高层建筑板式转换层设计研究论文

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篇1：高层建筑板式转换层设计研究论文

摘要：高层建筑的发展，为施工技术的进步提供了广阔的天地，而施工技术的进步，又是确保高层建筑能够顺利发展的重要条件，由于转换层形式多样，施工方法也千差万别，但统计表明，板式转换层占所有转换层结构的50%以上，所以本文重点对板式转换层的设计技术进行研究，并在板式转换层施工方案决策问题和模型确立的基础上提出了施工要点。

关键词：高层建筑；板式转换层；施工

1高层建筑转换层的应用与发展现状

中国目前的钢筋混凝土高层建筑一般在二十至五十层之间，其中尤以二十至三十五层居多。中国国内己建成的这个高度范围内的高层建筑占全部高层钢筋混凝土建筑的80%左右，可见这个高度范围内的高层建筑是与中国城市的经济发展和需求水平相适应的，因而应用最多。在建筑功能的要求上，高层建筑中很少是功能单一的住宅、写字楼或宾馆，高层钢筋混凝土建筑多是地下部分是停车场，地上1-7层左右为商场、娱乐场所等，上部小开间的使用部分可以设置住宅、宾馆、或办公室。有统计表明，高层建筑中有转换层结构的占80%左右。带转换层的高层建筑转换层部分，由于梁、柱或板的尺寸较大，所以从模板的支撑系统，钢筋的绑扎、钢析架的安装或预应力的张拉顺序，大体积混凝土的浇注等方面在施工技术要求上都有极为严格的限制。在某种程度上可以说，转换层施工是高层建筑的“瓶颈”，如果说一幢高层建筑在支撑系统选择，钢筋绑扎，混凝土浇注，预应力张拉，机械设备的选择等方面做到方案科学，现场施工组织合理，定会带来良好的经济效益和社会效益。

2高层建筑板式转换层的设计技术

转换板设置位置，是人们关心的板式转换框支剪力墙结构抗震性能的重要问题之一。随着人们对梁式转换框支剪力墙结构在转换层位置设置较高时，转换层对结构抗震性能不利的认识，从而提出了转换层位置较高的框支剪力墙的抗震设计概念，并且限制转换层下大空间结构的层数。然而，板式转换结构随着转换层位置的提高，结构是否也表现出同样的动力特性及反应，也是值得讨论的。本文结合厦门安宝大厦工程，采用三种模型来计算和分析板式转换结构转换层位置对结构抗震性能的影响。计算模型中，转换层、标准层结构布置如图1所示。图中黑色填充区域为转换层下部框支柱和落地剪力墙；实线部位为转换板上布置的剪力墙。转换板厚2200mm；落地剪力墙厚度为400mm；框支柱截面为1200mm×1200mm和1000mm×1000mm两种；标准层x向剪力墙厚为250mm，y向剪力墙厚为200mm。转换板所在的上、下楼层的层高分别为2.2m、3.6m(净高，不含转换板厚)，结构总高度为98.70m。三种模型分别为：

Hst0——无转换层结构，以原工程转换板上部结构为基础，增加结构标准层，使其高度与原结构相同；

Hst3——转换板设置在第3层顶，并将原工程x向井筒开洞，转换层上、下结构等效侧向刚度比γex=0.7046，γey=0.8971。

Hst6——转换板设置在第6层顶，将模型Hst3的第1层复制增加三层，使其高度与原结构相同，同时，其转换层上、下结构等效侧向刚度比也与模型Hst3接近。结构计算分析采用ANSYS软件。

图板式转换最大的优点是可以在转换层以上随意布置结构型式和轴网，特别适用于建筑物上下部轴网错位复杂甚至互不正交的情况。但转换板传力路径不清晰，受力状态复杂，结构分析计算繁冗。由于抗剪和抗冲切的需要，转换板厚一般在2M以上，这一方面造成转换层质量和刚度的突变，在地震作用时结构反应增大，转换层上下相邻层更成为结构薄弱层，不利于建筑物抗震；另一方面由于自重和地震作用的增加，下部竖向构件的荷载明显增大，设计难度大。研究表明，转换厚板的内力和位移分布严重不均，最大值与最小值间相差可达几十倍。从整体上看，板式转换的力学性能和经济指标均较差，在实际工程中应慎用。当上下轴网变化但仍正交时，可采用正交主次转换梁的结构型式来实现转换。

3板式转换层施工方案决策问题和模型的确立

3.1板式转换层施工方案决策问题

最常用模板支撑方式有上面谈到的三种方法，①落地支撑法②叠合梁原理法③吊模法。那么对于一个含有转换层的施工项目而言，如何选用更优的施工方案，如何安全可靠、质量优良、工期准时、技术方便、简单可行、工程造价成本又比较低的情况下完成转换层结构的施工，是项目承建者的所追求的目标，所以在遇到此类问题时，经常存在如何决策方案才比较科学的问题。由于方案的优劣是一个相对的概念，并且施工方案的选择还受很多外部因素的影响。对于转换层施工来说，如果转换层所在位置较低，距离基础在四层以内的话，落地支撑法将是最为理想的选择；对于大于四层以上的情况，以上三种施工方法哪个方案最优，决策者如何进行决策。

3.2转换层施工方案决策模型的建立

层次分析法(AnalyticHierarchyProcess，简称AHP法)是美国运筹学家沙旦(T.L.Saaty)于上世纪70年代提出的，是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法。特别是将决策者的经验判断给予量化，对目标(因素)结构复杂且缺乏必要数据情况下更为实用，所以近几年来此法在我国工程实践的方案决策中得到了广泛应用。层次分析法的基本内容是：首先根据问题的性质和要求，提出一个总的`目标；然后将问题按层次分解，对同一层次内的诸因素通过两两比较的方法确定出相对于上一层目标各自的权系数。这样层层分析下去，直到最后一层，即可给出所有因素(或方案)相对于总目标而言按重要性(或偏好)程度的一个排序。

4高层建筑板式转换层的施工要点

由于板式转换层结构的上述特点，在确定转换层结构施工方案时应考虑下列几个方面的问题：①转换层的自重和施工荷载往往非常大，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计。②对大体积转换层，混凝土施工时应考虑采取减小混凝土水化热的措施，防止新浇混凝土的温度裂缝。③转换层的跨度和承受的荷载很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置。④对预应力混凝土转换层，由于其跨度和承受的荷载都很大，预应力钢筋数量大，因此，要合理选择预应力的张拉技术以防止张拉阶段预拉区开裂或反拱过大。⑤设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应对转换梁(或转换厚度)及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。

(1)混凝土工程。在进行大跨度超高度转换梁及转换厚板的混凝土施工时，应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。目前实际工程中采取的措施有：

①根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件，采用大体积混凝土结构三维有限元温度分析程序(3DTFEP)，对大跨度超高度转换梁及转换厚板整个过程中的温度状况进行模拟计算，掌握混凝土在浇筑后一个月内的各部分温度的变化规律，为大跨度超高度转换梁及转换厚板的施工提供科学的预测分析和依据。

②大体积混凝土转换结构施工时，应采取措施控制混凝土内部与混凝土表面温度差小于15℃，实际工程中可采用下列方法：a.蓄热保温法，即常规保温方法。混凝土的养护要把握两个关键，即在升温阶段以保湿为主，在降温阶段以保温为主。b.内降外保法，即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温，使大体积混凝土水化热温升降低，减少混凝土内部与混凝土表面的温差，然后在大体积混凝土转换结构的表面及其底面采取保湿措施。c.蓄水养护法，即在混凝土初凝后先洒水养护2h，随后进行蓄水养护，蓄水高度一般为100mm。

③浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在选用水泥方面可采取下列措施：a.优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。b.掺用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化热相应降低。c.掺入减水剂，减少水泥用量，使混凝土缓凝，推迟水化热峰值的出现，使升温延长，降低水化热峰值，使混凝土的表面温度梯度减少。

④浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在施工方法上可采取下列措施：a.采取先施工转换结构周围结构或墙体，防止混凝土表面散热过快，内外温差过大。b.变冬季施工的不利因素为有利因素，减低混凝土的入模温度。在夏季高温气候施工时，采用冰水搅拌，以减低混凝土的入模温度。c.采用分层次施工，每层厚300mm～500mm，连续浇筑，并在每一层混凝土初凝之前，将后一层混凝土浇筑完毕。D.采用叠合梁原理，将转换结构按叠合构件施工，可缓解大体积混凝土水化热高，温度应力过大，对控制裂缝发展有利。

(2)钢筋工程。转换梁的含钢量大，主筋长，布置密，在梁柱节点区钢筋“相聚”。因此，正确地翻样和下料，合理安排好钢筋就位次序是钢筋施工的关键。

①钢筋翻样前必须弄清设计意图，审核、熟悉设计文件及有关说明，掌关规定。翻样时考虑好钢筋之间的穿插避让关系，确定制作尺寸和绑扎次序。

②一般转换层结构主筋接头全部采用闪光对焊或锥螺纹接头连接、冷挤压套筒连接；对于两端做弯头的钢筋，采用可调伸螺纹接头解决钢筋旋转的困难。

③当转换梁高度或转换板厚度较大时，应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于操作。

参考文献

[1]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，.

