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建筑物转换层结构设计

建筑物转换层结构设计
建筑物转换层结构设计

浅谈建筑物转换层的结构设计

摘要:随着人们对建筑功能需求多样化的发展,而建筑结构的布置与建筑功能对空间的要求正好相反,因此必须在结构转换的楼层设置水平转换的构件,即转换层结构。本文主要介绍了建筑转换层的概念与特点,以及建筑转换层结构设计的原则和分类,并提出了建筑转换层结构设计中的注意事项,为建筑转换层的结构设计提供了参考。

关键词:建筑设计;转换层;结构设计;注意事项

为了满足人们对住宅的需求,高层建筑的功能越来越趋向于多样化、复杂化、全面化。在高层建筑中,转换层的运用突破了常规的设计,在结构转换的楼层中转换构件,其对建筑结构的变化起到了一个过渡、衔接的作用,促使建筑中各个组成部分的不同功能得以淋漓尽致地发挥。转换层有着复杂的结构,在转换层的施工中,为了保证施工的质量,需要对设计的一些要点加以控制,采取各种措施来保证施工的质量。因此,对高层建筑转换层结构设计要点的研究是刻不容缓的任务。

一、建筑转换层的概念与特点

转换层是建筑施工领域常见的一种建筑结构,由于建筑物不同层面之间的使用功能和结构存在差异,因此需要通过设置转换层的方式作为过渡,对楼层的上下部的结构与设施进行转换。当前,我国的建筑设计、特别是高层建筑的设计,常常会采用商业功能与住宅功能结合的设计模式,在建筑物下部构建举架较高的大跨度商用建

浅析高层建筑桁架转换层结构设计

浅析高层建筑桁架转换层结构设计 发表时间:2019-07-30T11:57:40.153Z 来源:《基层建设》2019年第14期作者:黄桂生 [导读] 摘要:复杂的建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换,一般结构层相比,转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。 身份证:45252819750527XXXX 摘要:复杂的建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换,一般结构层相比,转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这意味着转换结构组成了建筑物的主要构件,它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响。通过时钢桁架转换层高层建设结构体系的工程实例的分析,从结构选型的确定等方面进行系统的研究。以得到一些对设计有实际指导意义的结论。 关键词:建筑工程;结构设计;转换层构造 在当前建筑结构设计过程中,为了更好的适合建筑物的各部楼层所体现的安全使用功能的需求,往往需要在各楼层之间布置转换层以消除楼层中间的较大差异。转换层的设置起到传承上部结构荷载,保持结构稳定的作用,是建筑结构中的重要部位,也是建筑结构设计的重点和难点。因此,深入探讨高层建筑转换层结构设计问题,对于促进我国民用高层建筑的发展具有一定的现实意义。 1.转换层高层建筑结构的构造要求 结构设计不仅是对建筑物本身功能的设计,还关系到建筑物的建设成本,这就需要设计人员优化结构设计,降低建设成本。其优化目标就是实现建筑的本体功能性、安全性、经济性与环保性。为了实现这一目标,未来的从事结构设计者将遵循功能性、安全性、经济性、环保性四位一体的设计思路,真正实现未来建筑结构的优化升级,为人类提供一个更好的物质生存与发展环境。 转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则,使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近,平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度,当转换层设置在3层及3层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时,腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元,按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时,转换桁架按实际杆件布置参与整体分析,但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆,强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则,以保证转换层的结构具有较好的延性,确保塑性饺在梁端出现,能够满足工程抗震的要求。转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋,每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于0.25%,且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。 2.转换层商层建筑结构实例分析 对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多,导致结构受力情况比较复杂,对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义,可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此,通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析,认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点,使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力,减少混凝土结构的荷载作用,使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点,某高层建筑为地上24层,地下2层,总建筑面积72788m2,其中地上58300m2,地下14488m2。平面长92.1M,宽49M。结构檐口标高为108.80m,中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。 2.1梁式转换与精架转换的比较确定 与最为常见的转换结构形式粱式转换相比,本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大,采用梁式的转换结构,转换梁的截面必然很大,一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点;另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变,对结构的整体抗震性能不利。因此,需要另一种形式的转换构件来解决这个问题,而转换桁架具有传力明确,传力途径清楚,虽构造和施工复杂,但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件,而且它们的位置与大小都有很大的灵活性,可以充分利用该转换层的建筑空间,而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充,有利于减轻结构的自重;转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小,也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多,由此可见,在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的,而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30%。将是一个较为合理正确的选择。 2.2转换桁架的具体形式的确定 在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后,设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述,转换桁架的结构形式有多种,但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况,采用何种最合理的结构形式,则必须加以比较分析后方可确定。 2.2.1单层转换桁架与双层转换桁架的确定 采用精架结构作为高层建筑的转换构件时,一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目,转换桁架位于结构的边缘,建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小,希望桁架仅在中庭设置,即取一层高度(4.00m)作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是:底层:6.44ml,二层:4.80m,三层以上:4.00mt,而结构的柱距为9.0m,若仅取4.00m为桁架高度时,在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450~550之间。若取建筑的两层层高即8.00m为转换桁架的高度,则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点,使桁架的结构形式趋于简单。 2.2.2空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定 作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式:空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式,无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说,空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选,当然,采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式,结构上可以使桁架的构造节点趋于简单,在建筑师看来,也可以接受。 2.2.3单跨桁架与多跨桁架的确定 在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后,结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则,框架柱中的内力相对越大,则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发

