钢筋混凝土转换层结构的发展现状及实例分析
高层建筑中转换层结构的现状和发展
高层建筑中转换层结构的现状和发展(黑龙江农垦勘测设计研究院黑龙江哈尔滨 150090)摘要:带转换层结构的高层建筑结构由于其能满足不同的功能要求因此备受亲赖。
本文对转换层结构的基本概念及设计原则进行归纳和总结,总结目前对转换层结构的研究现状,及需要继续深入研究的问题,为以后的研究指明方向。
关键词:转换层结构;设计原则;现状;发展趋势城市建筑随着人类社会生产力的发展、建造技术水平的不断提高和使用空间的日趋紧张,大型化、社会化、复杂化与现代化的高层建筑已成为城市社会系统的重要组成部分。
有的建筑物上部可能需要小开间的轴线布置和需要较多的墙体;中部需要中等大的室内空间;下部需要大的空间,要求柱网大、墙体要少以满足建筑功能的要求。
这就与结构受力的正常布置正好相反,为了满足建筑功能的要求,将上部布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。
为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置结构转换层,在结构转换层布置转换构件。
1转换层结构的设计原则转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变,地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节,对结构抗震不利,故采用转换层结构设计时应遵循以下原则:(1)尽可能减少需结构转换的竖向构件,直接落地的竖向构件越多,转换结构越少,转换层造成的刚度突变就越小,对结构抗震更有利。
(2)转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高。
(3)强化下部,弱化上部,抗震设计时应保证转换层上、下部主体结构的总剪切刚度比值不大于2。
(4)优化转换层结构。
选择具有明确传力路径的转换层结构型式,以便于结构分析设计和保证施工质量。
在满足建筑物安全和经济要求的前提下,转换层刚度宜小不宜大。
2转换层结构在国内的研究现状我国在20世纪70年代中期就开始对框支剪力墙结构进行研究,有理论研究、模型试验和现场实例。
中国建筑科学研究院(以下简称建研院)等通过模型实验分析了底层框支剪力墙结构在竖向荷载下的受力性能。
我国混凝土结构发展及典型案例分析
混凝土工程万州桥来自• 第一阶段为钢筋混凝土小构件的应用,设计计算
依据弹性理论方法。1801年考格涅特发表了有关 依据弹性理论方法。1801年考格涅特发表了有关 建筑原理的论著,指出了混凝土这种材料抗拉性 能较差,到1850年法国的兰博特首先建造了一艘 能较差,到1850年法国的兰博特首先建造了一艘 小型水泥船,并于1855年在巴黎博览会上展出; 小型水泥船,并于1855年在巴黎博览会上展出; 接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨 接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨 架作配筋的混凝土花盆并以此获得专利;后来, 康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理 康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理 论与设计手稿;1872年美国人沃德建造了第一幢 论与设计手稿;1872年美国人沃德建造了第一幢 钢筋混凝土构件的房屋;1906年特纳研制了第一 钢筋混凝土构件的房屋;1906年特纳研制了第一 个无梁平板。从此钢筋混凝土小构件已进入工程 实用阶段。
