某高层建筑转换层设计及施工
作者:亿博体育app下载 发布时间:2021-10-14 13:18
本文摘要:概要:通过工程实例分析了高层建筑切换层的特点,从而对梁式切换层的设计及施工展开探究。关键词:高层梁式切换结构设计 1前言 高层建筑由于空间空能的变得复杂,使得建筑结构也随之转变。在当前高层建筑设计中,为符合建筑用于功能必须,底部数层经常设置为大空间,而上部标准层多为小开间,导致上层的部分线脚顶盖结构无法必要落地,需在两种结构的过渡部位设置结构切换。 常用的切换形式有:梁式切换层、板式切换层、箱式切换层、桁架式切换层等多种形式。

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概要:通过工程实例分析了高层建筑切换层的特点,从而对梁式切换层的设计及施工展开探究。关键词:高层梁式切换结构设计  1前言  高层建筑由于空间空能的变得复杂,使得建筑结构也随之转变。在当前高层建筑设计中,为符合建筑用于功能必须,底部数层经常设置为大空间,而上部标准层多为小开间,导致上层的部分线脚顶盖结构无法必要落地,需在两种结构的过渡部位设置结构切换。

  常用的切换形式有:梁式切换层、板式切换层、箱式切换层、桁架式切换层等多种形式。其中梁式切换层具备传力路径明晰快捷,工作可信,结构非常简单,施工便利等优点,是目前国内应用于最广的切换层结构型式。  2工程概况  某商住楼建筑高度为75m。

地下室两层,层高4.5m;一~三层为商业用房,层高5m;中三二十三层为住宅,层高为3m。此工程为住宅合一的高层建筑,由于有所不同的用途必须有所不同的空间人组形式,因此除了主体中间部分(电梯间、楼梯间等公共部分)布置成落地剪力墙核心筒,其他部分皆无法使用一种结构体系。

需在三层覆以使用结构切换的方法过渡性为另一种结构形式。切换层上下楼层的结构布置参见图一、图二。  3梁式切换层特点  具有切换层的建筑结构及切换层大梁一般有如下特点:  ⑴在荷载起到下,切换梁与框支柱联结处形变高度集中,更容易引发震害,在抗震方面要展开专门的结构处置;  ⑵切换层大梁要忍受上部若干层世代相传的极大荷载,或挂下部多层重力,使得大梁的内力相当大。因此,线脚荷载出了掌控大梁设计的主要因素之一;  ⑶为了确保切换层有充足的强度和刚性,导致切换层不可避免地高而大,梁的横截面尺寸大,多少不会影响该层的用于空间,自根本性,花费材料多,耗资便宜;  ⑷倒数施工的劳动强度大,而且施工可玩性大。

  因此,无论从建筑设计,还是从结构和施工的角度来看,对高层建筑中切换层的推崇是十分必要的。  4结构设计  4.1结构选型  结构切换层的类型很多,对于此工程来说,如果使用厚板切换不存在以下问题:切换厚板的混凝土及钢材用量都相当大,减少投资成本,并且施工可玩性大;受力情况简单,计算出来过程繁复。

如果搭配箱形切换,优点是结构整体性好,不管上部结构布置多么简单,仍能确保上、下线脚构件的有效地传力。但是从结构设计角度考虑到,内力分析更为简单,切换层设计的技术储备严重不足,可玩性比较较小,且施工可玩性也大。梁式切换层优点主要展现出为设计和施工非常简单,切换构件受力具体,经济合理性强劲。

内部空间权利通畅,符合管线布置拒绝,在切换梁结构受力较小的部位可以进洞口,更容易符合建筑对功能的拒绝。  4.2设计原则  高层建筑中切换层的设置导致建筑物线脚刚性的变异,地震起到时在切换层上下更容易构成薄弱环节,对结构抗震有利,故切换层结构在设计时应遵循以下原则:  ⑴为避免沿线脚刚性变化过分占优势构成脆弱层,设计中不应考虑到使上、下层刚性比2,尽可能相似1。这样才能确保结构线脚刚性的变化不至于过于大,使上柱有较好的抗侧力性能,增加线脚刚性变化,不利于结构整体受力。上下层刚性比计算出来式如式一所必。

