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    高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計探究

    熱度0票  瀏覽97次 時間:2017年7月04日 08:53

    【摘要】在高層建筑中轉換層主要是為了對上下部不同使用
    功能及用途的結構進行連接,其對保證高層建筑使用性能有著非
    常重要的作用,為此在轉換層發展過程中出現了不同的結構設計,
    而預應力混凝土板式轉換層在實際使用中可以有效提高結構的強
    度及抗裂性能,具有較高的應用價值。對于此結構的設計需要從
    其原理入手,結合建筑工程實際情況及結構特點進行設計,從而
    保證設計的合理性及可靠性,使高層建筑在應用中可以維持結構
    的穩定性。
    【關鍵詞】高層建筑;預應力;轉換層;結構設計
    在現代城市中高層建筑已經成為標志性建筑物,再加上物質
    經濟的高速發展使人們對建筑的使用要求增多,現今高層建筑上
    層多為住宅、中層多為商用、下層多為商場,在不同的使用功能
    及使用性能下其對空間結構的大小、布置的要求也有一定的區別,
    因此在建筑設計中必須要應用轉換層來對空間的上下結構進行過
    渡,從而避免因建筑結構不同出現上下部結構因應力而出現變形
    坍塌的情況,而對于通過轉換層結構設計來保證建筑結構的整體
    性以下則進行了詳細的分析。
    一、采用預應力混凝土板式轉換層的優點
    1、抗裂性能好
    在轉換層應用中其通常需要跨越建筑的整體平面,過大的跨
    度會增加轉換層結構出現裂縫的情況,在上部結構長期施加作用
    力的影響下開裂部位易受外力影響出現嚴重的損傷,造成高層建
    筑整體結構的穩定性受到影響。而在預應力技術的使用中,其可
    以根據建筑形式采用鋼筋混凝土結構來提高轉換層的結構性能,
    減少轉換層開裂問題。
    2、抗沖切能力強
    此結構在應用中可以有效的降低結構產生的沖切力,從而避
    免出現結構變形的情況,并且在預應力技術的應用中可以忽略施
    工中可能發生的沖切力,從而使施工操作得到簡化,提高施工效
    率。
    3、結構強度提高
    在混凝土板式轉換層中應用預應力可以將上部結構所施加的
    載荷均勻的分散到結構的每一處,避免轉換層的某一點因承受過
    大的壓力而出現變形、開裂的情況,同時此結構在使用中可以將
    作用力均勻的傳遞給下部結構,從而提高了建筑整體的抗震性能。
    二、根據工程實際設計預應力轉換層結構
    預先進行反復試驗,在工程施工開始前,設計部門依據工程
    實際選擇使用預應力厚板混凝土板式轉換層結構。分析試驗結果
    對厚板的內應力厚薄數值進行確定,在采用預應力厚板轉換層結
    構時,須特別留意板邊和板角部分,同時還要保證使用施工中建
    筑的上層和下層結構剛度系數比較接近,要時刻注意下部結構層,
    因為當轉換層發生位移時,下部結構的塑性變形會相當嚴重。在
    程式、解算中采用預應力混凝土板式轉換層結構的各項參數,根
    據解算的結果,等效交叉梁系的方法,計算施工中預應力厚板實
    體。一般是根據支承距離來決定單側等效交叉梁的寬度,普遍取
    0.5 倍的兩段支承距離,同時要考慮到使其寬度不能超過約 6 倍的
    板厚度。同時施工中要特別注意以下兩個部位:一是厚板頂部,
    二是支承柱的邊沿區域。
    三、設計轉換層結構時的若干要點
    1、方案設計不能違背的原則
    (1)首先在預應力混凝土板式轉換層中其設計中對豎向構件
    的應用較少,在進行施工的過程中應注意不要隨意增添豎向構件,
    嚴格按照規定進行方案設計,保證結構的剛度,避免此結構在使
    用中穩定性受到影響。
    (2)對于高層建筑的轉換層應對其高度進行嚴格的設計,避
    免因轉換層過高而影響了其對上部結構壓力的傳遞作用,尤其是
    在預應力技術應用中需要將其結構與建筑整體結構進行融合,保
    證澆筑質量,達到設計全面兼顧的效果,提高建筑性能的同時保
    證建筑整體的質量。
    2、預應力混凝土板式轉換層結構的布置
    轉換層下部區域結構的剛度分布情況轉換層剛度分布合理與
    否是轉換層結構設計方案的重點內容。如果剛度較大,地震反應
    和結構豎向剛度會出現急速膨脹,轉換層上下受力都不均衡,材
    料使用量也增加,在經濟性上也不科學。如果剛度過小,沉降差
    出現,次應力產生,配筋增加,尤其在轉換次梁中更加突出。因
    此,在轉換層設計過程中,豎向剛度的變化是經常遇到的問題,
    彰顯復雜性。在進行抗震設計考慮的時候,要保證位于轉換層主
    體結構的剪切剛度達到技術標準。而在此結構中主要是利用剪力
    墻的形式將上下部結構四角進行連接及貫通,為了保證轉換層不
    會出現變形情況需要保證其豎向構件剛度參數,保證上下部分剛
    度數值基本持平,并且剪力墻可以有效提高下部結構的整體剛度,
    保證其抗扭能力增強,降低上部應力產生的集中壓力,通過分散
    其作用力來改善此轉換層結構的薄弱部分。同時在剛度的確定上
    要考慮結構整體的抗震性能,剛度比數值應在 2 以內。
    3、分析轉換層結構的設計要點
    (1)剪力墻作用于結構上下部分的剛度傳輸。為了實現不同
    結構之間內力的傳遞,要避免二者剛度的突然變化,可以立足以
    下兩個方面實現解決:首先,在上部,要保證較小的剛度值,減
    少剪力墻,縮短墻肢;其次,增大下部剛度。在保證使用效能的
    前提下,設置若干剪力墻,保證布局合理、對稱,防止出現集中
    的情形。
    (2)合理確定轉換層結構的剛度值。在進行轉換層結構設計
    的時候,一個重要的值就是轉換層結構的剛度值。一旦出現剛度
    超標的現象,地震反應就會出現,豎向剛度會急劇增大,使得上
    下層不利于受力和均衡性,另外,材料的需要增加,經濟上比較
    不合理。如果轉換層的剛度較小,那么豎向構件之間會出現沉降
    差,在結構與構件之間形成次應力。此時,就要選擇合適的次梁
    截面尺寸,保證其剛度達標。
    四、結語
    對于預應力混凝土板式轉換層在使用中所具有的優點及結構
    設計需要注意的要點上文進行了詳細的分析,在此結構的應用中
    需要對其設計要領進行掌握,結合實際情況來解決設計中所遇到
    的問題。對于此結構設計其最重要的部分就是結構參數的計算及
    確定,其需要將上下部結構中各個部分包括暗梁的參數進行全面
    的計算分析,從而保證結構設計的可行性。預應力技術在轉換層
    結構設計中應用有較好的優勢,具有一定的推廣價值。
    參考文獻:
    [1]王雷.預應力混凝土板式轉換層結構設計分析[J].城市建
    筑,2015(36):42-42.
    [2]孫福英,王霞.高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設
    計[J].城市建筑,2016(17):79-79.
    [3]姜燕.高層建筑結構預應力混凝土板式轉換層設計施工探
    析[J].建筑知識:學術刊,2013(B01):332-333.



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