进一步发展工业化体系如大模板现浇和大板体系。高层建筑结构体系 的发展, 的发展, 如框桁 体系和外伸结构的采用 。 在设计中引入概率方法。由于计算机的发展和普及, 在设计中引入概率方法。由于计算机的发展和普及, 在结构工程领域 内引起深刻的改 革和革命。专家系统的采用; 计算机辅助设计和绘图(CAD 革和革命。专家系统的采用; 计算机辅助设计和绘图(CAD , CA G) 的 程序化, 程序化, 包括结 构动态分析图形的描绘, 因而改进了设计方法和提高设计质量, 构动态分析图形的描绘, 因而改进了设计方法和提高设计质量, 也减轻 了设计工作量, 了设计工作量, 提 高了人的工作效率。优化设计和施工的实际广泛应用, 高了人的工作效率。优化设计和施工的实际广泛应用, 节约了建设投 资。 振动台试验和拟动力试验以及风洞试验较普通地开展。建筑和桥梁结 构的主、被 动抗震控制的实际应用。计算机模拟试验大大减少了试验工作量, 动抗震控制的实际应用。计算机模拟试验大大减少了试验工作量, 节 约了大量人力和物力。
钢筋混凝土结构发展现状
钢筋混凝土结构发展现状
钢筋混凝土结构是目前世界上使用最广泛的建筑结构形式之一,其发展现状主要体现在以下几个方面:
1. 施工技术:随着施工技术的不断创新和发展,钢筋混凝土结构的施工效率和质量有了大幅提升。
现代的施工技术包括模板支撑系统、自动化混凝土搅拌和运输设备、精密激光测量等,大大缩短了施工周期,提高了安全性能。
2. 材料技术:随着材料科学的不断进步,钢筋混凝土结构所使用的混凝土和钢筋等材料也逐渐得到优化和改进。
新型混凝土材料如高性能混凝土和自密实混凝土通过改变混凝土的配方和生产工艺,提高了材料的强度、耐久性和抗裂性能。
同时,高强度钢筋和预应力钢筋的使用也进一步提高了结构的承载能力。
3. 结构设计:随着结构分析软件的普及和发展,结构设计的计算和优化越来越精确和高效。
同时,新的设计理念如BIM技
术(建筑信息模型)的应用也使得钢筋混凝土结构的设计更加全面和可靠。
4. 结构形式:在结构形式方面,钢筋混凝土结构也在不断创新和优化。
传统的框架结构、梁柱结构逐渐发展为组合结构、剪力墙结构、筒体结构等,以适应不同的建筑需求和设计要求。
总体来说,钢筋混凝土结构在施工技术、材料技术、结构设计和结构形式等方面都取得了较大的进步和突破,能够有效满足不同类型建筑的需求,并具有较好的经济性、安全性和可持续
性。
不过,也需要不断关注和研究新的技术和材料,推动钢筋混凝土结构的进一步发展和创新。
论高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术 关先龙
论高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术关先龙摘要:本文对高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术进行探讨。
在高层建筑中,建筑施工质量是非常重要的,而钢筋混凝土转换梁是现在经常在高层建筑中应用一个钢筋混凝土结构的施工工艺,是一种过渡技术,施工质量很重要。
关键词:高层建筑;钢筋混凝土;梁式转换层;施工;技术一、梁式转换层的现状随着高层建筑工程中层数上升,建筑功能有所变化,这也就常常要求下层的较大间距的柱网与其上小间距的梁柱框架组成其共同受力的结构。
而且梁式转换层之上的墙承式,这也便构成了梁与墙共同的结合结构,称为墙梁结构。
墙梁是由钢筋混凝土托梁和墙组成的组合构件,从国内外大量试验和理论分析可以看出,转换梁上部墙体处于受压状态,转换梁处于偏心受拉状态。
较为理想的是墙满载于转换梁,形成下梁上墙的暗梁式结构体系。
实际上,由于建筑功能要求,经常出现墙不是满跨布置在转换梁上,而是跨度的一部分,或者由于门窗洞口位置不居跨中,形不成墙梁组合结构,于是将墙体考虑为梁上荷载。
某建筑上程学院对钢骨混凝土梁式转换层进行了结构抗震性能试验研究,结合实际工程,进行了两棍框架梁式转换层结构缩尺模型在水平低周反复荷载下抗震性能试验,其中一棍的转换梁和与其相连的框支柱采用了钢骨混凝土结构。