  式一:=(Gi+1Ai+1hi)/(GiAihi+1)  Gi、Gi+1―第i、i+1层混凝土剪变模量;  Ai、Ai+1―第i、i+1层换算抗剪横截面面积(A=AW+0.12AC);  AW―在所计算出来的方向上剪力墙的全部有效地横截面面积;  Ac―全部柱的横截面面积;hi、hi+1―第i、i+1层的层高。  ⑵尽可能减少须要结构切换的线脚构件,必要落地的线脚构件就越多,切换结构就越较少,切换层导致的刚性变异就就越小,对结构抗震更加不利。

  ⑶设计中不应确保切换层有充足的刚性,一般不应使梁高度不大于跨度的1/6,才能确保内力在切换层及其下部构件中分配合理,切换梁、剪力墙柱有较好的受力性能,能较好地起着结构切换起到。  4.3切换层结构布置  由于上部住宅空间区分很多,所以在切换层必须设置为二次切换,即设置切换主梁和次梁;同时设置部分短肢剪力墙以符合建筑功能拒绝,切换层结构布置平面如三右图。

  4.4结构措施  首先对整体结构展开概念设计,使用适当的结构结构措施是确保抗震设防拒绝的最重要手段。本工程使用了以下一些结构措施:  ⑴强化底部框支层的刚性和延性。根据切换层结构设计原则,切换层上下结构侧向刚性比值在抗震设计时不不应小于2。

为了增大上下层刚性比,底部三层核心筒及剪力墙厚度为300mm,3层以上为200mm;混凝土等级C40,3层以上C35~C25。由于核心筒方位较稍,南向刚性较小,因此在底部北边方位必要部位加设了短肢剪力墙,使刚心和质心尽可能重合,也提升了底部刚性,使其符合刚性比限值。

  ⑵强化切换层楼板的刚性及延性,保证水平荷载的可信传送,楼板厚度所取200mm,双层双向配筋,每层每方向的配筋率为0.25%,强化了整体性。  ⑶短肢剪力墙尽可能布置在框支柱上,防止在框支柱间设置剪力墙,墙肢可以宽一些,这样大幅度降低了切换大梁的弯矩,同时也减少梁高和配筋。

搭配形式上尽可能使用L型、T型、+型,防止用于一字型。  ⑷为强化切换层的整体协商能力,在切换层楼面上周边及内部非门洞口的地方做到一些矮墙,墙低伸至窗台底面。

作为一种安全性储备,在计算出来中并未考虑到该段墙。  4.5结构计算出来  对于高层结构的分析,合理自由选择计算出来软件十分最重要,它直接影响结果的精度和可靠度。

本工程搭配以墙元模型模拟剪力墙的SATWE居多并融合ETABS空间有限元软件展开分析。根据经验可行性指定切换梁横截面,用SATWE展开结构整体计算出来,获得切换梁所不受设计剪力后,按照该值不小于0.15fcbh/0.85校核横截面尺寸。对切换梁不仅有强度拒绝,也有刚性拒绝。本工程切换层的层高为5m,切换梁的仅次于跨度为8.9m,大梁横截面尺寸为800mm1900mm,600mm1600mm,400mm1700mm。

梁宽度不大于上部墙体厚度(200mm),梁高度小于梁跨度的1/6,皆满足要求。根据轴压比及结构拒绝确认板支柱主要横截面尺寸:700mm900mm,900mm900mm,850mm850mm。

  对于简单高层建筑,必须考虑到挽回耦联,计算出来中还要考虑到仿真施工读取,计算出来找到梁一次读取在结构的大部分方位配筋皆少于分层读取配筋。使用SATWE整体分析欲出有结构顶点偏移、层间比较偏移、落地剪力墙所承担的地震剪力。由于设置次梁切换,使结构正处于简单的空间受力状态,现有程序无法准确体现其受力,因此在整体分析的基础上,所取其内力展开人工配筋校核。