[2]余红生.转换层支撑系统的选型及其安全性分析[M].建筑安全..

[3]赵鸿铁，胡安妮.高层建筑转换层结构形式选择影响因素的统计分析[J].西安建筑科技大学学报.，32(1).

[4]江见鲸.混凝土结构工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，.

篇2：高层建筑厚板式转换层分析的论文

高层建筑厚板式转换层分析的论文

1工程概况

湖南某商住综合楼工程地下3层,地上30层,建筑物总高度102m,建筑面积65000m2。工程设有3层裙房,裙房为框架结构,做商务办公和大型超市。在塔楼四层上设有厚板式结构转换层,其上部为剪力墙结构。转换层平面尺寸为38.80m×38.16m,建筑面积1480m,厚度在边柱部位3.1m,其它部位2.2m,核心筒部位为双层板(图1),混凝土强度等级为C40,浇注量为2850m3。

2施工方案分析

经计算转换层施工时在边柱部位最大垂直荷载88kN/m2,其它部位68kN/m2。为承受转换层的施工荷载,设计考虑将三层楼板加厚到250mm,并将配筋加强,设计承载力70kN/m。边跨梁高3.1m的部位,考虑模板荷载较大,为了便于施工,在满足结构安全的前提下,建议设计将边跨梁设计成双层梁。只要保留二、三层模板的支撑体系,通过二层、三层楼板的连续支撑,将施工荷载分散传递到下面的竖向结构上,就能保证转换层施工的安全。因此采用900mm×1400mm边梁先行浇筑,2.2m厚板式转换层混凝土不留施工缝,一次性浇筑的施工方案。大体积混凝土工程采用大掺量粉煤灰,掺加聚丙烯纤维技术,降低水化热,控制混凝土的温度裂缝。

3转换层施工技术

3.1模板工程

该工程结构转换层混凝土浇筑一次性完成,施工速度快,但模板支撑数量大。选择模板支撑方案主要考虑以下因素:保证转换层混凝土的结构质量,满足结构设计要求模板支撑体系稳定可靠,确保高大模板施工的安全:选材方便,降低工程成本。

3.1.1底模板及支撑

选择定尺的48×3.5mm钢管脚手架支撑体系,通过计算确定模板支撑体系立杆的间距、步高及剪刀撑的间距。立杆下铺垫板,上端设可调顶托,主楞骨为100mm×100mm方木,密排50mm厚木方作次楞骨,选用12mm竹胶合板模板,胶合板模板上面铺设一层0.6mm厚的塑料薄膜,用以对混凝土底面的保温、保湿养护。支撑采用双立杆布置的方法,除满足荷载要求外,还应考虑操作方便。纵距为550mm,双立杆间距250mm,间隔布置(即La=550mm),步高(h)为850mm,横距(b)为400mm。设置双向扫地杆,每3600mm设置双向剪刀撑(图2)。

边梁部位转换层厚度3.1m,且较三层外挑1080mm,竖向支撑在三层楼板上布置[16#槽钢@800作挑梁。槽钢外挑1300mm,内压1700mm,遇墙时在墙上穿孔。在悬挑槽钢上通长布置6根[10#槽钢,立杆按设计要求布置在上面,支撑边梁底部,边梁900mm高混凝土先行浇筑后与梁底支撑系统共同作用,支撑2.2m厚板式转换层的施工荷载。

3.1.2侧模支撑

转换层在15.65m标高上,为了防止出现胀膜现象,保证混凝土外观质量,侧模采用了全钢大模板。模板高度3240mm,设锚固螺栓固定侧模,螺栓与支撑系统、竖向及水平混凝土结构连接固定(图3)。二、三道螺栓在有柱的部位焊接在柱的钢筋上,在无柱的部位,第二道螺栓焊接在梁上的预埋筋上,第三道螺栓焊接在10槽钢上。

由于钢大模板散热较快,混凝土侧表面与环境的温差极易超过25℃。为了满足温差要求,及时采取了拆除钢模板,覆盖、保湿、保温的措施。

3.1.3楼梯支模

由于楼梯及预留孔洞的承载力比其它部位低,所以采取了槽钢和斜撑辅助加固的措施(图4)。调整三层楼梯板的设计,增大其承载力,脚手架支撑从一层开始加固,以确保该部位支撑的稳定。

3.2钢筋工程

结构转换层钢筋用量大约1100t,全部采用HRB400型,钢筋密集,钢筋直径大。结构转换层纵横各设置11道暗梁,暗梁宽度1000～2600mm,梁上层钢筋双排28mm,下层筋双排28mm。板筋上下层采用25mm和28mm两种,双排双向。为抵抗混凝土局部强度收缩应力,在板中上下排钢筋间设16@200双向钢筋网,无暗梁区域上下排钢筋间设16@400抗剪兼架立筋。

板内布筋原则:横向筋放于外排,竖向筋放于内排,上部筋在跨中连接,下部筋在暗梁处连接。

由于钢筋层数较多,为保证钢筋连接质量和方便施工,板中所有受力钢筋均采用直螺纹连接。板主筋保护层取50mm,梁主筋保护层取30mm,转换层厚板内的钢筋,不得在暗梁内截断,施工时不得留施工缝。排水管采用4根DN250无缝钢管套管,排水管安装时遇钢筋时钢筋弯曲,不得截断钢筋。暗梁钢筋安装搭设临时脚手架钢管支架,先安装同一方向的暗梁,再安装另一方向的暗梁,避免钢筋纵横交叉,架空叠加超高。因转换层钢筋单位面积重量大,特别是暗梁部位,采用现场特制的高强保护层垫块,并增加垫块数量,以保证钢筋保护层的厚度。

3.3混凝土工程

转换层混凝土强度等级为C40,为控制大体积混凝土的裂缝,设计要求采用循环冷却水管降温,并加膨胀剂。考虑转换层内钢筋密集,循环水管施工困难,造价高。膨胀剂在保湿养护条件下,能较好补偿混凝土的收缩,但在转换层侧面和底部受养护条件限制,膨胀剂对此较难发挥作用。经论证,决定取消循环冷却水管和掺加膨胀剂的'方案,采用大掺量粉煤灰降低水化热,并在混凝土中增加聚丙烯纤维控制混凝土的早期收缩裂缝。

3.3.1配合比设计

经试验,选用强度等级42.5普通硅酸盐水泥,其质量稳定,具有保水性好、泌水性小的特点,适用于泵送混凝土。为了减少水泥用量,降低水化热,控制混凝土温度及收缩产生裂缝,用Ⅱ级粉煤灰取代30水泥,粉煤灰的超量系数为1.35。碎石的粒径为5~35mm;河砂的细度模数2.7。同时掺加0.9kg/m3的KDZ-II型聚丙烯纤维,纤维密度0.91g/cm3,线密度偏差率5%,断裂强度659MPa,断裂延伸率16%,伸长率5%时的初始模量7171MPa。

配合比水胶比为0.38,砂率41。选用LX一1(T)型外加剂延缓混凝土的凝结时间,推迟水化热峰值时间,初凝时间(自然条件下薄膜覆盖)约为20h左右,终凝时间约为40h。出机坍落度为205mm,1.5h后为180mm(白天25～31℃)。混凝土配合比见表1。标养试块按60d强度评定。

