(jié)構(gòu)和建筑空間的要求都不一樣，因此，為了能夠更好的實現(xiàn)不同功能的轉(zhuǎn)換，需要在建筑物施工結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)置轉(zhuǎn)換層。目前，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的就是設(shè)計、計算以及施工都比較簡單的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的分類以及功能

高層建筑中的轉(zhuǎn)換層具有擴(kuò)大室內(nèi)面積，提供較大出入口的功能。傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)的間距較小，比較適合對住宅客房以及旅館進(jìn)行布置，而對于需要較大空間的會議室、購物中心、文化娛樂場所等進(jìn)行布置時，就需要通過轉(zhuǎn)換層將部分傳統(tǒng)剪力墻轉(zhuǎn)換為框支剪力墻，以此來增大空間，滿足大空間建筑的功能需要。一般的，轉(zhuǎn)換的構(gòu)件會在建筑的柱列周邊進(jìn)行布置，轉(zhuǎn)換形式主要有桁架式、梁式、箱形、板式以及空腹桁架式等。

高層建筑中轉(zhuǎn)換層主要是為了將上下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，上下層軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)換、柱網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換等。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，通常采用將傳統(tǒng)剪力墻上部轉(zhuǎn)換為框支剪力墻來增大內(nèi)部空間面積;而上下層柱網(wǎng)、軸線的轉(zhuǎn)變并未改變上下層的結(jié)構(gòu)形式，只是通過改變轉(zhuǎn)換層的柱距來形成較大的柱網(wǎng)，這種轉(zhuǎn)換類型通常被用在外框簡底部來形成大入口;通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，將上面樓層的剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)，使上面樓層與柱網(wǎng)軸線錯開，從而形成上層、下層結(jié)構(gòu)的錯位布置，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層的功能。

2 轉(zhuǎn)換層的概述

2.1 概念

由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大，上部樓層受力較小，正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大，墻體多、柱網(wǎng)密，到上部漸漸減少墻、柱的數(shù)量，以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣，結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對空間的要求正好相反。因此，為滿足建筑功能的要求，結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行“反常規(guī)設(shè)計”，即將上部布置小空間，下部布置大空間;上部布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱。為了實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)計水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

2.2 結(jié)構(gòu)特性

高層建筑轉(zhuǎn)換層按照結(jié)構(gòu)來分類主要有以下幾個形式：梁-柱體系、桁架體系、墻梁體系、厚板轉(zhuǎn)換體系等，其中以梁一柱體系最為常用。按照轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)功能的不同，一般可分為以下三類：建筑上、下部分之間結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)換，此類建筑上部和下部采用的結(jié)構(gòu)形式不同。建筑上、下部分之間的柱網(wǎng)尺寸不同，這種建筑雖然上下部分的結(jié)構(gòu)類型相同，但通常需要通過轉(zhuǎn)換層，擴(kuò)大其下部結(jié)構(gòu)的柱距，以形成大柱網(wǎng)。同時具備轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和擴(kuò)大軸線尺寸的混合形式。無論哪一類形式，高層建筑轉(zhuǎn)換層作為實現(xiàn)內(nèi)力轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，都要擔(dān)負(fù)建筑上部荷載在向下傳遞過程中，因被迫發(fā)生改變而產(chǎn)生的種種不利影響。因此，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)需要具備有足夠的剛度和強(qiáng)度才能勝任其任務(wù)。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)要點

3.1 模板支撐選擇要點

在施工中，要根據(jù)施工的實際情況進(jìn)行模板支撐的選擇。高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，鋼筋分布密集，自重和施工載荷都較大，因此要想實現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工就必須要根據(jù)實際的施工情況確定模板支撐系統(tǒng)，以保障支撐系統(tǒng)的承載能力和自身的穩(wěn)定性能。一般的，需要在實際的施工中根據(jù)施工要求合理選擇技術(shù)，從而從最大程度上發(fā)揮出模板支撐對高層建筑轉(zhuǎn)換層施工的作用。