根据上部结构传送给切换层的荷载,用FEQ对切换层本身及其上下几层展开平面有限元分析,对于切换梁、板支柱在整体计算出来的基础上,使用平面有限元框支剪力墙计算出来软件FEQ展开局部有限元准确分析,并按形变校核配筋。另外对于一些结构构件采行以下结构措施:  ⑴框支梁的支座处及上部墙体进门洞附近剪力皆较小,筒筋不应加密配备;当洞口附近梁端时,也可使用梁端加腋提升其外用剪成承载力,并加密配箍。

  ⑵对于二次切换梁,集中于荷载引发形变更为简单,在适当梁端一处加设特腋,作为抗剪的安全性储备。如5轴线梁在B和F轴两侧各有一个二次切换梁,使用巨型特腋。

  ⑶框支层上剪力墙洞口上部的连梁,设计上要确保强劲剪成很弱转弯,在连梁内充份配筋,配备交叉斜筋,确保梁内塑性缚的经常出现。  5切换层的施工  首先切换层主次梁的断面较小、施工荷载极大,因此对切换层梁板下承托系统的承载力、稳定性、安全性可靠性明确提出了十分严苛的拒绝,使之沦为切换层施工的重点之一。  其次切换层梁板结构科大体积砼结构,如何掌控好梁板砼在水化过程中,内外温差不小于25℃,避免砼经常出现温度形变裂缝和干缩裂缝的产生,也是切换层施工的重点之一。  因此在施工过程中不应留意以下三点:  ⑴不应采取相应的措施以确保钢筋骨架及支撑体系的稳定性;  ⑵及时作好切换量在施工过程中的变形监测以及砼施工温度的监测,及时有效地的理解与施工有利的突发事件,并及时采取相应的缺失和提高措施,防患于未然;  ⑶不应采行增加砼膨胀徐变、温度变化及差值的应付措施,以避免新的倒入砼产生温度裂缝和膨胀裂缝。

  5结语  通过实例分析,可以获得以下几点:  ⑴设计梁式切换层的框支剪力墙结构时,一方面应当掌控涉及理论,运用概念设计的方法,这是设计工作中解决问题原则问题的较好方法,在掌控概念设计的前提下,再行用计算出来去检验概念设计,使设计质量进一步提高。另一方面,合理的结构平面和线脚布置可以从整体上构成较好的抗震体系,确保建筑物的安全性和经济性。

  ⑵在展开结构分析时,要概念具体,思路清晰,利用合适梁式切换层结构分析的空间或平面有限元程序展开计算出来,工作量并会相当大,而且对某些结果再行展开调整也可使其更为理想。  ⑶对于有二次切换梁的切换层,切换次梁的设置不但增大了切换主梁的剪成横跨比,而且因荷载经多次切换传送,造成切换主梁在剪成横跨较为小区段较早于经常出现剪切毁坏,次梁向量部位横截面突发事件产于简单,梁端易经常出现裂缝,且切换主梁在水平荷载起到下易产生较小扭矩,因此不应尽量避免二次切换,有主次梁的切换层结构需深入研究。  ⑷施工不应采取相应措施确保梁式切换层支撑体系的稳定性及掌控温度形变。  总之,在具有梁式切换层的高层建筑中,切换层设计和施工是工程建设领域的一个难题,堪称有所不同形式结构体系切换的关键点,不应大大研究和展开方案较为,在有可能的情况下作出较优的技术方案才能构建安全性、可信、经济等综合目标。

 【参考文献】  [1]唐兴荣.高层建筑切换层结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.  [2]叶浩.梁式切换层的高层建筑结构设计[J].广东土木与建筑,2011.  [3]张振峰.高层建筑梁式切换层结构的设计方法与经验[J].工程建设与设计,2010.  [4]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S]..。


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