3.3.2混凝土

转换层厚度2.2m,面积约为1480m2,共需混凝土2850m3,均采用商品混凝土。现场配备混凝土输送泵3台,混凝土供应能力60m。采用平面分层浇筑方案,有利于支撑系统的稳定,降低水化热。

混凝土分3层整体连续浇筑,每层约700mm。大掺量粉煤灰纤维混凝土应属于高性能混凝土范畴,混凝土坍落度较大,采用50mm插入式振捣棒,严格控制层间搭接振捣,不过振漏振,振捣以混凝土表面不再显著下降,不出现气泡,表面泛浆为准,初凝前需进行二次振捣。梁、柱、墙相交的部位,由于钢筋较密应采用30mm的振捣棒。

大体积混凝土表面水泥浆较厚,浇筑后应进行处理。初凝前1～2h,先用长刮杆刮平;终凝前,再用铁滚筒碾压数遍,并用木抹子打磨压平,以闭合表面收缩裂缝。核心筒部位混凝土浇筑:核心筒部位是双层板,根据该部位的结构形式,分二次浇筑。

3.3.3大体积混凝土的养护及测温

转换层混凝土初凝后,表面即覆盖一层塑料薄膜和保温毯,实施保温、保湿养护,并根据测温情况随时调整保温措施,使混凝土中心与表面、表面与环境的温差均不大于25℃。混凝土内部温度低于峰值后,采用浇水养护的措施。

为能及时有效地了解混凝土的温度变化情况,转换层共设16个测温单元,共48个温度传感器,用电子测温仪测量读数,对混凝土温差实施跟踪和监测。混凝土浇筑12h后开始测温,根据混凝土升温的速率决定测温频次。浇筑后3～5d时间内,2～4h测一次,其后4～6h测一次,并作好记录。实测结果表明板中心峰值温度62.5℃,在第4d出现,同时测得板底混凝土温度58℃,板面混凝土温度45℃。

4结束语

本工程在转换层混凝土施工前后对模板支撑体系进行了详细的检查,支撑体系稳定可靠,变形均在允许范围之内。混凝土施工时间为9月下旬,气温较高。通过采用大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维混凝土技术,有效地控制了大体积混凝土的裂缝,较冷却循环水管降温方案,造价明显降低。

大体积混凝土内部产生的水化热较大、温度较高,强度上升比拆模试块要快得多。而结构转换层占有周转材料较多,为了既节约周转材料的费用,又能保证混凝土的拆模强度。建议采用回弹结构转换层侧模混凝土,并结合测温记录求得的混凝土等效龄期强度来判断混凝土达到的实际强度。

参考文献:

[1]高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ3-2202.[S].

[2]混凝土结构设计规范.GB50010-.北京,中国建筑工业出版社,2002.

[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4]谢晓锋.高层建筑转换层结构型式的应用现状及问题[J].广东土木与建筑,2004.

[5]建筑施工脚手架实用手册.北京:中国建筑工业出版社,2004.

篇3：高层建筑转换层工程施工问题研究论文

高层建筑转换层工程施工问题研究论文

关键词：高层建筑，转换层，施工技术

一、工程概况

某城市住宅区的一栋高层住宅楼工程项目，由主楼和裙房两部分组成，主楼地下两层，地上三十二层;裙房地下一层，地上五层。设计建筑面积50826m2，该工程结构形式为底层大空间剪力墙结构，六层以下为框支结构，第六层设置厚板转换层，六层以上为短肢剪力墙结构。转换层板厚为1650mm，框支梁高分别为1850mm、1900mm，板顶标高为+20.00m。梁的受力钢筋为直径32、36、40 不等的规格，箍筋直径为14，厚板的受力钢筋为双层双向直径[email protected] 钢筋。厚板及混凝土强度等级为C50，混凝土采用一次浇筑成型的方式进行施工处理。

二、转换层模板主要施工技术

（一）斜撑施工

所有斜撑杆按小于或等于45°角设置， 排距沿柱面竖向为1m，梁底斜撑杆同梁底模板的外钢楞相协调，间距为400mm，其上端伸至模板底并与梁度模外钢楞相扣接，并作双扣件抗滑移保险，斜撑杆的下支点主柱面预留的内设定位短筋的凹槽， 最下排斜撑杆的下支点为所在楼层的柱根部。梁底斜撑支架尽量与梁下排架同时搭设，如跟不上，也必须保证在大梁钢筋骨架就位前搭设完毕，以确保斜撑支架与梁下排架同步受力。

（二）立杆和扫地杆施工

立杆的上端直接与梁底的内楞、外楞分别相扣接(外楞紧贴在内楞下面)，从而形成双扣件抗滑移保险，立杆的下端支撑在楼面上铺设的通长木板上设置的钢垫块上。梁下排架下设扫地杆，中间设两道大小横杆，梁底排架两侧，横向设置斜撑，纵向设置双肢剪刀撑，同时将梁下排架与楼层满堂架连为一体，以增加排架的空间刚度。

三、钢筋方面主要施工技术

（一）钢筋连接

考虑到接头数量较多，结合规范要求，通过对不同钢筋连接方法进行技术经济综合对比，主要采用了四种方法，即闪光对焊、电渣压力焊、套筒冷挤压和锥螺纹连接。中部的构造钢筋采用绑扎接头。钢筋的连接方式依钢筋的型号各异。Φ16-Φ25 的柱、墙、梁筋采用闪光对焊、电渣压力焊和电弧焊，Φ28-Φ32 的梁筋采用套筒冷挤压和锥螺纹连接。钢筋中间部分连接采用锥螺纹连接，梁端头带弯头的钢筋一端采用套筒冷挤压连接。梁下部钢筋接头部位在支座内，上部钢筋接头部位在跨中1/3 范围内钢筋的连接相邻接头错开不小于35d。板筋按25%数量错开，相邻接头位置错开不小于35d钢筋的连接。

（二）钢筋绑扎

绑扎下部钢筋，按顺序抽走下一排筋支撑面，下落下一排钢筋至梁底部位，并绑扎。放置横向@1500mmΦ20 分隔筋，抽走下二排支撑面，下落第二排钢筋至设计要求部位，并绑扎，依此类推，直至所有下部钢筋绑扎完毕，依此类推，直至上部钢筋绑扎完毕。梁钢筋安装绑扎时，必须在梁底模两端划定出每排中Φ32 纵筋的分布位置，以确定各自在柱节点的位置，并且对号入座。由于转换梁内钢筋骨架重，为保证保护层厚度，用短钢筋头作垫块，保护层垫块成排布置，排距1.0m，统一垫在主筋下，在梁的骨架就位前放置好。

四、转换层混凝土主要施工技术

混凝土的浇筑方向应先中间、后周边， 向两个方向推进， 转换梁、板混凝土采用“一个坡度， 薄层浇筑， 一坡到顶， 循序渐进”的原则。一方面，这样浇筑加大了混凝土部分工作面的面积，有利于混凝土部分水化热排出，另一方面，也有利于降低混凝土浇筑时模板的侧压力。

节点部位的保证措施，转换层中梁、柱、墙节点部位钢筋过于密集，为确保此部位的混凝土浇筑密实，须采取以下措施:采用同标号的细石混凝土浇筑上述部位、对局部钢筋过于密集处要作适当调整，确保插入式振动器有足够的工作界面;浇筑过程中安排专人检查墙、柱等竖向结构的侧模，如发现墙、柱混凝土浇筑到位后模板经敲击发出空响声，则应立即通知混凝土浇筑人员，对此部位加强振捣，并补浇混凝土，确保混凝土浇筑密实;墙、柱混凝土浇筑完18 小时后，对钢筋过于密集的墙、柱节点处的侧模应折开一部分进行混凝土的质量检查，若混凝土存在缺陷，须采用可靠的技术措施进行处理，并建立备忘录，后用超声波仪器检查，确保混凝土强度。大体积混凝土的测温极其重要， 转换层混凝土浇筑可以通过测温来了解混凝土的'内部变化情况。测温的方法是通过在混凝土的内部埋设热电阻传感器，用测温仪进行量侧。