3.2 過渡和防震要點

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層在建筑中起到上下連接的作用，通常情況下結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的受力是非常復(fù)雜因為它承擔(dān)著整座樓房的重量，如果在施工過程中，沒有充足的施工技術(shù)水平，建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工不科學(xué)不合理，這樣就會存在安全隱患，抗震能力非常弱。因為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的跨度比較大，截面也比較大，如何在這種狀況下實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層的合理過渡和有效利用就成為轉(zhuǎn)換層施工的技術(shù)難點。對于梁式通常應(yīng)用在非常大的空間的剪力墻結(jié)構(gòu)中，受力明確，但是適用性非常差，對于地震的反應(yīng)非常的大;對于箱形通常運用在縱橫同時轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)中，體現(xiàn)的優(yōu)點是上下層樓板和單向或雙向托梁組合，體現(xiàn)的缺點是組合結(jié)構(gòu)有一定的困難：對于板式通常在上下柱網(wǎng)軸線嚴(yán)重錯開，不可以直接用梁承重的結(jié)構(gòu)體系中，體現(xiàn)的優(yōu)點是可以靈活布置上下結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)，體現(xiàn)的缺點是耗材非常多，自重比較大。

3.3 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層鋼筋施工技術(shù)要點

通常在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的鋼筋施工的過程中，應(yīng)該對鋼筋的排列次序?qū)嵭泻侠戆才?。通常鋼筋在梁柱?jié)點部位是非常密集，主筋比較長且含鋼量非常高，使用了有很多的采用了工字鋼或是大直徑鋼筋在高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中，所以，在實際施工的過程中，鋼筋次序的合理安排就顯得非常重要了。在實行鋼筋翻樣時，應(yīng)該科學(xué)合理制定綁扎的次序、制作尺寸以及安裝次序，對于鋼筋之間的避讓、穿插關(guān)系進(jìn)行全面考慮。當(dāng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁高度比較大或是轉(zhuǎn)換板厚度比較大的時候，應(yīng)采取相應(yīng)的措施穩(wěn)定鋼筋骨架，以確保結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層鋼筋施工的質(zhì)量。

3.4 施工結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層混凝土施工技術(shù)要點

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層混凝土施工時，應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場的實際狀況實行混凝土的配置試驗，并且在實際的施工中一定要適當(dāng)合理的配比調(diào)整，應(yīng)該嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時間，當(dāng)混凝土材料全部投入后，應(yīng)該對整個攪拌時間進(jìn)行控制。如果遇到大雨大雪天氣，應(yīng)該重新的對混凝土含水量實行測定，調(diào)整混凝土的配比主要通過加水、加料的方式，使其能夠滿足施工設(shè)計的要求。

在對混凝土大面積施工中，應(yīng)該考慮施工地區(qū)的天氣條件，對溫度適當(dāng)控制，當(dāng)溫度過高的時候，應(yīng)該及時采取降溫措施，有效的降低混凝土的溫度應(yīng)力。在處理大面積混凝土表面的時候，應(yīng)該針對表面實行找平處理，可以消除水裂縫，在最大程度上來消除混凝土沉落出現(xiàn)的裂縫，加強(qiáng)土體的抗拉強(qiáng)度及粘結(jié)力，降低內(nèi)部裂縫的出現(xiàn)問題。在施工過程中，應(yīng)該對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。依據(jù)施工現(xiàn)場溫度的應(yīng)力，對混凝土的養(yǎng)護(hù)進(jìn)行控制時間，通常情況下，養(yǎng)護(hù)的時間不少于十五天?；炷翝仓┕そY(jié)束后，應(yīng)采用澆水的方式對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行濕潤養(yǎng)護(hù)，這種保護(hù)方式能夠有效地控制溫差，能夠提高混凝土的拉伸值，提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

高層建筑轉(zhuǎn)換層的自身重量和荷載很大，施工時應(yīng)制定合理的模板支撐方案并嚴(yán)格設(shè)計模板支撐體系;轉(zhuǎn)換層的跨度和其承受的荷載也很大，其使用配筋較多且鋼筋骨架的高度也高，因此，施工時要確保鋼筋骨架的穩(wěn)定性，采取合理的鋼筋布置措施。高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層是建筑物內(nèi)不同結(jié)構(gòu)形式受力的連結(jié)的關(guān)鍵點，也是受力傳承的關(guān)鍵節(jié)點，所以，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制十分重要，施工時應(yīng)按照科學(xué)規(guī)范要求，采取嚴(yán)密的控制方法，來保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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