预应力型钢混凝土梁式转换大梁裂缝机理分析
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转 换 、 筋 混凝 土拱 转换 等结 构形 式 。混凝 土 转换 大 钢 梁 作实 腹 梁转换 的一种 基础 结构 形式 为被 广泛 应 用 ，
但 是普 通 钢 筋 混凝 土 梁 梁 高 普遍 在 ３ ５ ６ ５ｍ， ． ～ ． 自
托 柱托 梁变 换频 繁 、 筑立 面收缩变 化 的部位 。 由于 建 劲 性钢 筋斜 撑等 在转 化层 平 面高度 集 中施工 难度 大 ， 轻 则产 生裂 缝返 工处 理拖 延进 度 ， 重则 导致 结构 受力 变 化 ， 结 构整体 产 生不利 影 响＿ 。 对 ４ ］
房， 下部楼 层 作 为 商 业 、 娱设 施 ＿ 。上 、 、 不 同 文 】 ］ 中 下
型钢混 凝 土作 为一 种新 型结 构 ， 合 了预应 力 的抗裂 综 优势 和 型钢混 凝 土 的小 截 面大 刚度抗 弯优 势 ， 因此 预
应力 型钢 混凝 土是 高层 建 筑 转换 层 中较 为 理 想 的 一 种转 换构 件 。
楼层 需要 有不 同的开 问进 深 ， 就需要 采 用不 同 的结构 形式 来 实现建 筑 功 能 上 的需 求 。有 转换 层 结构 高层
建筑 满 足 了功能 多样 、 上下 部分 平 面布 置相差 悬 殊 的 要求 ， 而在 高层 建筑 中广 泛应 用 。 从
２ 裂 缝 机 理 分 析
裂缝 。
采用梁Biblioteka Baidu转换 ， 转换层及 以下梁 、 柱混凝 土强度等级
为 Ｃ ５转 换层 以上 混凝 土 强度 等级 为 Ｃ ５ ４， ３ 。转 换 层 及 其 下部 为 框 支 结 构 ， 落地 剪 力 墙 和 支 撑 框 架 组 由 成 ， 高 ４ 其 中 型 钢 混 凝 土 转 换 梁 尺 寸 为 层 ．５ｍ，
钢转 换大 梁按 承载 力设 计往 往截 面尺 寸较 大 ， 由此 导 致 的混凝 土 收缩变 形 ， 温度 应 力 更 为 严 重 ， 加 上 转 再
由内部 型钢 与外 包 混 凝 土 组 成 的 型钢 混 凝 土大
梁， 传力途径明确 、 受力性能好 、 构造简单 、 施工方便 ， 受力合理性及抗震性能明显提高 。型钢混凝 土转换 梁不 仅能 很 大程 度 上 减小 截 面 尺 寸 ， 塑 形 、 且 耐久 性
土截 面 高度从 ２０ｍｍ 增 加至 ８０ｍｍ 时 ， 剪 强 度 ０ ０ 抗 大 约下 降 ５ ％ 。表 明混凝 土 梁截 面高 度 的增 加 在 一 ０ 定程 度 上会 降低斜 截 面承 载力 ［ 。 ５ ］
２ ２ 混凝 土材料 因素 ．
往往 难 以满 足要 求 ； 再者 型钢 与混凝 土粘结 力 只相 当 于 光 圆钢 与混 凝 土粘 结 力 的 ４ ％¨ ， 型 钢 翼 缘 外 ５ ３虽 ］ 侧 通过 焊接 铆钉 ． ）粘结 力但 由于粘 结滑 移 的存在 ， ＬＪ ￣Ｉ Ｊ
０ 引
言
故 效果 并不 十分 明显 ， 得 型钢混 凝土 不能 在保 证耐 使
久性 和 变形 的前 提 下 发 挥 全 部 的结 构 性 能 。预应 力
近 年来 ， 由于 高 层 建筑 使 用 功 能 上 的需 要 ， 部 上 楼层 往往 布置 住 宅 、 馆 ， 旅 中部 楼 层作 为 办公 写 字 用
转换 层部 位 是高层 建 筑就结 构 最为关 键 的部位 ，
既是抗 震加 强 、 刚度 集 中的部 位 ， 又是剪 力墙 柱交 错 、
１ 转换 结构形式
在高层建筑转换层结构 中， 转换形式有实腹梁转 换、 桁架 转 换 、 接 柱转 换 、 搭 箱型转 换 、 厚板 转换 、 撑 斜
收 稿 日期 ：Ｏ １Ｏ—Ｏ ２ ｌ ｌｌ
混凝 土 结构 在 浇筑 之 后 的凝 结 过程 中必 定 会 发
作者简介 ： 徐兴仁 （９ ３ ）男 ， １８ ， 安徽安庆人 ， 合肥工业大学建筑设计研究院助理工程师