采用XMX-02 型热电阻和温度数字显示仪测温，测温设备要妥善布置，否则直接影响测温结果，测温的导线应夹在两个钢筋之间， 测温用的热阻传感器应用导热性良好的铜箔包好，以免损坏。根据混凝土水化热温升规律确定测温时间大约为10-14天，测温分为两个阶段。第一个阶段为升温阶段，第二个阶段为降温阶段。各测点温度测量前72 小时每3 小时测一次，72 小时后每6 小时测一次，并做好测温记录，及时分析测温结果，以便调整混凝土的养护措施。混凝土的养护。转换层混凝土初凝后，上表面立即覆盖塑料薄膜和草袋子并浇水养护，不宜浇水过多，保持混凝土的湿润即可。厚板侧面及底面采用保留模板的方法养护， 部分钢模板的部位要采用外包塑料薄膜和干草袋的方法保温，养护时间不少于14 天。

五、结语

在高层建筑转换层施工中，其关键因素在于转换层结构的支撑系统、混凝土的浇筑方案、混凝土的后期养护、混凝土的温控技术。而这每一个方面都是转换层施工面临的崭新的课题， 为确保高层建筑转换层施工的顺利、有效的完成，这就要求其施工应根据工程实际的情况，能方便的运用一些可直接套用的理论体系，并结合类似工程的经验，能快速、有效的解决上述问题。

参考文献：

1.唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工.中国建筑工业出版社.2002

2.周光毅，刘进贵.结构转换层大体积混凝土施工技术.施工技术.(4)

3.戴凯伟，周旭.高层建筑转换层的施工方案与施工要点.工程建设与设计.2003(2)

篇4：带转换层高层建筑结构设计论文

1.1 基本含义。转换层主要是指采用水平转换的方式连接建筑上半部分与下半部分的楼层，是高层建筑的一个过渡地段。其重要是由水平结构构件和其以下的竖向结构构件构成，包括了转换桁架、转换梁、转换板等内容。转换层的上半部分往往是墙体较多的小空间，可用于居住或办公，而转换层的下半部分通常是墙体较少的大空间，可用作于大型商业网点。在市场经济快速发展的今天，带转换层高层建筑可以有效满足建筑物多功能方向发展的需求。

1.2 主要用途。在高层建筑中设置转换层，可以有效连接建筑的上半部分与下半部分，创造更多的可利用空间，提升建筑的实际利用效率，满足人们多元化的需求，有效解决城市土地面积紧缺的问题。其次，设置转换层还可以有效降低高层建筑钢筋使用率，大大节约高层建筑的施工材料。

篇5：带转换层高层建筑结构设计论文

3.1 优化高层建筑转换层的结构布置。相关研究数据表明，下半部分的转换层，其位置与其上下高度的突变程度成正比关系。随着其位置的高度的增加，其上下内力传递途径就会加剧，从而极易导致落地筒体与剪力墙出现裂缝，同时，框架的支柱内力也不断增大，从而导致转换层附近或上部的墙体受到损坏。因此，如果转换层位置过高，会降低高层建筑的抗震性能。所以，高层建筑转换层的转换构建可以采用后板、斜撑、转换大梁或箱形结构等形式来优化其抗震性能。通常情况下，地震区较少使用转换厚板。而部分非地震区，尤其是空间较大的地下室，由于其周围受到约束作用力的影响，且其地震反应也小于其上部框支结构结构，因此，在七至八度的地震设计中，部分地下室可以选用厚板转换层的形式。值得注意的是，禁止在转换层的下半部分设置柔软层，否则将极易导致高层建筑发生坍塌事故。

3.2 加强高层建筑转换层抗震设计。为了更好地提升高层建筑抗震能力，设计人员需要加强对转换层的结构抗震设计。综合实践来看，该设计重点应围绕剪力墙与框支柱开展。首先，设计人员需对一些位置超过三层且抗震等级未达到特一级的剪力墙与框支柱底部进行加强设计，从而提升这两者的抗震等级。其次，除了将剪力墙与框支柱底部抗震等级提升外，设计人员还需要检查该底部框架外围是否已经采用了密柱框架，如果没有采用，则需要对底部框架进行抗震完善设计。最后，设计人员必须对转换层构件在水平及竖向地震作用下的内力进行验证，一旦发现转移层构件内力不符合要求，设计人员应根据相关方法对其开展抗震设计，以此将转换层构件内力提升至八度抗震设计。

3.3 合理控制高层建筑转换层结构的过度受力与轴压比。在带转换层的高层建筑结构设计中，楼层的柱面和梁面与转换层的构架内力和竖向负载能力息息相关。在进行高层建筑施工时，特别是在转换层构架和若干层构架同时出现在施工阶段时，其框架内力变化极为明显。因此在设计过程中需采取相应措施，避免由于施工结果转换构件的过度受力而导致高层建筑施工进度拖延的现象出现。此外，由于高层建筑的转换层轴压力大多依靠框支柱来进行支撑，转换层上半部的墙体水平负载与竖向负载几乎都可以通过板平面内的刚度来传送给落地剪力墙，因此，设计过程中还应合理控制轴压比率。

3.4 做好高层建筑转换层结构布置。对带转换层高层建筑结构设计中，除了上述建议外，设计人员还必须特别注意转换层结构的布置。对此，笔者认为可以从以下几个方面着手：第一，为了确保高层建筑上层剪力可以有效地传导至落地剪力墙，设计人员必须对转换层承载能力及刚度进行设计，从而促使上层剪力能在转换层达标前提下顺利传导至落地剪力墙；第二，设计人员还需要在设计中为建筑功能布置预留出足够的高层建筑底部空间，并确保其刚度符合要求，以避免刚度突变。对此，设计人员可以从做好高层建筑底部落地剪力墙设计入手。首先，设计人员在底部大空间层设计中要采用高强度混凝土；其次，为其设计厚度大、数量多的落地剪力墙，并且尽量确保该墙的完整性，如果非要开洞则应采取开小洞处理，从而最大程度地保障落地剪力墙的刚度。

参考文献

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[2] 孙文彤.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J].价值工程，（24）.

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[4] 谢晓锋.高层建筑转换层结构型式的应用现状及问题[J].广东土木与建筑，（02）.

篇6：带转换层高层建筑结构设计论文

2.1 加强转换层下半部分设计。对高层建筑而言，优良的质量离不开良好的稳定性、强抗震能力以及大刚度等特性，而这些特性正是建筑工程下半部分所必备的。由此可见，建筑工程下半部分对高层建筑具有极其重要的意义。因而，在带转换层高层建筑结构设计中，为了最大程度确保其安全、稳定以及质量等符合要求，设计人员必须通过采取针对性设计在提升稳定性与刚度的前提下，提高高层建筑下半部分结构承载能力。

2.2 科学合理设置转换层数量。对高层建筑来说，设置转换层可以极大程度的提升其利用效率，然而这并不意味着转换层设置的越多越好。一旦设计人员没有科学合理的设置转换层数量，将会导致高层建筑的整体性、连贯性因过多的转换层分割而降低。因此，这就要求广大设计人员在带转换层高层建筑结构设计中必须充分结合建筑实际，科学合理地设置转换层数量，从而在确保转换层数量达到要求情况下，最大程度保障高层建筑设计质量。

2.3 提高转换层结构运算的准确性。加强转换层结构计算的.准确性是提高转换层设计可靠性与准确性的重要依据。因此：首先，应结合建筑实际情况与自身特点来科学分析、计算转换层；其次，应以准确的计算结果为依据来构建合理的模型，提高转换层结构设计的科学性；最后，应严格按照设计要求来进行建设，以整体提升高层建筑的使用性能。

2.4 对转换层内部结构进行优化。除了上述设计原则外，在带转换层高层建筑结构设计中，为了有效地保障其建设质量，设计人员还需要遵循转换层内部结构优化原则。对高层建筑而言，优化转换层内部结构能够促使建筑结构刚度、抗震能力等提升，从而为良好的建筑质量打下坚实基础。需要注意的是，由于转换层高度较高，这就要求现场采取相应的施工安全保障措施，以此确保施工人员在开展转换层内部结构优化作业过程中的安全。

2.5 优化设计方案。设计方案直接关系着带转换层高层建筑结构设计质量的优劣，因此，在设计过程中应进行多方案设计，反复推敲与研究设计出来的方案，并进行不断优化，从中挑选出最为合适的设计方案。此外，设计方案的优化还应从计算结果与实际情况着手，不断提升设计方案的实效性与合理性。