有关建筑转换层结构设计中的关键性问题综述

有关建筑转换层结构设计中的关键性问题综述 本文首先介绍了建筑转换层的概念与特点,然后探讨了建筑转换层结构设计的原则和分类,最后提出了建筑转换层结构设计中的注意事项,本文提出了自己的一些观点和看法,望能为建筑转换层的结构设计提供参考。 标签建筑设计;转换层;结构设计;注意事项; 一、概念与特点分析研究 转换层是建筑施工领域常见的一种建筑结构,由于建筑物不同层面之间的使用功能和结构存在差异,因此需要通过设置转换层的方式作为过渡,对楼层的上下部的结构与设施进行转换。当前,我国的建筑设计、特别是高层建筑的设计,常常会采用商业功能与住宅功能结合的设计模式,在建筑物下部构建举架较高的大跨度商用建筑空间,而上层则采用更加紧密的设计,体现建筑的居住功能。为了对不同的实用功能和建筑结构进行划分,便需要在建筑内部设置转换层,以调整不同结构之间的受力情况,确保建筑物的使用安全。转换层主要功能包括:对建筑物内部的剪力墙结构或框架—剪力墙体系进行转换,实现剪力墙与框架之间的变换;改变建筑物上下受力柱的分布情况和分布密度;同时转变建筑层的结构形式和结构轴网,形成上下结构的不对齐布置三种。根据建筑物自身的特点和使用功能的需要,合理的选择转换层的设计模式,充分发挥出转换层在建筑领域所发挥的作用,能够进一步提高建筑物的稳定性,延长建筑物的使用寿命,对我国建筑行业的发展有着积极的促进作用。由于转换层的结构需要同时承受上部构造在重力的作用下产生的垂直荷载,以及悬挂下部结构产生的多层荷载,导致转换层结构内部长期存在有较大的内应力。此外,转换层的存在会对建筑物整体的受力状况造成较大的影响,在一程度上降低了建筑物的整体性,这就要求转换层的结构设计不能单纯遵循传统的建筑设计原则,而是要根据建筑物自身的特点进行灵活的设计,以满足转换层对刚度和强度的需求,确保建筑物的使用安全。 二、原则及分类分析研究 1、转换层的设计原则。首先,由于转换层的设置会造成建筑物纵向刚度的突变,使其成为建筑物的薄弱环节,因此,在进行转换层的结构设计时,应当尽可能减少需要结构转换的纵向构件,并相应的增加直接落地的纵向构件数量,从而降低建筑刚性突变的程度,提高结构的抗震能力。其次,当转换层高度较低时,对建筑物重心与受力状况的影响相对较小,建筑物也因此更加稳固。所以,在进行转换层结构设计时,应当尽量降低转换层所处的位置,保证建筑物结构的稳固。最后,转换层的结构设计应当采取强化下部结构,弱化上部结构的设计思路,并选择具有明确传力路径的设计模式,在保证工程质量的前提下,降低转成的施工难度,控制转换成的施工成本,更好的实现建筑物的经济效益社会效益。 2、转换层的结构设计的分类。一是梁式转换结构。梁式转换结构采用剪力墙、框支梁与框支柱相结合的结构布置方式来提高转换层的强度与刚度,具有结

建筑结构的转换层施工浅析

建筑结构的转换层施工浅析 摘要转换层在不同建筑结构转换连接中起着重要作用,在建筑工程中,同一平面的上下层建筑结构类型以及功能不一定相同,这会对建筑整体性造成影响,转换层结构则可以解决这一问题,使楼层结构成功过渡转换。转换层种类不止一种,每种针对的建筑结构也不同,相关人员在转换层施工中,还要做好区分,合理使用转换层,并对转换层施工重难点进行确认,高效落实转换层施工技术。 关键词建筑结构;转换层;施工技术 转换层不仅可以连接不同的结构,还可以使建筑内部空间变大,所以其在高层建筑中应用比较广泛。相关人员在进行转换层施工时,除了要关注重难点之外,还要对转换层的结构形式了如指掌,对转换层的设计内容进行具体了解,此外还要遵循相关原则和要求,使转换层施工质量得到保证。本文主要针对建筑结构的转换层施工进行浅析。 1 建筑结构转换层施工重难点 将转换层落实在梁结构中时,相关人员需要考虑两者关系,在分析转换层时,需要考虑其自重以及相关荷载带来的压力,这些负荷会对梁结构产生压迫,梁结构需要施加支撑系统,否则很难保持稳定可靠[1]。比如对于模板支架,要使其保持在5.9米左右,而对于梁支撑杆,则需要对其跨度进行控制,使其保持在0.45米左右,立杆步距以及位置、数量也要得到保证。梁顶托中会涉及钢管,相关人员还要对其尺寸和型号进行确定。其二控制模板施工中的位移偏差问题。首先确定监测线,监测线主要架设在钢管两端,这些监测线主要对目标对象水平方向和垂直方向的位置变化进行监测标记,如果出现严重位移偏差现象,相关人员还要及时弥补修复。 2 建筑结构转换层施工 2.1 模板及支撑工程施工 模板及支承结构施工是转换层施工的首要步骤,其施工需要注意的事项有三方面,其一合理调整梁模板尺寸。对梁结构安装模板时,需要检查该模板是否与安装对象相适应,主要检查其截面尺寸以及强度等[2]。在剪刀撑作业中,相关人员需要借助钢管来完成,钢管型号以及尺寸都要满足要求。侧模水平杠,也需要由该种钢管来完成。侧模安装时,相关人员需要用钢螺栓来紧固梁与模板。对于大截面梁,相关人员需要控制梁各个方向模板尺寸,还要落实各种模板安装技术。其二做好底模工作。底模在梁结构中要处于起拱状态,相关人员在落实起拱施工技术措施后,还要对施工措施落实效果进行检验,主要检查拱形角度等是否满足模板稳定性要求。底模起拱处理对跨度较大的梁模板很有效,可以使此类模板在受力复杂状态下,依旧保持稳定可靠。其三控制回顶支撑水平。回顶支撑作为重要的支撑结构,对转换层下层楼板安全稳定有直接加固效果,相关人员在利

