厚板结构转换层体系的技术分析

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厚板结构转换层体系的技术分析　　【摘要】本文结合作者多年的工作经验，对厚板结构转换成体系进行了多方面的分析。【关键词】厚板结构；转换层体系；技术分析　　由于建筑功能的需要，形成了建筑上、下层结构形式不一样，或上、下层结构形式虽然一样但柱网尺寸不一样的情况。为了解决这一矛盾，就出现了转换层结构。高层建筑结构的转换层形式有梁式转换、箱形楼盖转换、桁架转换、厚板转换和斜柱转换等。转换层是钢筋混凝土结构高层建筑中承上启下的重要结构构件。　　1.结构设计　　采用厚板结构转换层，将上部剪力墙结构改变为下部几层以柱为主的大空间结构，以满足建筑功能的需要。类似的建筑在国外很多。但从抗震角度讲，这种结构型式有两个问题值得考虑：一是钢板做得较厚，头重脚轻；二是柱断面较大，按常规考虑会出现短柱，不利于抗震。设计中这些问题都值得探讨。根据工程建设标准强制性条文的要求，底层落地剪力墙和简体应加厚，并提高混凝土强度等级，以补偿底层的刚度。上下层刚度比：非抗震设计时，γ不应大于2。　　模板支撑体系　　板底模板支撑的设计　　荷载取值 厚板结构转换层体系的技术分析　　【摘要】本文结合作者多年的工作经验，对厚板结构转换成体系进行了多方面的分析。【关键词】厚板结构；转换层体系；技术分析　　由于建筑功能的需要，形成了建筑上、下层结构形式不一样，或上、下层结构形式虽然一样但柱网尺寸不一样的情况。为了解决这一矛盾，就出现了转换层结构。高层建筑结构的转换层形式有梁式转换、箱形楼盖转换、桁架转换、厚板转换和斜柱转换等。转换层是钢筋混凝土结构高层建筑中承上启下的重要结构构件。　　1.结构设计　　采用厚板结构转换层，将上部剪力墙结构改变为下部几层以柱为主的大空间结构，以满足建筑功能的需要。类似的建筑在国外很多。但从抗震角度讲，这种结构型式有两个问题值得考虑：一是钢板做得较厚，头重脚轻；二是柱断面较大，按常规考虑会出现短柱，不利于抗震。设计中这些问题都值得探讨。根据工程建设标准强制性条文的要求，底层落地剪力墙和简体应加厚，并提高混凝土强度等级，以补偿底层的刚度。上下层刚度比：非抗震设计时，γ不应大于2。　　模板支撑体系　　板底模板支撑的设计　　荷载取值 　　荷载折减系数k取：　　用于强度验算荷载值为：/m2　　用于挠度验算荷载值为：/m2　　模板验算　　M=56946N/mm，σ=/mm2≤fm=20N/mm2　　小楞验算　　抗弯强度验算M=；σ=/mm2≤fm=205N/mm2；挠度验算W=≤[W]=。　　大楞验算　　抗弯强度验算M=743749N/mm，σ=/m2≤fm=205N/mm2；挠度验算W=≤[W]=。　　钢管立柱验算　　N=，σ=/m2≤fm=205N/mm2　　支撑体系配置。结构转换层模板采用12mm厚竹胶合模板，支撑采用三层连续性支撑，整个排架体系均采用φ48×35mm钢管与扣件搭成排架，立杆采用定尺钢管通过排架支撑设计，确定厚板区域及加腋部位地下室顶板、2层、3层的立杆间距均为550mm×550mm，同时应设扫地杆、纵向横向水平杆和剪刀撑，水平杆的步距控制在以内薄板区域支撑排架立杆间距为700mm。并按计算要求在加腋部位设置斜撑，与厚板区支撑连成排架体系。 　　底模支撑系统。三层排架支撑体系支撑时，为保证钢管处于轴心受压状态下受力，在排架顶端与底部配有顶托和底座，通过对顶托和底座支撑部分长度调节保证立杆体系全部采用对接连接，确保轴心受压，保证立杆承载能力。