篇7：高层建筑混凝土转换层结构设计探讨论文

高层建筑混凝土转换层结构设计探讨论文

摘要：转换层主要是为了满足高层建筑结构中建筑功能的要求而设计的，转换层起的是过渡的作用，不仅如此，转换层对建筑的安全性与稳定性也会产生影响。所以，如果不做好不同结构间的转换，无法合理运用转换层的话，将造成不可估量的后果。为了确保结构的安全性与经济性，提高建筑物的使用功能，就必须做好不同结构体系之间的转换。本文将通过一个实例来展现高层建筑峻宁图转换层结构的基本特点，重点探讨转换层结构设计要点，并且对相关要点提出改进建议，为以后的转换层结构研究打下基础。

关键词：高层建筑；转换层；结构设计；特点；应用

1引言

随着生活水平的提高，城市化建设步伐的加快，人们对于高层建筑的功能需求也悄然发生着改变，为了迎合市民的需求，建筑物功能区也发生了改变，不再是单一的、片面的、枯燥的。最为常见的建筑物结构形式是民用住宅，功能区的划分是由住宅与公共场所通过墙体、柱网来进行的，然后满足每个功能区的使用要求。在这一过程中就运用了转换层，因为只有转换层的存在才能完成这些结构变化，从而完成功能区的划分。其实在高层建筑混凝土结构设计中，为了保证建筑物的使用性能，需要把建筑物分为两种空间：①大空间；②小空间，这样的空间设置就导致了上半部分的楼层竖向构件无法接触到地面，这个时候就要有转换层的存在了。

2工程概况

某高层商业住宅楼，地下有两层，地面以上有28层，其中一、二、三层为大型商场，4~28层为住宅。地下室两层总高度为4.5m，商场有部分楼层高度为4.5m，住宅楼层与商场一样，不是所有楼层都是一个高度，部分住宅楼层高度为2.9m。整栋楼的结构体系除了电梯间、楼梯间可以一样之外，其他的都必须是不同的结构体系，其中电梯间和楼梯间采用的是剪力墙核心简结构。由此可以看出，由于结构体系的不同，那么转换层也就派上了用场，转换层的使用使得两种结构体系完美过渡，所以将转换层设置在三层定顶，恰好是商场和住宅楼层间的过渡。

3转换层结构特点

从高层建筑混凝土转换层结构发展过程来看，转换层结构的特点主要有以下三点的特征：①对于建筑物的荷载来说，为了保证建筑物的承受力，支承柱与大梁的连接处会有集中的应力，如果不及时解决，会大大降低抗震的效果，所以就必须采取措施改善结构构造的抗震性能。②来自于上部竖向受力构件的荷载几乎都由转换层的大梁承受，大大增加了大梁的内力，同样的，必须及时解决，在结构设计中合理的布置结构荷载，达到降低大梁内力的'目的。③一般情况下，转换层空间的设置都是高且大的，目的是确保转换层的刚度，但是这样大梁的截面尺寸也会随之增大，也就产生了转换层的使用空间不够大的情况。

4转换层结构设计要点

4.1转换层结构设计原则

在建筑物中设置转换层的时候，有可能会发生结构抗震能力下降的情况，因为在设置的时候，转换层竖向刚度可能会突然发生改变。所以，为了避免这种情况的发生，在设计转换层结构的时候最好遵循以下几个原则：设置转换层的时候尽可能选用可以直接落地的竖向构件；当高层建筑竖向位置比较低的时候，要时刻谨记宜低不宜高的原则来设置转换层结构；在优化转换层图2刚度比计算公式结构的时候，要尽量保证有明确的优化路径，最好是被选择的转换层结构型式，这样才能确保结构分析的准确性与施工工程量的一致性；在转换的时候，要以建筑物经济和安全为大前提，转化刚度不可以太大，要秉持宜小不宜大的原则。（1）在转换层结构设计的时候，很有可能出现因为竖向刚度突然发生变化而形成薄弱层的情况，因此要在设计的时候充分考虑到上、下两层的刚度，将上、下层的刚度比尽量控制在1~2的范围内，这样不仅能有效避免薄弱曾的形成，还保证了上层柱子的抗侧性能，也使整体结构的受力比较均匀。上、下层刚度比的计算公式为：其中Gi+1表示的是第i+1层混凝土剪变模量，Gi表示的是第i层混凝土剪变模量；Ai+1表示第i+1层折算抗剪截面面积，Ai则表示第i层折算抗剪截面面积；hi+1表示的是第i+1层的层高，hi同上，第i层的层高；而A=Aw+0.12Ac。（2）在转换层结构设计的过程中，需要特别注意的是转换层的刚度一定要满足规定的数值要求，从一般规定来看，转换层的梁的高度是大于梁跨度的1/6，目的是使结构内力能准确的作用于转换层下部。另外，由于转换层结构构件中梁、柱的受力性能比较好，所以需要合理分配结构构件，为建筑结构转换提供便利。

4.2结构选型

针对本工程如果从转换层的材料去考虑的话，分为三种：①厚板转换层；②箱形转换层；③梁式转换层。而厚板转换层无论是从施工难度还是在成本上都处于劣势，因为如果混凝土和板材的用量较多的话，无疑增加了施工难度，同时过多使用材料也增加了成本投入。从结构受力上来看，厚板转换层结构受力比较复杂，计算难度大，计算过程也随之复杂，在无形中增加了工作量。相对的，如果采用箱形转换层的话，也是有优点有缺点。从结构上来说，结构具有比较好的整体性，对竖向构件的传力也做到了保证，但是在结构设计上就会出现问题，因为箱形转换层这种结构本身的内力分析就比较复杂，再者，目前这方面的技术也不是太成熟，所以在设计和施工上都有较大难度。梁式转换层相较于前两种转换层不仅设计和施工难度较小，竖向构件传力路径也很清晰，最重要的是既合理又经济。

4.3结构概念设计

在对整体结构概念进行设计的时候，需要注意以下三点：①加强底部框支层的刚度。依据前文提到的设计原则，应该在对抗震性能进行设计的时候把转换层上下结构侧向刚度比控制在2以内。而且在设计的时候还要考虑到核心筒的位置，一般情况下核心筒位置北面的刚度都比较大，所以为了使刚心和质心重合，需要在核心筒底部靠南的位置设立短肢剪力墙，达到提高底部刚度，控制刚度比值的目的。②加强转换层楼板的刚度，增强水平荷载传递的可靠性。为了增加结构的整体性，楼板设计厚度为180mm，并且采用双层双向配筋的方式，将配筋率控制在0.25%。③为了大幅度降低转换梁的梁高和弯矩，可以在框支柱上设置短肢剪力墙。

4.4构造措施

构造措施的出现是为了满足抗震设防的需求，措施分为三种：①针对框支梁的上部墙体开门洞附近剪力较大的情况，解决办法是加密配箍，如果洞口靠近梁端的话，就要采取梁端加腋的方法来提高结构的抗剪承载力。②针对二次转换梁而采取的措施，由于转换结构的竖向集中荷载导致结构受力变得愈加复杂，所以采取与第二种一样的方式，在梁端加腋，目的却是提高抗剪的安全性。③在结构构造设计的时候采取的，在梁内配置交叉斜筋，保证框支剪力墙洞口上部梁不出现强剪弱弯的情况，同时还确保了梁内塑性绞的出现。

5结束语

对于转换层结构设计提出以下几点建议，仅供参考。①在设计梁式转换层结构的时候，要深刻理解结构设计的理念并准确运用这些理念来解决设计结构上的一些难题，随后还要采用盐酸的方式对设计结果进行检验，确保结构设计的质量。另外，还要注意提高建筑物的防震性能，明确结构平面和竖向构件的布置，从而确保建筑物的安全性。②在对建筑物结构进行分析的时候，首先必须得掌握概念设计的思路，然后选择较为适用的平面有限元程序来对梁式转换层结构进行分析。③在设计转换层的时候，应尽量避免二次转换，因为一旦转换过多，截面分布较为复杂的次梁梁端很容易出现裂缝，从而导致建筑安全性能降低。

参考文献

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[4]叶仲瓞.高层建筑混凝土结构转换层施工技术研究[J].四川水泥，（11）：183.

