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浅析建筑结构设计中转换层的设计

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    2021-10-24 17:04
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2021-10-13 18:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
      现在社会经济不断发展,人们生活水平以及生活质量在不断提高,对建筑质量也提出更高的要求,这对建筑行业提出新的要求与挑战。本文首先对高层建筑转换特点进行分析,然后对其意义以及技术工艺进行探究,仅供参考。
      
        一、高層建筑转换层特点
      
        楼层上部结构以及下部结构与地基基础之间的荷载力转换是高层建筑在实际进行转换时的显著特点,刚度大、应力集中以及力的传递突变是实际进行转换时容易出现的主要问题,当上述情况与荷载作用同时出现时机会引起水平位移现象的发生。转换层梁柱以及梁上具有相当多的节点,同时具有较为复杂的插筋以及钢筋固锚等,为在真正意义上实现转换层工作的顺利进行必须对上述因素进行保证。
      
        施工技术对只转换工作的顺利进行有直接影响,因此在实际施工过程中,相关部门以及工作人员必须提高对该项工作的重视程度,严格按照相关标准与要求进行施工,同时加强监督管理力度,从根本上对施工质量进行保证。引起裂缝以及挠度超出规范要求范围等现象出现的主要原因就是转换层应力集中,因此必须对上述问题进行特别注意。相对于地震多发区域来说,为对建筑质量以及建筑安全进行保障,必须实现对建筑水平受力的合理控制,对楼层的刚度以及质量进行保障,促使其在发生变化时呈现出一种均匀的趋势,这不仅对建筑行业自身长远健康发展有促进作用,同时对人民群众的生命安全以及财产安全进行保障。建筑物薄弱层会对这个结构的稳定性造成直接影响,在实际施工中必须结合实际情况以及工程要求对其进行科学合理的设计,尤其是地震多发区域更是不能对该项工作进行忽视。
      
        二、转换层的功能意义
      
        1、上、下层结构类型转换
      
        为实现上部剪力墙与下部结构之间的有效转化,可对转换层进行科学合理的应用,同时该项结构也可在框一剪与剪力墙之中进行科学合理的运用,最终实现获得较大内部自由空间的目标。
      
        2、上、下层结构柱网布置的改变
      
        转换层上、下结构形式相同,通过它可以使下部结构的柱距扩大,形成大柱网空间。多用于商住楼,以形成下部的大空间用于商场、停车场等。
      
        3、同时转换上、下层结构类型和柱网布置
      
        上部剪力墙结构通过转换层变成框支剪力墙结构的同时,上部剪力墙的轴线与下部柱网错开,形成上下柱网不对齐的结构。多用于办公楼,上部用于小开间办公室,下部用于停车场或者大厅等。
      
        三、高层建筑施工中需要注意的技术问题
      
        1、施工技术形式的选择
      
        高层建筑施工技术是建筑行业的重要组成部分,为实现建筑行业的良好发展,必须实现对高层建筑技术的合理应用,这也可对国家建筑发展水平进行衡量。高层建筑内部施工层数与施工难度呈正相关,层数越多难度越大,施工技术会对建筑高度进行一定的限制。因此在实际施工中必须对施工技术进行科学合理的选取。针对性以及安全性是高层建筑在实际施工过程需要满足的首要条件,不仅可对工程质量进行保障,同时可保证相关工程的顺利进行。
      
        2、施工管理体制的强化
      
        现今我国的建筑工程管理水平已得到了极大的提升,但是不可否认的是,在其管理体制方面还存在着些许问题。一个科学、合理的施工管理体制的落实实施能够全面保障整个建筑工程的施工进度及质量。强化高层建筑施工管理体制的系统化改革是有效提升管理水准的重要保障。
      
        四、建筑结构设计中的转换层设计原则
      
        1、在转换层设计过程中应尽量减少结构转换的竖向构件,应尽可能的多采用直接接地的构件,其能有效避免建筑刚度的减小,对建筑物抗震性能的提升有着重要的作用。
      
        2、转换层的设计位置不能偏高,应尽可能的靠近底层位置。主要是由于建筑框支剪力墙结构的传力途径以及刚度发生变化时会直接造成转换层成为薄弱层,很大程度上降低了建筑物的抗震性能。
      