试论高层建筑工程的转换层结构设计

试论高层建筑工程的转换层结构设计 先进科技在建筑领域的应用为现代建筑行业的发展带来了强大的动力,在现代建筑技术的支持下,高层建筑工程的大量建设与实施得以实现,现代高层建筑不仅在高度上较以往有了很大的增加,同时在建筑外观及结构的复杂性上也与以往有了很大的不同,要充分保障高层建筑工程的结构受力的稳定性,保障高层建筑在建设与使用过程中的安全性,加强对转换层设计的研究是十分必要的,本文就将对此展开探讨。 标签:高层建筑工程;转换层;结构设计 现代城市人口增加以及城市功能的日益丰富和完善,对于城市建筑工程的建设也有着更高的需求,一方面,要求城市建筑工程要在有限的开发土地面积上,创造更多的居住、办公、休闲等功能空间,这可以通过高层建筑工程的建设予以满足,同时还要保障建筑工程的质量与可靠性,这就要求针对高层建筑的结构受力特性进行深入研究,并通过对转换层机构的优化设计予以保证。 一、高层建筑工程转换层结构的主要类型 1.梁式转换层 梁式转换层是现代高层建筑中应用非常广泛的一种转换层结构形式,尤其适用于底部大空间的框支剪力墙结构体系的高层建筑结构转换中,此类转换层结构形式的作用原理主要是通过将转换层上部的剪力墙落在框支梁上,而框支梁则是通过稳定的框支柱进行支撑,从而保证整体建筑结构的稳定性,形成较为稳固的转换结构体系,其在实际应用中的主要优势在于设计简单,便于施工操作,结构传力十分明确,且施工成本较低,具有着良好的经济性优势,因而受到许多建筑企业的青睐。 2.箱式转换层 箱式转换层结构形式相对适用范围要小于梁式转换层,其主要应用于转换梁截面超出一定范围,不能够通过一层楼板的设置来满足其需要的刚度要求情况下的转换层构建。为充分保证建筑结构的稳定性,箱式转换层结构形式通常是在转换梁的顶与底分别设置一层楼板,两层楼板和四周围护的墙壁结构之间形成一个箱式的空间,从而使转换层结构的形式整体呈现为箱式结构。这种结构形式在应用中能够有效的保障对转换梁的较强约束力,同时转换梁的刚度也相对较大,从上到下整体结构在传力效果方面相对更为均匀,同时箱式结构中间所形成的空间也可以满足建筑设备层设置的功能需求,具有着良好的应用效果。但相对的,此类转换层结构形式在建设过程中需要在转换梁中进行较多的开洞处理,相对施工操作的复杂性更高,其施工成本也相对较高,经济效益一般。 3.厚板式转换层

带转换层的高层建筑结构抗震设计

带转换层的高层建筑结构抗震设计 发表时间:2017-03-24T15:31:16.200Z 来源:《基层建设》2016年35期作者:李淑娟[导读] 摘要:高层建筑采用了转换层以满足不同建筑功能的需求,但带转换层的高层建筑结构抗震设计也逐渐引起了工程界的广泛关注。 香港华艺设计顾问(深圳)有限公司广东深圳 518000 摘要:高层建筑采用了转换层以满足不同建筑功能的需求,但带转换层的高层建筑结构抗震设计也逐渐引起了工程界的广泛关注。本文结合工程实例,介绍该工程结构布置的特点和结构抗震性能目标,对转换结构抗震性能设计进行详细的阐述,以期能为今后带转换层的高层建筑抗震结构设计提供一定的参考价值。 关键词:转换层;结构;抗震性能;设计 引言 随着经济的不断发展,为了满足建筑使用功能的要求,建筑底部需要设置大空间,上部楼层的部分剪力墙不能直接连续贯通落地,从而需要设置转换层,这种结构形式称为带转换层高层建筑结构。高层建筑转换层的设计造成建筑物的刚度发生突变,在水平地震荷载作用下,转换层上下易形成薄弱环节。建筑转换层结构的抗震设计一直是建筑结构设计的重点,要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害,把握好抗震设计是关键。因此,高层建筑转换层的抗震设计必须科学合理。下文就对带转换层高层建筑抗震设计进行研究。 1 工程概况 该旧改项目由高层住宅、商业裙房、幼儿园和地下室四部分组成,总建筑面积约186271m2。1栋B座采用部分框支剪力墙结构,地上41层,转换层位于第3层,结构主屋面高度为128.20m,建筑高宽比为5.8;商业裙房共2层,屋面高度为9.500m;地下室3层,底板面标高为-14.800m。1层层高为6.2m,2层层高为4.8m,3层架空层(转换层)层高为6.6m,转换层上一层层高为3.25m,标准层层高均为2.95m。建筑剖面图见图1。 该工程设计基准期及结构设计使用年限为50年,结构安全等级为二级;工程设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类,特征周期Tg及最大地震影响系数αmax分别为0.35s和0.087s(安评报告取值);框支框架和底部加强部位剪力墙抗震等级为特一级,框架及一般部位剪力墙抗震等级为一级;地面粗糙度为C类,风荷载作用下结构水平位移计算时基本风压为0.75kN/m2,承载能力计算时取基本风压的1.1倍;采用人工挖孔或机械钻孔灌注桩基础,选择中~微风化粗粒花岗岩作为桩端持力层。 2 结构布置 本工程结构布置采取如下措施:1)在建筑端部布置落地剪力墙,在增加整体结构侧向刚度的同时,增大了结构的抗扭承载能力;2)沿核心筒周边布置框支柱,减小了转换梁的跨度从而减小梁高,同时避免了二次以上的转换,可有效地降低转换层的造价;3)由于采取了第2)条措施,核心筒墙厚承受竖向荷载明显较小,墙厚得以减薄,有效地减小了对建筑走廊净宽的影响;4)标准层剪力墙对齐布置,形成连肢墙受力提供更大的侧向刚度,从而减小了墙厚对套内有效使用面积、设备管线竖向布管及凸出墙体影响美观的影响。转转层、标准层结构平面布置图见图2,3,主要结构构件截面尺寸和混凝土强度等级见表1。