篇8：高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术研究论文

一、前言

随着社会的不断发展，由于高层建筑物各个部分的功能用途各不相同，现代化城市建筑也逐渐朝向多功能化方向发展，由此而来的梁式转换层的现代高层建筑工程施工中得到广泛的应用。

二、梁式转换层技术概述

高层建筑结构转换层是建筑物不同结构相互连接的重点部分，它即是对下部建筑的封顶建筑，又作为建筑上部结构的基础，在整个建筑物结构构成中具有极为重要的纽带作用。转换层可沿着建筑的高度方向在建筑任意楼层进行布置，转换层的空间常常作为技术设备层，在其内安装管道、设备等附属设施，结构转换层的常见形式有实体板式、梁式、箱型等，其中梁式转换层使用最为常见，其具有设计简单、施工方便、受力清晰等特点，通常用在底部大空间剪力墙结构上，在梁式转换层当中，最常见就是钢筋混凝土梁式转换层。钢筋混凝土梁式转换层所用结构材料相对便宜，施工和设计相对较为简单，且经验及技术较为成熟，其缺点为自重和截面很大，在施工时模板支撑系统建设难度大。

三、梁式转换层结构的形式及受力分析

在实际工程中，梁式转换层结构的形式的应用相对较多，其原理是通过对下部转换大梁对上部结构实施支托。根据相关技术规程中的要求，对转换梁的最小高度及宽度进行了规范: 对于框支梁截面的宽度应小于框支柱相应方向上的截面宽度，与上墙体截面厚度相比应超过去2 倍，且不能低于 400mm。在实施梁上托柱时，应不能与梁宽方向的柱截面宽度低。在设计抗震过程中，与转换梁跨度相比，其高不能低于跨度的 1/6。在非抗震设计时，转换梁的高不能低于跨度的 1/8。从设计规程的要求中可以看出，多方面的制约是为了使转换梁结构的整体刚度得到保证，进一步将结构的可靠性得到增强。

对于梁式转换层结构的传力途径来说，其形式主要是墙、梁、柱之间的传力。具有直接及计算方便的特点。上部剪力墙刚度、剪力墙、转换大梁的相对刚度、转换大梁与下部支撑结构的相对刚度等对转换大梁的受力造成影响。从计算分析着手，不论转换大梁上部墙体是何种形式，只要墙体的长度足够，转换大梁中的弯矩与不进行还上不墙体作用分析进行比对，存在较小的`作用。同时，在一定范围内，转换大梁也会有受拉区出现。

四、梁式转换层的施工

1、模板与支架的施工

在施工技术中，混凝土梁式转换层的模板工程技术作为重要组成部分得到应用，与施工技术的基本属性及特点发挥着密切关系，这就将参数具备的难控性、条件自身的多变性以及理论和实际情况之间的差异性得到体现。作为技术研究的基本要求，确保与实际情况达到最大程度的符合。在设计模板工程中，主要包括以下内容: 模板装置的结构及构造设计、设置模板装置、装拆设计、模板装置的使用以及周转设计等。

（1）斜撑的施工

在设置斜撑杆时，应采用小于或等于 45°角的方式进行运用，沿柱面竖向排距应控制为 1m，梁底斜撑杆协调梁底模板的外钢楞，将其间距控制在 400mm，将其上端与模板底伸入，并扣接梁度模外钢楞，采用双扣件抗滑保险进行保护。梁底斜撑支架与梁下排架尽可能实施同时搭设，若跟不上也应对大量钢筋骨架就位之前实施搭设结束，促使斜撑支架及梁下排架的同步受力得到保证。将所有斜撑杆尽可能扣接梁下排架的立杆及横杆，同时连接楼层满堂架，促使斜撑支架的稳定性及整体性得到加强。

（2）立杆及扫地杆的施工

立杆的上端应和梁底的内楞、外楞实施分别扣接，促使产生双扣件抗滑移保险。立杆的下端在楼面上铺设的通长木板上存在的钢垫块上进行支撑。梁下排架下对扫地杆进行设置，中间运用两道大小横杆，运用斜撑在梁底排架两侧进行横向设置，纵向对双肢剪力撑进行设置。并在梁下排架和楼层满堂架构成一体，从而将排架的空间刚度得到增加。

（3）钢管支撑施工

在支撑体系中，一定应对木楔的顶紧状态、钉钉子及防止滑动现象进行检查，避免钢管对楼板进行作用，从而出现集中荷载现象。详细检查及验收进场的构配件，确保扣件及底托都具备出厂合格证书，对于碗扣脚手架应对碗扣及杆件的焊接质量进行检查，确保杆件不存在变形现象。当与规定要求相符后即可投入使用。要求各级对施工方案进行共同制定，逐级实施技术交底，结合碗扣脚手架施工方法及梁式转换架体支设的施工经验进行施工作业。

2、钢筋的连接及绑扎施工

对于高层建筑梁式转换层来说，存在大量钢筋用量，且型号多样。转换梁存在较大截面，梁上下的钢筋布置状况相对复杂，确保放样及下料达到准确效果，最为重要的则是对钢筋连接及绑扎进行合理安全。

（1）钢筋翻样及下料

转化大梁施工中存在大量钢筋用量，具有主筋长且布置密的特点。在两梁相交的柱节点区存在较多主筋，且包括腰筋及柱筋等，应对主筋实施弯起锚固，因此出现钢筋密集现象。任何主筋就位出现问题，都会导致大量返工出现，所以，钢筋顺利施工的前提这是准确地翻样及下料。

①在钢筋翻样前应对设计意图进行掌握，对设计文件及相关说明进行审核及熟悉。确保现行规范的相关规定得到掌握，在翻样过程中应与实际相结合对施工方便进行考虑。

②通常在柱节点区对转换大梁的主筋进行设计时，都应将其进行弯起锚固，具有施工难度较大的现象。在解决的过程中应与设计单位进行协调处理。

③应在跨中 1 /3 跨长内对梁上部的主筋接头进行设置，下部主筋接头应与支座 1/3 跨长内临近位置进行设置。由于梁中存在较多主筋，因此在主筋下料过程中，应对每根钢筋的接头位置进行考虑及调整，确保主筋的焊接接头处于相互错开，并能够与相关规范要求相符。

④为了便于钢筋的安装就位，且与相关规范要求相满足，必须按照就位顺序对所有梁主筋进行编号。

（2）各部位钢筋的连接方式

由于转换层钢筋的种类存在较多，钢筋在不同位置的受力状况也各不相同，所以，应对各部位的受力状况、经济效益、施工难度等内容，运用各不相同的连接方式进行使用。

①作为转换层中最为重要的受力单元，转换层大梁的主筋的连接方式应采用最为可靠的且不会对钢筋造成损害的方式，通常使用的连接方法是冷挤压连接法。

②应运用电渣压力焊对转换层柱钢筋及剪力墙竖向分布筋进行运用。

③通常运用闪光焊接的方式对转换层主梁腰筋、箍筋及连续梁的主筋和板钢筋进行操作。

（3）混凝土浇筑施工

转换梁混凝土浇筑存在施工量大，操作速度快，浇筑时间长的特点。在浇筑的过程中还应对温度应力所产生的作用进行考虑。所以，在施工过程中应对以下几点进行关注。

①尽可能在白天对混凝土施工进行运用，促使混凝土输送处于连续状态。运用分层的方式对混凝土进行浇筑，进各层浇筑的厚度控制在 300 ～500mm 范围内。使其每层之间的时间间隔控制在 1. 5 ～ 2h以内。

②运用机械振捣的方式对混凝土振捣进行操作，还应辅助人工扦插。在对振动器进行插入时，应运用快插慢拔的方式，当出现泛浆即可停止振动。将振动棒有半径 1. 25 倍的范围内对插入点距离进行控制。在梁柱节点位置，当出现密集的钢筋时，无法实施振动插入，则应运用钢扦插的方式，在梁柱侧模位置运用橡皮锤实施敲打，并使用人工振捣的方式对其进行弥补。

③浇筑楼板混凝土时，除了运用插入式振动器在梁处进行施工以外，还应在垂直浇筑方向运用平板振动器实施来回振捣。平板振动器实施成排施工，运用搭接的方式在排与排之间进行使用，促使混凝土振捣达到不漏的现象，进一步将其密实度得到保障。为了使楼板混凝土的厚度得到保证，除了标注出柱墙筋外的标高，还应采用钢筋构成的移动式高度控制件进行设置，从而保证楼板厚度，使其与设计要求相符。