二、高层建筑结构层的特点高层建筑结构层能够通过转换剪力墙的结构,完成框架和剪力墙之间的转换,这是高层建筑结构层的其中一个特点;为了增加高层建筑的立体设计感和空间感,往往通过高层建筑结构层展示不对齐的设计,在展示的过程中,结构层能够充分发挥其灵活性的特点,增强整个建筑的空间感和层次感;与此同时,在上下受力柱的安排方面,高层建筑结构层也能够充分发挥功能,完成受力柱的合理调整。
转换层的荷载来源于多个方面,有转换层的内应力,还有建筑下部的符合应力和上部的重力压力,在这些力的作用下,转换层要能够具有充足的质量保证,才能使得整个建筑稳固牢固,常年屹立。
转换层的设计,关系到整个建筑的质量状况,建筑工程在施工的时候,也要充分考虑转换层的受力状况,以合理分配整个建筑的受力状况,保持建筑的稳定特性得以维持,避免出现受力不均的情况。
浅析国内外钢筋混凝土的发展现状 修改
浅析国内外钢筋混凝土的发展现状摘要:19世纪中叶,钢筋混凝土开始被逐渐的采用,到目前为止,也不过经历了一百多年而已。
但是,钢筋混凝土的发展极为迅猛,并且已经成为现代的工程结构中使用最为广泛和大量的材料。
钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种材料共同组成,并且,在使用过程中,钢筋和混凝土两者也是共同受力.虽然钢筋混凝土的出现到今天只是短短一百年,但是钢筋混凝土结构在材料制造、计算理论以及施工技术等方面都已经得到飞速的发展,并且还将继续快速发展下去.在很多建筑中,钢筋混凝土都充当主要的受力材料。
关键词:钢筋混凝土国内外发展一、钢筋混凝土的结构的发展历史简介在我国,第一包水泥下线的时间是1876年,之后才逐渐有建筑开始采取钢筋混凝土结构。
早在2002年我国混凝土的年产量就达到了15亿立方米,而建筑用钢材的产量也达到了0。
3亿吨,无论是我国混凝土总产量还是建筑用钢材的产量,在世界中都已经位列第一了。
例如已经建成使用的上海金茂大厦,低下3层,地上88层,建筑高度为420.5米;还有采用预应力混凝土结构的上海电视塔,其塔高为468米,主体结构为350米;再加上全长为7658米,主桥跨径为602米的采用双塔双索面钢筋混凝土和钢叠合斜拉桥结构的上海杨浦大桥;以及全长125米、墩墙高44米、号称全世界最大的预应力混凝土坞式结构的三峡升船机上闸首.这些都是钢筋混凝土结构的代表性产品。
短暂的一百多年中,钢筋混凝土在材料制造、计算理论和施工技术方面的发展都相当迅猛,并且还在继续的快速发展中。
二、混凝土行业的现状中国混凝土行业的发展阶段分析在中国,混凝土发展与中国的经济发展关系密切,大致上分为三个阶段:萌芽阶段:这个阶段是1949—1978,这个阶段之所以会开始逐渐发展,主要是因为建国初期,我国制定的是以重工业为主导地位的计划经济时代。
只不过1949年整个年度全国的国内生产总值也不过466亿元,太过薄弱的经济实力导致国家对于基础建设的投资较少,所以对混凝土行业基本产生不了拉动作用,而且,那时候的混凝土还仅限于企业内部使用,并未完全的进入社会,所以也不算是商品。
钢筋混凝土的发展趋势和应用前景
钢筋混凝土的发展趋势和应用前景钢筋混凝土是一种常用的建筑材料,其发展趋势和应用前景备受关注。
本文将从技术创新、可持续发展和应用领域三个方面探讨钢筋混凝土的发展趋势和应用前景。
一、技术创新是钢筋混凝土发展的关键。
随着科学技术的不断进步,钢筋混凝土的技术创新也在不断推动。
首先,新型的材料和添加剂的应用使得钢筋混凝土的强度、耐久性和施工性能得到了极大的提升。
例如,纳米材料的引入可以增强混凝土的力学性能,改善其抗裂性能和耐久性;高性能混凝土的研发和应用使得钢筋混凝土结构更加轻巧、牢固和耐久。
其次,新的设计理念和施工技术也为钢筋混凝土的发展提供了新的方向。
例如,预应力混凝土的广泛应用使得更大跨度的桥梁和建筑物成为可能;模块化和工业化建造的推广使得钢筋混凝土结构的施工效率大大提高。
二、可持续发展是钢筋混凝土发展的重要方向。
在当前全球可持续发展的背景下,钢筋混凝土的环境友好性和资源利用率成为了关注的焦点。