型钢混凝土桁架转换层的应用分析

型钢混凝土桁架转换层的应用分析 发表时间:2018-07-02T11:30:53.457Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第5期作者:林南蓝 [导读] 同时能够为建筑争取面积和空间,桁架中间的空间可以摆放设备或者管线,形成较好的空间效果和经济效益。广东省建筑设计研究院广东深圳 518000 摘要:随着建筑市场的蓬勃发展,建筑方案品质的追求提升,同一栋楼兼备多样功能,例如五星级酒店,下部是大堂餐饮等大空间,上部是客房。为了兼顾上下功能,结构需要做转换层,设备专业也需要做转换层,此时常规的梁式转换截面相对较大,再加上设备管线,会影响建筑面积和空间感受,若能结构转换和设备转换层结合起来设计,利用设备转换层作为结构转换层(采用空腹桁架转换),即能满足结构受力需求,又能满足建筑和设备专业的需求。 关键词:桁架转换;整体有限元;性能目标 1、项目概况 项目位于深圳前海,功能为五星级酒店,转换层位于7M层,转换层下部是商业裙房,上部有18层客房,抗震设防烈度为7(0.10g),设计地震分组一组,场地类别Ⅱ类,由于项目特点和建筑功能需求,转换层梁高受限制,利用设备转换层形成空腹桁架转换。 2、整体有限元分析 空腹桁架转换构件节点受力较为复杂,采取ABAQUS 进行整体有限元分析,能够真实的模拟大震下桁架的应力损伤情况,分析其抗震性能。 2.1几何模型的确定 整体模型 2.2计算模型的确定 各组件约束关系 墙柱及桁架内的钢骨、纵筋、箍筋,均以嵌入方式约束于混凝土中; 边界条件、荷载、加载方式 利用ABAQUS建立实体模型,混凝土部分采用实体单元,型钢采用壳单元,钢筋采用truss单元,节点分析模型的边界综合采用位移边界与力边界。 a.位移边界:框支柱底部施加三向位移约束; b.力边界:提取YJK大震等效弹性分析结果,在转换桁架上侧剪力墙或柱构件施加对应内力,并在模型切分边界处的水平构件上施加对应内力。参照《省高规》(DBJ15-92-2013)3.11.3第4性能水准进行组合。 c.加载点:加载均以截面耦合参考点进行加载,各加载点名称、加载点(RP1,RP2,…)如下表所示。加载参考点、边界条件

高层建筑结构转换层

高层建筑结构转换层 层建筑的发展趋势,既集吃、住、办公、娱乐、购物、停车为一体的综合建筑。由于空间功能的复杂化,使得建筑结构也随之变化。为了适应上部小空间下部大空间的功能需要,需在两种结构的交接部位设置过渡结构,也就是转换层。因高层建筑结构的多样性,转换层也呈现多种形式。 关键词:高层结构转换层多样 在我国高层建筑发展的早期阶段,所设计建造的高层建筑大都为单一用途,例如高层住宅、高层旅馆、高层办公楼等。近年来高层建筑发展迅速,建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展,因而相应的结构形式也复杂多样。后来陆续开始在高层住宅底层设置生活福利设施,并且开始大量兴建集吃、住、办公、购物、停车等为一体的多功能综合性高层建筑,尤其是在城市主干道两侧,并已成为现代高层建筑的一大趋势。 高层建筑功能综合化的优点: (1)将各种使用功能的建筑单元集中布置并上下组合在一起,使用上更方便省时,为人们提供良好的生活环境和工作条件,适应现代社会高效率、快节奏生活的需要; (2)集中紧凑的建筑布置,达到建筑面积最高利用率,相应集中紧凑的管道线路,有利于节约建设投资及减少能源消耗,也有利于物业管理,

节约管理经费; (3)可减少建筑占地面积,节约土地费用,增加城市的绿化面积。一、多功能综合性高层建筑结构体系的特点 从建筑使用功能而言,在设计中,通常将大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施设于多功能综合性高层建筑的下层部分,而将较小柱网、较小开间的住宅、公寓、旅馆、办公功能的建筑设于中、上层部分。这种建筑使用功能的特点相应决定了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置,相应地,要求不同的结构形式,如何将他们之间通过合理地转换过渡,沿竖向组合在一起,就成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。这对高层建筑结构设计提出了新的问题,需要设置一种称为转换层的结构形式,来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换,简单地说,就是上下两层的结构不一样,必需设置一个转换层来承上启下。结构上的转换层概念,主要是指在整个建筑结构体系中,合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。它在主要满足结构安全功能要求的同时,多数情况下解决一些特殊技术性建筑功能要求。比如在结构转换层空间内布置管道、设备等等。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架剪力墙等结构体系中。 二、转换层的类型及其工程实例 按照不同的结构转换功能,转换层可分为三种类型: 1、高层建筑上层与下层的结构形式不同,通过转换层完成其从上层至下层不同结构形式的变化。