五、结语

综上所述，在高层建筑钢筋混凝土施工时，要根据工程的具体情况对转换层的施工方案进行合理安排，精心落实转换层的组织施工，不断为其创造有利条件，从而改变原有施工中存在的一些不利因素，最终实现工程质量的控制，保证高层建筑的施工安全。

参考文献：

[1] 陈军：《高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术》，《信息系统工程》，10期

[2] 蒋冬球：《高层建筑梁式转换层施工技术研究》，《山西建筑》，33期

[3] 毛学墙：《高层建筑梁式转换层施工支撑体系的优化》，《工程质量》，23期

篇9：高层建筑结构设计研究论文

关于高层建筑结构设计研究论文

对于高层建筑工程来说，结构稳定性与安全性要求更为严格，为了实现工程结构支架，必须要设计一种能够进行结构转换的结构层。梁式转换层结构为高层建筑支架转换重要组成部分，可以在满足基础功能的前提下，提高工程结构的安全性。在对此结构形式进行设计时，需要从多个角度出发，做好每个细节的研究分析，选择合适的措施进行优化，争取不断提高工程设计效果。

1、高层建筑工程梁式转换层结构设计特点

梁式转换层结构传力途径为墙－梁－柱(墙)形式，具有传力明确、清晰、直接特点。转换结构主要作用是承受上部结构传达的竖向荷载，以及悬挂下部结构多层荷载力等，这样就导致转换结构构件存在很大的内力，在对结构进行设计时，就需要将对竖向荷载的控制作为研究要点。对高层建筑工程梁式转换层结构来说，基本上均具有比上部结构大于数倍的跨度，决定了结构设计时还需要做好对结构竖向挠度的控制。通常为提高转换层结构强度与刚度，会导致结构构件截面尺寸会加大。对高层建筑工程设计转换层结构，会沿着建筑高度方向对刚度均匀性造成影响，改变力的传播途径，成为竖向不规则结构，在对梁式转换层结构进行设计时，需要结合其所具有的特点来确定设计要点，选择措施做好每个环节的优化分析。

2、高层建筑工程梁式转换层结构设计原则

2．1减少竖向构件

在对高层建筑工程梁式转换层结构进行设计时，需要控制好竖向构件的数量。因为如果工程竖向构件数量较多，会减少转换构件数量，会降低转换效果。当整体结构转换层刚度突变减小时，会降低工程整体结构转换层的刚度，进而都会影响到抗震效果，对工程建设效果影响比较大。另外，在建筑物竖向高度方向上，在保证转换层存有足够承载力与刚度前提下，采取灵活的方式来进行多处整层布置，或者是在某层局部位置设置，可以采用分段布置或者间隔布置。

2．2结构位置布置

要提高转换层结构位置的合理性，一般情况下应将上升位置设计在比较低的位置，以免转换层结构位置过高而对框架剪力墙结构刚度与内力造成影响，情况严重的甚至会降低结构抗震性能。因此必须要做好对转换层结构位置的控制，严格遵守高位转换原理，结合实际需求来调整下部框架，提高结构刚度设计效果，避免出现轴向变形的问题。按照工程经验与研究结果，转换构件可以采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。

2．3下部结构刚度

在对转换层结构刚度进行控制时，需要确保结构上下部之间变形与结构刚度特征的统一性。因此，可以采取提升抗侧刚度的方法，确保建筑结构刚度的均匀性，将刚度质量中心与刚度中心完全整合在一起，避免出现中心偏移的情况，不断提高工程结构的逆转控制性能。同时，在对结构设计后需要保证简体结构整体抗侧刚度比重在下部结构中上升，达到提高简体截面的控制效果，将工程结构抗震荷载性能控制在专业范围内，提高结构抗震、防震性能，对高层建筑工程梁式转换层结构质量进行优化。

2．4转换层计算

在对转换层进行设计前，必须要结合实际情况对各环节的所有数据参数进行采集、计算与分析，最终形成统一的结构数据。各环节数据的计算分析结果直接决定了工程结构设计质量，要求设计人员必须要严格按照受力变形状况来进行数学建模，利用信息技术与计算机技术完成各项三维立体空间的构建。例如在对数据进行计算时，设计人员可以选择有限元方法对转换结构进行局部补充与计算，完成各项整体之间的两层结构模型计算，对各项模型条件做好相应的处理，保证所有模型数据均能够满足实际施工要求。

3、高层建筑工程梁式转换层结构设计实例分析

3．1工程概述

以某高层建筑工程为例，工程主楼地上建筑35层，地下3层，裙楼地上为3层，地下2层，施工时将地下1层楼作为上面结构固定端，并将主要楼层作为一个剪力墙结构，把结构转换层设置在固定端以上4层位置，使得结构转换层支架模式变成梁式转换层结构。转换层标高20m，转换层高为6m，转换区域面积为900㎡，形成一个L格局。转换层结构抗震等级为二级，设计活荷载为3.5KN/㎡，设置22根支柱结构，布置成矩形柱网络结构，主要钢筋为Ⅲ级钢(HRB400)，箍筋为的`Ⅱ级钢(HRB335)，混凝土强度等级为C60，核心筒面积大约为48㎡。另外，墙结构设计厚度为350mm，但是实际施工后中间墙厚度≥200mm，并采用Ⅲ级钢(HRB400)来作为边缘构建的纵向钢筋结构。剪力墙钢筋采用的Ⅱ级钢(HRB335)，混凝土强度等级为C50，框架支柱梁最大横截面积为1100mm×2300mm，最大净跨为7500mm，选择用Ⅲ级钢(HRB400)为纵向钢筋。

3．2梁式转换层结构设计

(1)模板支撑系统。在设计模板支撑系统前，需要从安全角度出发，利用专业软件以及人工组合的方式进行精确计算，确定出满足工程施工建设需求的安全参数，以及支撑钢管的横截面、跨度、空间间距等数据。另外，为提高结构施工的便利性，以及施工材料的利用效果，还需要做好模板装拆卸便利性的分析。尤其是要做好安装施工难点的分析设计，可以通过软件来设计出隐藏的分支节点，提高结构设计的合理性。

(2)转换大梁结构。高层建筑工程梁式转换层结构的设计，需要对应实际结构功能需求来进行相应分析。例如在对转换大梁进行设计时，需要对详细计算结构受力数据，依照竖向荷载或者承托建筑结构上部剪力墙内容，来完成各项组件的构建，为建筑结构抗震设计打下坚实的基础。另外，为提高工程各楼板之间的负载性能，必须要做好对结构刚度与强度的分析，确保工程结构竖向受力效果满足专业设计要求。

(3)钢筋下料与绑扎。对于转换梁纵筋来说，具有直径大、排数多、数量多等特点，并且在施工时一般还需要进行全长加密处理，构造腰筋必须要严格按照受拉钢筋锚固要求将其锚固在两端柱子内，这就对钢筋下料与绑扎环节的处理提出了更高的要求。设计时要求每一道梁式转换层钢筋放样与所下材料完全满足专业设计要求，并且要与设计方案对应。提前进行简单布局的排列，确定出最符合实际要求的设计方案，最后在进行相应的处理，避免下料处理后没有按照既定规则来安置钢筋，影响钢筋绑扎效果，而对最后混凝土的振捣效果造成影响。

(4)转换层计算。以提高结构设计合理性与有效性为目的，对转换层各细节做好设计，改善局部分析的合理性与有效性。在进行计算时可以选择用平面有限元的方式，分析不同数据之间的影响，并结合以往经验来做好各影响因素的控制，按照工程楼层实际情况进行计算。另外，为提高计算效果，还应对楼层平面内刚度实施三维空间盒子模型构建，提高模型数据与整体高层建筑梁式转换层结构控制的有效性。在转换梁截面计算时，如果转换梁承托上部普通框架，在转换梁常用截面尺寸范围内，转换梁受力基本与普通梁相同，可以按普通梁截面设计方法进行配筋计算。

4、结束语

高层建筑梁式转换层结构在设计施工时，往往会受到各项因素的影响，为提高其设计效果，必须要针对结构所具有的特点进行分析，严格遵循专业设计原则，做好每个细节的控制，做好各项数据的计算，争取不断提高工程建设效果。

