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摘要:随着高层建筑数量的不断增加,梁式结构转换层施工会越来越多,因此我们更应该在思想上引起足够的重视,强化学习和研究,通过合理的设计,提高具有转换层的高层建筑的安全性及合理性。现代高层建筑平面复杂多样,在对转换层进行设计时应结合工程实际情况选择合适的方法。
关键词:房屋 建筑 工程 结构 转换层 施工
引言:
随着我国社会的发展及综合国力的增强,房屋建筑工程的施工管理措施,不仅是房屋工程日后安全使用的基本保障,同时还是施工人员生命安全的“护身符”,因而在整个工程管理中有着极其重要的作用。此外,随着建筑工程安全事故的频繁发生,在造成经济损失的同时,还对施工人员的生命安全造成了威胁。必须充分紧密关注与策划转换层各个分项工程的穿插、协调与配合的节点,认真、合理的采用施工措施,才能有效保证结构转换层的质量及整个高层主体工程达到质量标准。本文根据笔者多年的施工经验对建筑结构转换层的设计要点、主要结构形式、设计要求及发展趋势做了探讨。
1 房屋建筑工程施工管理的组织结构
在房屋建筑工程施工管理中,主要包括组织结构及施工组织设计两个方面,具体如下:
1.1 组织结构
在房屋建筑工程的建设中,房屋建筑工程的组织结构,也就是在整个建筑过程当中建立完善的管理体系,包括质量保证体系和安全生产管理体系。施工管理组织是组织论的重要结论,在整个工程管理目标能否实现的决定性因素。
1.2 施工组织设计
施工组织设计,不仅关系着房屋工程的施工秩序,同时还关系着房屋工程建筑的施工质量。而在其组织设计中,首先必须明确采取什么技术措施,其次严格控制工期、成本、安全和质量等措施,再次就是认真贯彻主要施工方案和方法,慎重选用设备和材料,保护成品不受外界破坏,并且安排的文明施工和动态管理控制。编制出系统的、切实可行的施工组织设计,对于做好施工准备是至关重要的。
2 转换层的主要结构形式
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3- 2002)对转换梁的最小高度和宽度作如下规定:框支梁截面的宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,不宜小于其上墙体截面厚度的2 倍,且不易小于400mm;当梁上托柱时,尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。进行抗震设计时转换梁高不小于其跨度的1/6;非抗震设计时,转换梁高不小于跨度的1/8。随着我国经济的快速发展,高层建筑的数量日益增多,据统计,约75%的建筑采用梁式转换层结构,12%的建筑采用板式转换层结构。转换层的结构形式可以采用梁式、桁架式、板式、箱形等,这些转换层都可以形成大空间,实现结构类型或轴线的转变。其中梁式转换层受力明确设计和施工相对简单,应用最为广泛;同时,在转换梁受力较小部位可以开设合适的洞口,容易满足建筑功能和设备管线布置的要求。梁式转换层具有设计简单,受力明确,容易施工等优点,因而在剪力墙结构体系中被广泛运用。
3.梁式转换层结构的设计及要求
次粱及其剪刀墙由框支主梁承托转换,由于其传力途径通过多次转换,受力也较为复杂。框支主梁需要承受其上部剪力墙和梁传给的剪力,因此容易易受剪的破坏。在有可能发生地震的地区,建筑物必须具有抗震设防,为了进一步为了进一步提高受力性能及其抗震能力,在进行平面结构设计时,应使落地剪力墙与剪力墙和框支墙共同协作受力。
3.1 框支柱的设计与构造要求