３６ 《 ０ 工程与建设》 ２ ｌ 年第 ２ 卷第 ３ Ｏ１ ５ 期
生一定程度的收缩变形 ， 由于高层建筑抗震所要求的
和抗 震性 能也 优 于 普 通 钢 筋 混凝 土转 换 梁 。但 是 由
于 型钢混 凝 土转换 梁 截 面尺 寸较小 ， 裂和抗 弯 变形 抗
换大 梁上 托 剪 力 墙 体 ， 加 增 加 了转 换 梁 的绕 屈 变 更
形 ， 加 了梁 下部 裂缝 开展 的概 率 。 增 大 尺寸混 凝 土梁抗 剪强 度试 验结 果 表 明 ， 当混 凝
预 应 力 型 钢 混 凝 土梁 式 转 换 大梁 裂 缝 机理 分 析
徐 兴仁
（ 合肥工业大学 建筑设计研究 院 ， 安徽 合肥
摘
２０ ０ ） ３ ０ ９
要： 预应力型钢混凝土梁式转换层框架粱是集合 了型钢混凝土 结构和预应力结 构的特点 的一种新 型结构形 式。该文对 预应
力型钢混凝土转换梁结构在应用 中产生 的一些 问题进行介绍 ， 分析探讨 了转换层大梁裂缝产生的机理 ， 出了对该类结构 形式设 提 计及施工过程 中应注 意的事项 。 关键 词： 预应力 型钢混凝 土； 转换梁 ； 裂缝 中图分 类号 ： ＴＵ３ ８ ２ＴＵ９ ３ １ ７． ； ７． ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５ ８ （０ １ ０—３ ６０ １７ —７ １ ２ １ ）３０ ０ ３
“ 柱弱 梁 ， 节点 强 锚 固”转 换 梁 所 在 楼层 的柱 混 强 强 ， 凝土 强度 等级 一般 比梁 混凝 土高 出一个 等级 ， 以型 所 钢混 凝土 转换 梁受 到 两 侧梁 柱 强 节 点 的 约束 产 生 的 拉应 力超 过混凝 土抗 拉强 度 时 ， 则会 在 梁周表 面产 生
２ １ 设计 构造 因素 ．
转 换层 一般 位 于高层 建 筑 的 ５ ５层 之 间 ， ～２ 其要
重 大会 导 致刚度 及 应 力 集 中、 震 反 应 剧烈 ； 大 截 地 且
面尺 寸又 会影 响梁 的抗 剪性 能 ［ 。
承托上 部楼 层剪 力墙 或框 架柱 的巨大 竖 向荷 载 ， 型 故
但 是普 通 钢 筋 混凝 土 梁 梁 高 普遍 在 ３ ５ ６ ５ｍ， ． ～ ． 自
托 柱托 梁变 换频 繁 、 筑立 面收缩变 化 的部位 。 由于 建 劲 性钢 筋斜 撑等 在转 化层 平 面高度 集 中施工 难度 大 ， 轻 则产 生裂 缝返 工处 理拖 延进 度 ， 重则 导致 结构 受力 变 化 ， 结 构整体 产 生不利 影 响＿ 。 对 ４ ］
房， 下部楼 层 作 为 商 业 、 娱设 施 ＿ 。上 、 、 不 同 文 】 ］ 中 下
型钢混 凝 土作 为一 种新 型结 构 ， 合 了预应 力 的抗裂 综 优势 和 型钢混 凝 土 的小 截 面大 刚度抗 弯优 势 ， 因此 预
应力 型钢 混凝 土是 高层 建 筑 转换 层 中较 为 理 想 的 一 种转 换构 件 。
楼层 需要 有不 同的开 问进 深 ， 就需要 采 用不 同 的结构 形式 来 实现建 筑 功 能 上 的需 求 。有 转换 层 结构 高层
建筑 满 足 了功能 多样 、 上下 部分 平 面布 置相差 悬 殊 的 要求 ， 而在 高层 建筑 中广 泛应 用 。 从
２ 裂 缝 机 理 分 析
裂缝 。
采用梁Biblioteka Baidu转换 ， 转换层及 以下梁 、 柱混凝 土强度等级
为 Ｃ ５转 换层 以上 混凝 土 强度 等级 为 Ｃ ５ ４， ３ 。转 换 层 及 其 下部 为 框 支 结 构 ， 落地 剪 力 墙 和 支 撑 框 架 组 由 成 ， 高 ４ 其 中 型 钢 混 凝 土 转 换 梁 尺 寸 为 层 ．５ｍ，
钢转 换大 梁按 承载 力设 计往 往截 面尺 寸较 大 ， 由此 导 致 的混凝 土 收缩变 形 ， 温度 应 力 更 为 严 重 ， 加 上 转 再
由内部 型钢 与外 包 混 凝 土 组 成 的 型钢 混 凝 土大