钢架转换层

(一)、转换层反支撑施工工艺 本工程公区部分层高较高,天棚有钢架转换层,就造成吊杆长度普遍大于1.5 米,由于其长细比过大,很容易导致吊顶龙骨系统失衡、造成吊顶表面凸凹不平、甚至安全隐患等问题。本工法介绍了通过钢骨架网格与原结构连接,在指定高度位置形成可以供吊顶系统安装龙骨的次结构层,从而形成安装转换支撑系统。 1、工法特点 解决了大空间吊杆长度大于 1.5 米时其"长细比"过大,而导致受到水平向力或轴向压力时容易失衡的问题。吊顶内的灯具、管线等静态轻量设备(如:吊顶内管线等可以固定,但空调风管不可以)可以直接固定到此转换支撑系统结构上,无需单独设吊装支架,节约材料。常规吊顶反支撑的做法容易被吊顶内较大的设备管路等阻挡,支撑只能倾斜一定角度安装,但容易导致龙骨受力不均匀,在吊顶完成后影响平整度,本吊顶转换支撑在同一空间内是一个整体系统,有效与吊顶内设备结合避免冲突,形成的网格受力均匀,给轻钢龙骨吊顶的安装提供了一个良好的基层结构。 2、工艺原理 根据吊顶龙骨的安装规律,本工程钢架设计图纸经设计师批准后进行施工,在适当标高形成可以供龙骨生根的钢骨架网,将吊顶龙骨的生根点由原结构转换至设计标高处。转换支撑钢结构网格的设计尺寸可以根据实际吊顶龙骨的排布确定,一般横向角钢用于安装吊筋,间距在 900~1200mm,纵向角钢支撑只起到系统稳定作用间距在1500~3000mm 之间,竖向角钢间距 1000~1500mm,竖向角钢通过角钢角码、膨胀螺栓与结构顶连接。 3、工艺流程及操作要点

(1)工艺流程 转换支撑设计→钢骨架加工→测量放线→与结构连接→钢骨架网格焊接→防锈处理→吊顶施工 (2)施工方案 1)测量放线 首先严格审核原始依据包括各类设计图纸,现场测量起始点位,数据等的正确性,坚持测量作业与图纸数据步步有校核。一切定位放线工作要经自检,实测时要当场做好原始记录,测后要及时做好记号,并要保护好。现场测量放线实施的首要工作是熟悉施工现场并对原建筑的施工现场进行测量,并弹出基准线,并逐步核实图纸尺寸数据,发现误差及时调整修正施工图纸。 放线结束后应及时组织建设单位和监理方技术人员进行复查,达到要求后方可作为指导施工的依据,并绘制吊顶排版图。 根据吊顶排版图和龙骨的安装工艺,布置龙骨安装方向和排版,以此为依据,结合原结构顶可利用固定点的位置,进一步对钢骨架转换支撑进行排版设计并编制方案。 2)钢骨架焊接安装 根据现场编制焊接方案下料,并按照尺寸分类堆放。 骨架焊接安装流程及施工要点:角码固定(网架结构底座固定)→竖向角钢焊接→平面钢骨架网格焊接→焊点防锈。用角钢做角码,膨胀螺栓固定于原混凝土结构顶面。如果原结构层为钢架结构,可以结合钢架可利用的固定点位置调整转换支撑的固定点,采用钢板焊接等方式固定。 竖向角钢焊接:按图纸设计要求,用镀锌角钢焊接在安装好的角码或底座上,焊接点采用满焊。竖向角钢焊接完成后,应在横向