        3、在进行转换层的设计时应注意传力路径的明确性,并且确保转换层的刚度。由于转换层结构本身起到的是结构转换作用,所以应保持其自身的受力平衡性。
      
        4、要对剪力墙以及框支剪力墙的比例进行综合考虑,保证其横向落地剪力墙的数目超过横向墙的50%。
      
        五、转换层结构设计
      
        1、梁式结构转换层技术设计
      
        (1)需要设计模板支撑系统。从结构的安全出发,必须要通过软件或者是人工的精确计算来得出支撑系统的安全参数和支撑钢管的横截面和跨度、空间间距,从材料的利用程度考虑,要可以满足到模版的数次周转和装拆卸的便利;从结构设计的方面考虑的话,要对比较难支膜的部分和隐蔽的分支节点要通过软件得出详细的设计图。
      
        (2)需要设计钢筋的下料和绑扎方案。转换梁纵筋直径较大、数量较多、排数也多,箍筋直径较大、肢数较多、一般全长加密,构造腰筋须按受拉钢筋的锚固要求锚固在两端柱子内,所以钢筋的下料和绑扎比较困难。每一道梁式转换层的钢筋放样和下的材料都应该符合国际规定或者是本项目的行业规范和设计图纸的要求,必须先进行简单的布局排列,找出符合实际操作的捆绑方式再进行实际的操作,以此来防止下料之后没有按照一定的规则安置钢筋,使得钢筋没有捆绑好,作用力不强,影响到了混凝土的鼓捣密实程度。
      
        2、桁架式转换层设计
      
        桁架式转换层主要用于建筑不同功能区域上下部的连接,是由多榀钢筋混凝土桁架组合而成的一种承重结构。一般情况下桁架的下杆的截面面积较小并且高度较高,所以这一结构形式的施工难度较大且工序较为复杂。在具体施工设计过程中,应对转换层的内部结构进行综合分析,并对其受力情况进行分析计算,从而保证设计符合建筑质量要求。
      
        六、设计中应注意的几点问题
      
        1、转换层设置高度不宜过高
      
        转换层高度越高,使得转换层对下部结构的动力特性影响越明显,同时传力路线的突变越大,使得下部结构更容易破坏;转换层高度低的建筑,只需控制侧向刚度比即可控制转换层附近的层间位移角;对于转换层高度更高的建筑,还须控制转换层上下部结构的等效刚度比。转换层高度越高,转换层上下部结构在地震作用下的变形效应就越大,转换层上下部结构等效侧向刚度比的作用也就越小。
      
        2、柱宜直接落在转换层主结构上
      
        根据《建筑抗震设计规范》中第E.2.4条规定:转换层上部的竖向抗侧力构件(墙、柱)宜直接落在转换层的主结构上。即上部密柱宜与转换桁架斜腹杆的交点、空腹桁架的竖腹杆在位置上重合。这样使得结构的传力路线明确,受力合理,且相邻斜腹杆可形成拱效应,与竖腹杆共同承受竖向力,同时有利于提高结构抵抗地震竖向作用的能力。
      
        七、结束语
      
        总之,转换层结构设计问题一直受到人们的高度关注,在进行建筑设计的时候,要根据具体的实际情况,对建筑结构进行优化设计,在采取积极有效的应用措施的技术上,不断强化对转换层设计的重视程度,使设计结构更加符合应用标准,从根本上提高建筑的质量和安全,延长建筑的使用寿命。
      
        参考文献:
      
        [1]卢伟纲.针对我国建筑的梁式转换层结构设计浅析[J].住宅与房地产,2016(3).
      
        [2]谢绍乐.浅议建筑结构设计中的梁式转换层结构设计[J].城市建设理论研究:电子版,2015(15).


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