篇10：高层建筑冲孔灌注桩设计研究的论文

近年来我国城市快速发展使得可用城市土地越来越少，而城市人口的不断增加，使得原本不多的人均土地变得更少。为了缓解城市人口增加带来的人均土地减少，市政部门一方面扩大城市面积，将原有近郊开发，提高城市土地面积。另一方面积极进行老城区改造，通过高层建筑的建设将土地使用率提高。在进行高层建筑时冲孔灌注桩是高层建筑桩基工程中使用比较广泛的一种桩型。高层建筑物,因其对地基和基础的承载能力和变形(竖向下沉及水平位移)的要求较高,大直径、深长或嵌岩灌注桩往往成为高层建筑地基处理的主选方案。

一、我国高层建筑冲孔灌注桩应用现状分析

在高层建筑、旧城改造的桩基础中，冲孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点被广泛应用。传统的冲(钻)孔灌注桩的施工工艺在成孔中,为避免塌孔必须采用泥浆护壁,但由于泥浆护壁所形成的泥皮影响了桩侧摩阻力的发挥；同时由于施工工艺上的原因,孔底沉渣不易清除,也影响了桩端阻力的发挥。因此目前较为常用的方法是在冲孔灌注桩上采用后压浆技术，其主要目的就是减轻或消除桩侧泥浆护壁和孔底沉渣对单桩极限承载力的影响,提高单桩承载力。采用冲(钻)孔灌注桩,可穿越所有土层,但成孔时要采用泥浆护壁会影响桩的承载力,桩底沉渣也不易清除,如果桩端要进入风化岩层则造价较高。如果将桩端持力层选择在砾卵石层上，同时采用后压浆技术,则可大大缩短桩的长度,通过注浆可消除或挤密桩侧泥皮和桩底沉渣并提高砾卵石层的桩端承载力,从而较大幅度地提高单桩承载力,减少工程造价。

二、高层建筑冲孔灌注桩基础设计

在进行高层建筑冲孔灌注桩的设计前，要根据当地施工经验和可选的基础形式结合场地地质情况,并对工程要求进行设计。

（一）高层建筑冲孔灌注桩基础设计

在进行高层建筑冲孔灌注桩基础设计时，要通过对工程所在地地质进行勘探，确定建筑物地质情况。然后确定桩基的选用，对于建筑物所受荷载大、变形控制严格以及工程拟建地地质较差的情况，要通过多种灌注桩的复合使用来达到建筑目的。通过分析和调查确认冲孔灌注桩位置与根数，然后对其进行有效计算。首先对桩长进行确定，然后估算单桩极限承载力。通过标准公式Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp（d＜800mm）,(d≥800mm)计算桩的竖向极限承载力标准值。另外还要多注意对各分项系数进行考虑。随着活载变异系数的增大，桩侧阻、端阻和承台底土反力分项系数均减少，恒载分项系数也相应减小，而活载分项系数则随之增大。随着承台底土摩擦角或粘滞力的变异性增大，桩侧阻、端阻、恒载效应、活载效应的分项系数均随之减少，承台底土反力分项系数相应增加。

在高层建筑冲孔灌注桩设计完成后为确保桩基质量万无一失,需从总数桩中按1％的比例且不应小于3根（工程总桩数在50根以内时不应少于2根）抽选工程桩作为试验桩,待试桩静载检测合格后方可全面施工桩基。

（二）高层建筑冲孔灌注桩设计中关于质量控制的注意事项

高层建筑冲孔灌注桩质量控制的注意事项，首先要对造孔进行质量控制。造孔质量包括:孔位偏差、桩孔垂直度偏差、孔径偏差及孔深与孔底沉渣厚度问题等。根据相关规范中的允许值对设计要求进行规定，在实际工程施工过程严格按照规定进行控制。对于冲孔灌注桩质量影响的另一个因素是清孔质量，在钻孔达到设计深度后,在灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度应符合下列规定:端承桩≤50mm;摩擦端承、端承摩擦桩≤100mm;摩擦桩≤300mm。为此,在清孔过程中应不间断地置换泥浆,直至浇注水下混凝土,并保持孔底500mm以内的泥浆比重<1.25,含砂率≤8%,粘度≤28s。这些数据及要求在进行灌注桩设计的时候都要考虑进去，以此来确定孔深等数据。另外对于混凝土拌制质量在设计时也应考虑进去，由于灌注混凝土工艺的特殊性,其对混凝土的性质及拌制质量有如下一些特定要求:①混凝土的强度应比设计强度提高5MPa;②混凝土的坍落度宜为18~22cm,并有一定的流动保持率,坍落度降至15cm的时间不宜小于1h,扩散度宜为34~38cm;③混凝土的初凝时间应满足整个灌注过程(从搅拌第1斗混凝土开始至灌完最后1斗混凝土并拔出导管为止),一般为3~4h,如运输距离较远,一般宜在混凝土中掺加缓凝剂。

（三）关于高层建筑冲孔灌注桩灌注设计分析

由于高层建筑冲孔灌注桩是整个工程质量的关键，因此针对混凝土的灌注也应在事前进行优良的设计，根据有关规定的相关要求，设计出适宜工程的混凝土混合比例、灌注量、混凝土搅拌时间等，根据不同的.地质情况及工程情况进行合理的设计。设计良好的混合量，将灌注间歇时间控制在15min之内,最多不得超过30min,每根桩整个灌注过程应尽可能控制在4~6h以内完成,以保证混凝土的均匀性。这就要求在施工前将单根桩及所用混凝土进行计算，通过前期的设计规划及施工前的计算做好混凝土的混合工作。而且混凝土滞留空气的时间对于混凝土的强度有一定的影响，因此根据混凝土应在1.5h内灌注完毕,夏季应在1.0h内灌完的要求，要结合灌注桩的要求进行混凝土混合，否则应掺加缓凝剂。混凝土应灌注至设计桩顶标高以上规定的高度,以保证设计桩顶标高以下混凝土的质量。三、高层建筑冲孔灌注桩试桩过程——设计效果的检验

一般在进行高层建筑冲孔灌注桩工程施工中，工程压浆管多用钢管制作,压浆管固定焊于钢筋笼上,上端止于距地表0.2-0.3m,以防移机或调换机具钻杆等情况下被损坏,桩端压浆管低于桩端50mm,并用特制的桩侧压浆阀和桩端压浆阀与压浆管相连。为防堵管,可以将把桩端压浆管改为大口径主桩端压浆管和小口径次桩端压浆管,以防堵管影响压浆质量。为保证注浆通道的通畅,检查注浆管是否连通,并将泥渣及泥皮的细粒推至外围,注浆前必须进行压水试验。同时记录压水试验的稳定压力,其稳定的注水压力可作为注浆施工的初始注浆压力。压水压力以压通为准,个别不通畅的注浆管,压水压力采用10MPa,多次反复进行直到压通,以保证注浆的顺利进行,确保注浆质量。成桩1周后进行注浆,每根桩注浆时间为1—2小时。压力注浆以压水试验的稳定压力1.5MPa为初始注浆压力,以终压浆压力大于2.5MPa和注浆量为1000kg水泥量作为施工的控制指标。对个别桩注浆压力低于2.5MPa,灌入量较大的桩,当地面未出现冒浆时,可适当提高水泥的灌入量,一般控制在2000kg左右;对注浆压力高于7MPa,可灌性差的桩,现场采用浓浆、慢速灌注及注注停停间歇注浆的办法,其终止时间以注浆压力控制,最大注浆压力不高于10MPa,且水泥量不少于800kg。每根桩注浆完毕,立即将注浆管拧上堵头,以防回浆,影响注浆效果。最终通过检测来测试高层建筑冲孔灌注桩设计时候达到工程要求。

结论

高层建筑冲孔灌注桩是整个工程设计与施工的重点，其对于整个工程质量有着重要的影响。因此在进行高层建筑冲孔灌注桩的设计时，要充分考虑建筑拟建地的地质情况与建筑施工地区的气候特点，将灌注中的各个环节充分考虑进去，以保障工程施工的质量。

参考文献

[1]陈中华.实用桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社,2005,1.

[2]张海华.建筑桩基技术规范及实施[J].建筑科技,2006,11.

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