高层建筑结构转换层的施工工艺

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现代房屋建筑工程结构转换层施工技术探究

现代房屋建筑工程结构转换层施工技术探究 发表时间:2019-07-22T14:52:09.720Z 来源:《基层建设》2019年第12期作者:祝小雄 [导读] 摘要:随着国民经济的发展以及人民生活水平的提高,各种建筑工程拔地而起,间接的促进了城市化进程的健康发展。 广东金辉华集团有限公司 529000 摘要:随着国民经济的发展以及人民生活水平的提高,各种建筑工程拔地而起,间接的促进了城市化进程的健康发展。虽然建筑工程在城市化进程中具有非常重要的作用,但对于房屋建筑工程来说,结构转换层是过程中最为重要的一个环节,施工难度也相对较大。基于这一现象,本文将结合工程实例,对现代房屋建筑工程结构转换层施工技术的应用进行简要研究。 关键词:房屋建筑工程;结构转换层;施工技术;措施 在城市化发展日益加快的今天,大多数城市在建筑的工程中会选用高层建筑的形式,利用更多的空中支援,以应对土地资源的匮乏。而转换层技术往往会被应用于高层以及多功能性的房屋建筑工程之中。作为建筑物两个不同部分的重要连接部位,转换层所体现出来的优点是成本低,传力更加直接以及受力明确的特点。本人将通过转换层技术在房屋建筑工程施工中的技术要点,以及出现问题的解决方案进行简单的论述,以便能在本行业中发挥解决实际问题的作用。 1 结构转换层概述 现代房屋建筑几乎都是综合性的建筑,就拿高层建筑来说,下面是商业房,上面则是居民房。这种类型的建筑必须借助一定的结构承受重力,也就是本文中所研究的结构转换层。转换层具有各种各样的形式,包括:梁式、板式等。据调查资料显示,我国众多的房屋建筑中,85%都采用的梁式转换层。一般而言,转换层结构所采用的混凝土有:钢筋、预应力等,其中较为常用的是钢筋混凝土。这种类型的转换层应用比较广泛,可以说是未来建筑的发展方向。 2 工程概况及转换层特点 2.1 工程概况 某大厦为高层建筑,总面积为50900平方米,设计为钢筋混凝土框架—剪力墙结构。该建筑物高度为98米,地下2层,地上30层,抗震等级为二级。地下为停车场,1—5层是商场,6—30层是居民住宅。其中,商场主要是框架结构,居民住宅是剪力墙结构。 2.2 转换层特点 该建筑1—5层为框架结构,转换层设置在6层,为梁板式结构,是整个建筑物的关键部位。该工程的主要特点表现为以下几点:(1)截面尺寸大、数量多。转换层混凝土施工量比较大,属于大型施工。结构布置复杂,转换层的梁也纵横交错,并且各个梁之间布置完全不同,所承受的力相对复杂。(2)混凝土强度高。该建筑所设计的框架梁、柱等级为 C45。并且,由于构件内外温差较大,必须采取有效措施进行预防,以免由于内外温差过大而产生大量裂缝,针对此类现象,可以适当的采用抗裂措施进行预防。同时,混凝土浇筑量也相对较大,还需要在浇筑过程中采取措施浇筑,以便保证浇筑整体性能的发挥。 3 施工方案 3.1 钢筋施工 由于该工程结构钢筋多、密度大,因此,也就间接的导致在某一部位,对钢筋绑扎存在较大的难度,比如:如果在钢筋绑扎过程中采用较为普通的搭接法,就会造成节点过渡密集,无法进行正常的浇筑和振捣。针对此类现象,绑扎过程中可以适当的采用镦粗等强直螺纹接头,这一方法可以有效避免上述所出现的节点密集问题。并且,这种连接头的质量高、速度快,不但能够减少现场施工的工作量,还能够在确保工程进度的同时,使工程质量达到相应施工标准。 3.2 混凝土施工 为了能够有效防止温差导致的裂缝,可以在混凝土配合比中采用普通水泥和煤灰来减少用量。同时,为了能够防止浇筑过程中产生裂缝,可以使用缓凝减水剂,这样有利于延长其覆盖时间。另外,浇筑过程中还应该投入较多的人力、物力,只有这样才能确保混凝土的连续性浇筑。当然,还应该在浇筑过程中针对设备可能出现的问题制定应急措施,以免浇筑不连续,而产生裂缝。从另一方面来说,还应该根据该工程建筑的实际情况,对模板支撑系统进行设计,可以适当的采用分层支撑,并留置相应的施工缝,这样可以减少施工中所产生的荷载,进而降低支撑费用。 4 施工措施 4.1 钢筋工程 (1)在对钢筋进行绑扎安装的过程中,必须按照正确顺利进行,只有这样才能确保绑扎钢筋的安全性。并且,计算下料长度的同时,还应该充分考虑钢筋之间所存在的关系,在相关规定中按照先后顺利进行适当的调整,以便确保钢筋能够到达指定位置。 (2)由于钢筋比较重,因此,可以借助钢管制作支架,来辅助绑扎。绑扎完毕后,还应该在安装模板时将其拆除。 (3)一般情况下,钢筋分布比较密集的地方,转动起来比较困难,不利于施工。因此,可以采用直螺纹套筒进行连接,也就是将钢筋的两端和套筒连接在一起,根本就不必转动钢筋,只需要拧动套筒即可。 4.2 混凝土工程 (1)房屋建筑工程结构中的转换层大部分断面在1.2m×1.2m以上,该断面的强度比较高,并且温度也相对较高。据相关资料显示,混凝土中心的温度可以达到70OC以上。由于该工程在对混凝土进行浇筑时是11月份,气温低,就会间接的导致内外温差相对较大。一般来说,内外温差在30OC以上就会产生裂缝,因此,必须有针对性的采取抗裂措施。 (2)混凝土养护。由于混凝土施工过程中经常性的会由于各种原因出现裂缝,因此,必须对其进行养护,主要措施为:蓄水养护。混凝土初次凝固后,就应该在其表面洒水,2小时后再进行养护。这样可以确保该混凝土的湿润性和饱和性;蓄热保温。混凝土升温阶段进行湿度上的保护,降温阶段进行温度上的保护;内降外保。所谓的内降外保也就是降低混凝土内部所产生的温度,以便减少内外温差过大,而导致的裂缝现象。首先,在体积相对较大的混凝土下面埋设管道,然后再通水冷却,使其降温。 4.3 配比量控制 (1)为了能够有效提高混凝土强度,可以适当的采用性质良好的骨料,以便控制砂的含泥量。(2)混凝土配合过程中适当的掺入减水剂,可以减缓混凝土的凝固,使时间延长5h以上,这样能够有效避免浇筑过程中所产生的裂缝现象。

高层建筑中的转换层

高层建筑中的转换层 随着城市建设发展的需要,很多高层建筑向多功能、多用途方向发展,一批集商业、娱乐、办公和公寓为一体的高层建筑拔地而起。由于建筑物的各部分使用功能和要求的不同,对建筑物结构形式、柱网布置等也就提出丁不同的要求。如商业用房、娱乐用房等大多布置在建筑物的下部,往往需要大跨度、大柱网以相适应。而办公、公寓等用房常常布置在建筑物的上部,他们的跨度、柱网又不宜过大。为了实现和适应这种结构形式的变化过渡,很多高层建筑中都设置了转换层。 1 转换层上下结构的转换类型转换层实现上下结构的转化大致有以下三种类型。 1.1 上下层结构类型的改变,如转换层以下为框架、框架-剪力墙或框架-筒体等结构形式,转换层以上为剪力墙、剪力墙-筒体等结构形式。 1. 2 上下层柱网、轴线的改变,转换层的上下层结构形式不变,仅柱网、轴线有所变化,常用于筒体结构建筑中。 1. 3 上下层不仅结构类型有所改变,而且柱网、轴线也有所改变,常用于上下层功能变化较大或较复杂的建筑物。 2 转换层的结构形式由于转换层上下结构转换有多种类型,所以转换层本身的结构形式也有不同,常用的有以下几种。 2.1 梁式结构的转化层。梁式结构的转化层一般在转换层的楼面设置纵横交错的钢筋砼承重大梁。为适应上部荷载的需要,梁的截面尺寸比较大,常用的尺寸有1000mm×2000mm,1200mm×250 0mm,1500mm×3000mm等。 2.2 桁架式结构的转换层。桁架式结构的转换层是有梁式结构的转化层