每根立杆下均设置底座，底座安装在立杆根部，防止立杆下沉，并将上部荷载分散传递给下层楼面。底座采用脚手架上使用的可调垫座，由150mm×150mm×8mm钢板、立杆管、可调式螺杆、手柄螺母等组成，垫座与竖向钢管连接外露部分距离应控制在200m之内。为增强整个钢管排架体系侧向刚度，要求水平杆与框架柱抱紧，或与剪力墙抵紧，使整个排架体系与结构相连，同时在架体中部设置一道水平剪刀撑，加强整个排架支撑体系的稳定性。　　下层模板支撑系统。由于转换层结构模板支撑的荷载较大，3层排架体系立杆所承受的荷载，对2层结构以及地下室顶板的支撑系统的影响可简化为均布荷载计算，以3层楼面中间最大的一块厚板为计算区域，共需要1500根左右立杆，面积约为470m2。本工程2层楼面排架体系计算时，考虑到2层楼面设计时活荷载为10kN/m2，计算时应按=/m2折减，通过计算，2层结构自身强度不能满足要求，2层结构模板支撑必须予以保留，并按每根立杆承受以上荷载设置支撑系统。本工程实际施工中保留了2层及地下室顶板结构的模板支撑，并按3层转换层结构模板支撑立杆的间距设置支撑系统。 　　侧向模板支撑。见图1。　　钢筋绑扎的相关措施　　转换层厚板区域用钢量较大，直径钢筋和暗梁上部钢筋，在框支柱和剪力墙边缘柱的范围内向下延伸的弯头钢筋连接，均采用了剥肋滚压直螺纹钢筋连接技术。　　在厚、薄板交接处加腋部位等应力集中区域增加抗裂钢筋，控制混凝土裂缝产生。　　对于板内暗梁部分箍筋，征得设计同意，改为U形开口箍筋，梁筋绑扎完成后即电焊封闭。钢筋绑扎完成后经见证取样试验和隐蔽验收合格后进行混凝土浇筑。　　　　2.结构计算　　转换板的设计计算采用中国建筑科学研究院编制的多层与高层建筑结构三维分析和设计软件件及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SAWE。为了设计更加优化，根据整体分析结果采用美国有限元程序ADAFF—ELOOR对转换板进行分析计算，最终确定板厚及配筋。 　　在进行整体计算时，厚板转换层用上述方法处理：用虚梁代替厚板，将未自动计算的板自重部分以荷载形式加入楼层。当全部结构为面积较小的塔楼，转换层刚度相对较大时，可视转换层为刚性，不考虑转换层平砌外的变形而进行底层大空间结构的内力和位移计算，可使计算大为简化。在最初的方案设计时，对四个型的住宅，我们进行了简化计算。塔楼分成三部分，分别进行计算：首先，上部结构为固定于转换层的一般高层建筑，计算其内力与位移，得到各竖向结构传递给转换层的荷载，然后，按刚性转换层的方法，计算下部结构的内力与位移，最后由上下部结构的共同作用，计算转换层结构本身的内力。确定最终方案后，采取整体计算及有限元分析。　　假定转换层是刚性的，在外荷载作用下只有位移，没有变形，故它在发生位移后仍保持平面。　　3.转换板配筋的讨论　　应根据有限元结果进行配筋设计，考虑到单元划分有限及在板顶和板底的单元表面应力的不真实性，配筋根据网络图确定，板底钢筋略有加强。有一种观点认为，转换板上下楼层竖向结构轴线错开时，沿下部柱轴线之间宜在板内设置暗梁以承受上部楼层的集中荷裁并传递到下部结构。　　参考文献　　[1]卢天进.高层建筑转换层施工技术[J].中华建设，XX.　　[2]黄传炳.带转换层的高层住宅结构设计[J].广东科技，XX.　　[3]卫青富.关于转换层施工的几点浅见[J].科技促进发展，XX.