梁， 传力途径明确 、 受力性能好 、 构造简单 、 施工方便 ， 受力合理性及抗震性能明显提高 。型钢混凝 土转换 梁不 仅能 很 大程 度 上 减小 截 面 尺 寸 ， 塑 形 、 且 耐久 性
土截 面 高度从 ２０ｍｍ 增 加至 ８０ｍｍ 时 ， 剪 强 度 ０ ０ 抗 大 约下 降 ５ ％ 。表 明混凝 土 梁截 面高 度 的增 加 在 一 ０ 定程 度 上会 降低斜 截 面承 载力 ［ 。 ５ ］
２ ２ 混凝 土材料 因素 ．
往往 难 以满 足要 求 ； 再者 型钢 与混凝 土粘结 力 只相 当 于 光 圆钢 与混 凝 土粘 结 力 的 ４ ％¨ ， 型 钢 翼 缘 外 ５ ３虽 ］ 侧 通过 焊接 铆钉 ． ）粘结 力但 由于粘 结滑 移 的存在 ， ＬＪ ￣Ｉ Ｊ
０ 引
言
故 效果 并不 十分 明显 ， 得 型钢混 凝土 不能 在保 证耐 使
久性 和 变形 的前 提 下 发 挥 全 部 的结 构 性 能 。预应 力
近 年来 ， 由于 高 层 建筑 使 用 功 能 上 的需 要 ， 部 上 楼层 往往 布置 住 宅 、 馆 ， 旅 中部 楼 层作 为 办公 写 字 用
转换 层部 位 是高层 建 筑就结 构 最为关 键 的部位 ，
既是抗 震加 强 、 刚度 集 中的部 位 ， 又是剪 力墙 柱交 错 、
１ 转换 结构形式
在高层建筑转换层结构 中， 转换形式有实腹梁转 换、 桁架 转 换 、 接 柱转 换 、 搭 箱型转 换 、 厚板 转换 、 撑 斜
收 稿 日期 ：Ｏ １Ｏ—Ｏ ２ ｌ ｌｌ
混凝 土 结构 在 浇筑 之 后 的凝 结 过程 中必 定 会 发
作者简介 ： 徐兴仁 （９ ３ ）男 ， １８ ， 安徽安庆人 ， 合肥工业大学建筑设计研究院助理工程师
３６ 《 ０ 工程与建设》 ２ ｌ 年第 ２ 卷第 ３ Ｏ１ ５ 期
生一定程度的收缩变形 ， 由于高层建筑抗震所要求的
和抗 震性 能也 优 于 普 通 钢 筋 混凝 土转 换 梁 。但 是 由
于 型钢混 凝 土转换 梁 截 面尺 寸较小 ， 裂和抗 弯 变形 抗
换大 梁上 托 剪 力 墙 体 ， 加 增 加 了转 换 梁 的绕 屈 变 更
形 ， 加 了梁 下部 裂缝 开展 的概 率 。 增 大 尺寸混 凝 土梁抗 剪强 度试 验结 果 表 明 ， 当混 凝
预 应 力 型 钢 混 凝 土梁 式 转 换 大梁 裂 缝 机理 分 析
徐 兴仁
（ 合肥工业大学 建筑设计研究 院 ， 安徽 合肥
摘
２０ ０ ） ３ ０ ９
要： 预应力型钢混凝土梁式转换层框架粱是集合 了型钢混凝土 结构和预应力结 构的特点 的一种新 型结构形 式。该文对 预应
力型钢混凝土转换梁结构在应用 中产生 的一些 问题进行介绍 ， 分析探讨 了转换层大梁裂缝产生的机理 ， 出了对该类结构 形式设 提 计及施工过程 中应注 意的事项 。 关键 词： 预应力 型钢混凝 土； 转换梁 ； 裂缝 中图分 类号 ： ＴＵ３ ８ ２ＴＵ９ ３ １ ７． ； ７． ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５ ８ （０ １ ０—３ ６０ １７ —７ １ ２ １ ）３０ ０ ３
“ 柱弱 梁 ， 节点 强 锚 固”转 换 梁 所 在 楼层 的柱 混 强 强 ， 凝土 强度 等级 一般 比梁 混凝 土高 出一个 等级 ， 以型 所 钢混 凝土 转换 梁受 到 两 侧梁 柱 强 节 点 的 约束 产 生 的 拉应 力超 过混凝 土抗 拉强 度 时 ， 则会 在 梁周表 面产 生
２ １ 设计 构造 因素 ．
转 换层 一般 位 于高层 建 筑 的 ５ ５层 之 间 ， ～２ 其要
重 大会 导 致刚度 及 应 力 集 中、 震 反 应 剧烈 ； 大 截 地 且
面尺 寸又 会影 响梁 的抗 剪性 能 ［ 。
承托上 部楼 层剪 力墙 或框 架柱 的巨大 竖 向荷 载 ， 型 故