变化而来的,整个转换层由多榀钢筋混凝土桁架组成承重结构,桁架的上下弦杆分别设在转换层的上下楼面的结构层内,层间设有腹杆。由于桁架高度较高,所以上下弦的截面尺寸相对较小。 2.3 箱式结构的转换层。箱式结构的转换层实际上也是有梁式结构的转化层变化而来的。有纵横交错的双向主次梁连同上下层楼面的楼板结构以及四周墙壁构成全封闭的箱式结构转换层,整个转换层就像一只大箱子,当然四周也可以适当开洞。 2.4 板式结构(厚板)的转换层。板式结构的转换层通常适用于上下层既有结构类型的改变,又有柱网、轴线的变化整个转换层是一块厚达2.0~3.0m的实心钢筋混凝土承重板。有的板式转换层中在一定的部位也设置暗梁,以满足上部结构的变化要求。 3 转换层的施工特点 3.1 模板支撑系统。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。以梁式结构转换层为例,梁本身的线荷载通常在60~100KN/m,加上施工荷载就更大,对于板式结构,每平方米的荷载(楼板荷载施工荷载)也在100~150KN,因此,往往需要搭设满堂红支撑系统,其立柱一直搭至地下室,使荷载直接传值房屋基础。当作为多层支撑荷载传递时,上下立柱的位置应对齐,防止上下楼面因受力不匀而造成的局部损伤。在梁式结构转化层施工中,由于梁的侧向高度较大,厚度较薄,所以尚应验算模版系统侧向稳定性和侧向强度,防止整体跑位和胀模。3.2 钢筋绑扎。转换层中的钢筋,其特点一是数量多,而是直径大。对

带结构转换层的高层建筑结构设计_熊进刚

收稿日期:2002-04-15 基金项目:南昌大学基础理论基金项目 作者简介:熊进刚,男,1970年生,博士. 文章编号:1006-0456(2002)04-0015-04 带结构转换层的高层建筑结构设计 熊进刚,李艳 (南昌大学土木工程学院,江西南昌330029) 摘要:本文简要介绍了高层建筑中结构转换层的功能、主要型式、特点及工程应用,并结合厦门市某带梁式转 换层的高层建筑,介绍了其结构转换层的方案选择、结构布置、结构整体分析与计算、转换梁的设计及有关构造要 求,供设计和研究人员参考. 关键词:结构转换层;转换梁;高层建筑 中图法分类号:TU 973+.12 文献标识码:A 1 概述 近二、三十年来,国内外高层建筑发展迅速,上部是住宅、旅馆,中部为办公用房,下部用作商场、餐馆等,多功能及综合性用途的高层建筑已经愈来愈多.楼层建筑功能的改变,往往需要改变竖向结构型式或改变柱网、轴线,甚至两者都改变.这样,在竖向结构体系发生变化的楼层就要设置转换层(transfer floor ),转换层也称为过渡层. 2 结构转换层的功能和主要型式 2.1 结构转换层的功能 从结构功能的角度看,转换层所实现的结构转换可以归纳为以下三类. 1)结构型式的转换.这种功能被广泛应用于框—剪结构和剪力墙结构,结构转换层将上部剪力墙转换为下部框架,如图1所示,给下部楼层创造一个较大的内部空间. 2)柱网、轴线的转换.转换层的上、下部结构型式没有改变,但通过结构转换层,使下层形成大柱网,如图2所示,以满足外框筒的下层形成较大入口和较大空间的需要. 图1 结构型式的转换 图2 柱网、轴线的转换 图3 梁式转换层 3)结构型式和轴线布置同时转换.上部楼层剪力墙通过结构转换层改变为框架,同时,下部楼层柱网轴线与上部楼层的轴线错开,形成上、下部结构不对齐的布置. 2.2 结构转换层的主要型式 第24卷第4期 2002年12月南昌大学学报(工科版)Journal of Nanchang University (Engineering &Technology )Vol .24No .4Dec .2002