一般情况下,由轴压比来进行计算确定框支柱的截面尺寸。在抗震设计时,应该用最大的系数乘以框支柱的柱顶弯矩,并将其放大后进行配筋。对剪力也要作相应的调整,当框支柱少于十根时,而且在一直二层,每层支柱所受剪力至少要取基底剪力的百分之二;如果在三层或三层以上时,至少要取基底剪力的百分之三;如果框支柱多于十根时,框支层在一至二层时,每层每根柱承受的剪力和应该是基底层剪力的百分之二十;如果是三层及三层以上时,其应该取基底层剪力的百分之三十,在对框支柱剪力做相应的调整之后,应相应的对框支柱的弯矩等进行调整,但其支柱轴力可以不做调整。当抗震等级为一级时,其纵向钢筋配筋率应大于百分之一点二,二级时应大于百分之一点零,三级时应大于百分之零点九,四级是应大于百分之零点八。在抗震设计时,纵向钢筋间距应该在八十到二百毫米之间,全部纵向钢筋配筋率应小于百分之四。
3.2 转换梁的设计及要求
通过剪压比的计算可以确定转换梁的截面尺寸,转换梁最好不要开洞,如果需要开洞,洞口最好定在梁中和轴附近。为了提高其抗剪能力,必须对洞口的上、下弦杆采取一定的加强措施。转换梁的混凝土强度等级应大于或者等于C3O。在非抗震设计时,转换梁上,下主筋的最小配筋率应为百分之零点三,而且最好不存在接头,转换梁上部应该有超过百分之五十的主筋沿梁全长贯通,下部主筋要伸入柱内。
3.3 截面设计方法
目前国内在结构设计工作中,通常采用的梁截面转换方法是应力截面设计方法。该方法通过对装换梁进行分析,得到的结果是应力和分布规律,为了能直接运用分析结果,假设不考虑混凝土的抗拉作用,所有拉力由钢筋承担,受压的混凝土强度达到预期设计值。
3.4 托墙形式转换梁截面设计
当转换梁承托上部墙体不开洞时,转换梁将和上部墙体共同工作,深梁将表现出受力特征,这时,应该采用应力截面设计法或深梁截面设计方法,通过计算,确定出其适当的分配位置。此时转换梁跨中的内力较大,底部纵向钢筋最好不要弯起或者是截断,要全部伸进支座。当转换梁所承托的上部墙体是小墙肢时,转换梁上可按照普通截面设计的方法进行计算,纵向钢筋可集中布置子转换梁的底部。
3.5 设计方法的选择
托柱形式转换梁截面设计。当转换梁承托普通框架式,可以按普通的梁截面设计方法进行配筋计算;当其为斜杆框架式,应该按偏心受拉构件进行截面设计。
4.发展趋势
带转换层结构的高层建筑的发展趋势主要体现在以下三个方面:
(1)预应力混凝土转换层。预应力技术的优点很多,比如减小截面尺寸、控制裂缝和挠度、减轻支撑负担等,因此,此结构自重轻,能节省钢材和混凝土,特别适合于建造承垂荷载的大跨度转换层。
(2)钢骨混凝土转换层。钢骨混凝土梁不仅承载力高,刚度好,且在耐久性、塑性和抗震性能方面均优于钢筋混凝土梁。因此,钢骨混凝土梁定位准确,可减少支模,提高施工的速度。目前,钢骨混凝土转换层已在国外广泛使用,但在国内过程中还比较少见。
(3)新型转换结构的应用。“叠层析架结构”由多个单层析架空腹析架和混合空腹析架叠合而成,它有多根截面尺寸较大的弦杆梁,以此来共同承担竖直方向的载荷;同时为了改变竖向载荷的位置和方向,设置了斜腹杆,它相当与拱传力,能够起到卸载作用。
5.结语
转换层结构较为复杂且工程量又较大,因此设计人员首先应注重概念设计,这样一来可以少走弯路,在平面布置上应尽可能的规则、对称,减少偏心,优化调整转换层上下结构的布置和刚度,,在设计时,尽量考虑施工的可行性,以达到最为合理的设计。 房屋建设管理不仅关系着房屋的建筑质量,同时还关系着房屋今后的使用性能,因而在房屋工程建设中有着极其重要的作用。由此就需要工程的负责人从工程的实际管理状况出发,针对工程的设计、施工管理以及施工进度等方面,制定出科学、合理的管理制度,并将其切实的落实到工程施工中的各个环节。只有这样,才能保障工程的施工质量,同时也为房屋今后的使用提供了保障。
参考文献:
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[2] 张明武.高层综合楼梁式转换层结构设计分析与探讨[J].四川建材.2009(5).
[3] 朱乐成.如何加强建筑结构分析[J].建材发展方向.2011(6).