浅谈带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计

浅谈带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计 发表时间:2018-11-22T16:53:48.993Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第22期作者:梁国寿 [导读] 转换层对于整个的高层建筑来说正是处在一个比较关键的受力部位。 摘要:随着我国经济的发展以及社会的进步,我国人民的生活水平正在不断的提高,人口的数量也在逐渐的增多,这也就使得现在我国的高层建筑的数量正在逐渐的增多。在高层建筑当中,转换层作为整个结构当中的关键性部位,结构设计成为了现在整个工程质量当中的关键所在,预应力混凝土桁架杆件空隙大,并且同时还具有突出的美观,还有着分割灵活地特点,所以说应该在实际得工程当中进行推广使用,笔者在文章中对带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计进行了简要的分析以及探讨。 关键词:预应力;转换层;高层建筑;设计 引言 转换层对于整个的高层建筑来说正是处在一个比较关键的受力部位,由于高层建筑当中转换层的存在打破了沿着建筑物高度的方向原有的那种均匀性的高度,这也就导致了高层建筑当中力的传递途径被大大的改变了。所以说在进行高层建筑转换层的设计的时候不能够采用均匀的结构来进行设计,随着预应力混凝土在建筑工程当中的广泛应用,从预应力混凝土在建筑工程的应用当中我们能够看出,预应力混凝土结构具有着十分高的承载力以及抗裂性,并且预应力混凝土的自重是比较轻的,相对于建筑工程当中的传统做法来说能够更好的节省钢筋以及混凝土,在对建筑物的质量进行保证的前提之下能够帮助工程创造出更好的经济以及社会效益。 一、布置原则概述 通过很多的工程实践当中我们能够看出,在进行预应力转换桁架的设计的时候通常来说都是需要结合高层建筑的功能要求以及结构传力的实际,一处或者是多处的不止在高层建筑物的高度的方向上,具体的要求上必须要满足规范中要求的桁架转换层上、下层剪切刚度比,保证高层建筑竖向刚度的连续性。同时还需要进行考虑的就是要尽量的去避免抗震建筑设计上的高位转换。如果说在在高层建筑的建筑功能上必须要求继续拧高位转换的话,那么桁架转换层结构就是首选的结构了,这个结构能够有效的减少震害。从实践经验当中我们能够看出,在高层建筑转换桁架的要求必须为竖向承重构件,并且还需要满足的就是必须是抗侧力构件。在平面上进行相应的布置的时候应该遵守的原则就是均匀、分散、对称、周边,需要保证的就是切实的避免因为扭转对建筑物造成伤害。 二、结构设计与构造要求 (一)设计的原则分析 在预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计中的设计原则主要可以总结到一下几点:第一,强化转换层及其下部,弱化转换层上部;第二,强斜腹杆、强节点;第三,强柱弱梁、强边柱、弱中柱。 上面说的几点设计原则都是经过了多次的实验以及实践进行证明了的结果,如果在高层建筑结构设计当中按照上面的设计原则进行设计的话,带桁架转换层结构在高层建筑当中的应用是具有着非常好的延性的,能够有效的进行工程抗震。应用第三条原则“强柱弱梁、强边柱、弱中柱”的原则进行转换层结构的实际,能够很好的确保塑性铰在梁端的出现,转换层以上柱底应该避免边柱出现塑性铰,这样进行设计的话能够很好的保证柱比梁的安全储备更大。为了能够更好的实现“强柱弱梁”的设计目标,在对转换梁的上部结构梁进行截面的设计的时候必须要使其先打到屈服,但是在实际进行施工的时候还需要对整体结构空腹桁架的工作特性进行注意,从受拉钢筋的要求进行设计。从连接处对整个设计进行优化,确保整个的结构能够有更好的延性。 (二)斜腹杆桁架设计 经过大量的实践表明,在进行预应力桁架转换层的设计的时候必须要保证的就是强受斜腹杆和强节点。在斜腹杆桁架的上下弦节点的截面必须要满足规范中抗剪的相关的要求,科学设计需要做到的就是保证整体的桁架结构延性好并且在使用的过程当中不容易发生脆性破坏。 (三)斜腹杆桁架构造要求 在受压弦非预应力纵向钢筋在设计的时候最好都是沿着周边进行对称均匀布置的,这些钢筋当中的含钢率必须要保证满足相关的要求,并且适宜全部贯通桁架。受压弦杆箍筋需要进行全杆段的加密,并且他的体积还需要严格控制按照相关规范当中的具体要求进行相关的设计。前面说受拉弦杆非预应力纵向钢筋最好的处理就是要沿着周边进行对称均匀的不止,并且在进行设计的时候需要按照正常状态之下裂缝的宽度是零点二毫米进行严格的施工控制。对于受拉弦杆箍筋的最小面积配箍率来说需要做到的就是必须符合相关规范当中的具体的要求。在桁架的受拉以及受压弦杆的非预应力受力钢筋的结构的位置需要根据实际的情况结合相关的技术规范要求进行接头的焊接。在进行实际的操作实施过程当中可以优先的采用闪光接触对焊的方式进行焊接,除此之外,桁架弦杆的非预应力钢筋最好还需要与支撑锚具的钢垫板进行连接。在对桁架节点进行设计的时候需要采用的就是封闭式箍筋,并且需要对箍筋进行加密同时还需要垂直于弦杆的轴线位置,在进行设计的时候一般都是通过增加拉筋的方法来保证节点能够对混凝土产生有效的约束性能。如果说在高层建筑的转换层的设计当中涉及到了桁架节点尺寸比较大的情况,在进行具体的设计的时候可以参照剪力墙的配筋方式设计水平以及垂直的箍筋,并且还需要做到的就是在箍筋的交点的地方还需要进行隔点布置拉筋。 三、施工建议 从大量的施工经验当中能够看出,预应力桁架在通常的情况下,施工张拉阶段以及使用阶段的受力状态总是会存在着一定的差异的,为了能够有效的减少施工张拉阶段以及试用阶段预应力桁架受力状况的差异,有效的解决因为超静定结构的受力的状态发生变化从而造成的构件之间的变形甚至是开裂的问题,在具体的预应力桁架转换层结构的实施过程当中最好要采取一种名叫“择期张拉”的施工工艺。经过大量的实践验证表明,择期张拉施工技术主要就是采用的分期以及分批的施加预应力,或者是选取经过计算比较适合进行张拉施工的施工楼层来进行张拉工序的实施,但是在进行张拉工序的施工之前必须要做的就是要加强转换桁架下方的支撑工作。 在通常的情况之下,预应力桁架转换层结构在桁架的节点的区域钢筋的分布都是比较稠密的,这种情况再预应力的锚固区表现的更加的突出,所以说在具体的施工过程当中必须要将混凝土进行充分的捣实,只有将混凝土进行充分的捣实才能够有效的避免锚固区混凝土出

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