首先,钢筋混凝土的生命周期分析和评估可以帮助优化建筑结构设计,减少能源消耗和二氧化碳排放。
其次,废弃钢筋混凝土的再利用和回收利用可以减少对原材料的依赖,降低资源消耗。
例如,利用废弃钢筋混凝土进行再生骨料的生产,不仅可以减少对天然骨料的开采,还可以减少废弃物的排放。
另外,探索新型的可持续材料和建筑技术也是钢筋混凝土可持续发展的重要方向,例如利用工业废渣制备新型水泥和混凝土,或者采用可再生材料替代传统材料。
三、钢筋混凝土的应用前景广阔。
钢筋混凝土在建筑领域有着广泛的应用,如住宅、商业建筑、桥梁、隧道等。
随着城市化进程的不断推进,人们对建筑品质和耐久性的要求越来越高,钢筋混凝土的应用前景也越来越广阔。
特别是在抗震、防火、耐久性等方面,钢筋混凝土具有明显的优势,能够满足高强度和高耐久性的要求。
此外,随着人们对环境保护的重视,钢筋混凝土的应用也得到了进一步推广。
例如,在海洋工程领域,钢筋混凝土结构具有良好的抗腐蚀性能,能够有效应对海水侵蚀和风浪冲击。
高层建筑梁式钢筋混凝土转换层模板支撑技术分析
高层建筑梁式钢筋混凝土转换层模板支撑技术分析随着城市化进程的不断推进,高层建筑的建设呈现出越来越快的发展趋势。
在高层建筑结构中,梁式钢筋混凝土转换层是连接上下两个不同结构体系的重要部分,其施工质量关系到整个建筑结构的安全性、稳定性和耐久性。
本文将对钢筋混凝土转换层模板支撑技术进行分析,以期提高模板支撑施工的质量和效率。
一、梁式钢筋混凝土转换层的特点和施工难点梁式钢筋混凝土转换层是高层建筑中不可避免的结构构件,其主要作用是为高层结构上下两个不同结构体系之间提供一个平面过渡区域,起到“过渡梁”的作用。
梁式钢筋混凝土转换层的构成包括上下两层楼板,围护墙、柱子和梁。
由于转换层的结构较为复杂,加之上下部结构体系的不同,因此梁式钢筋混凝土转换层的施工存在以下几个难点:1. 转换层结构复杂:转换层是多个结构构件之间的拼装组合,其构造复杂,要求施工中精准、严谨,尤其是钢筋、混凝土和模板的质量控制和拼装要求较高。
2. 钢筋制作工艺要求高:由于转换层的钢筋中心距较小,连接方式复杂,且受力部位多,因此钢筋的制作要求非常高,精度要求达到十分之一毫米。
同时,钢筋加工要求质量好,无锈蚀、裂纹等缺陷。
3. 混凝土浇筑难度大:转换层的高度一般在6到8米之间,混凝土浇筑难度非常大,需要使用泵车,在浇筑过程中对混凝土进行振捣和充实。
4. 模板支撑难度大:由于高层建筑需要使用大面积的模板,同时模板在施工过程中也存在一定的变形,施工时模板的支撑和调整难度较大,需要使用专业的支撑设备和调整技术。
在梁式钢筋混凝土转换层的施工中,模板支撑技术是至关重要的一环。
优质的模板支撑技术能够有效地保障施工质量和进度,避免出现模板松动、变形等施工质量问题。
下面将对模板支撑技术进行更为详细的分析。
1. 模板框架的搭设模板框架的搭设是模板支撑技术的重要环节之一,其搭设质量直接影响浇筑后混凝土表面的质量和整体结构的稳定性。
模板框架主要由梁、柱、立杆、水平杆、斜杆组成,要求各个构件之间连接紧密、稳固可靠。
高层建筑中转换层结构的现状及发展
高层建筑中转换层结构的现状及发展【摘要】近年来国内外高层建筑发展迅速,现代高层建筑越建越高、越建越大,其建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展。
在同一座建筑中,沿房屋高度方向的建筑功能要发生变化,上部楼层布置旅馆、住宅;中部楼层作为办公用房;下部楼层作商店、餐馆和文化娱乐设施。
这种不同用途的楼层需要大小不同的结构形式。
文章介绍高层建筑转换层的概况,对转换层的几种转换方式进行分析比较,探讨转换层结构的发展趋势,提出研究中存在的问题,表明转换层结构推动了高层建筑及其结构体系的发展。
【关键词】高层建筑;转换层结构;转换方式;现状;发展1 引言现代高层建筑正向体型复杂、功能多样、造型新颖的方向发展。
例如, 在同一座建筑中, 沿房屋高度方向建筑功能常要发生变化,上部楼层布置旅馆、住宅;中部楼层用作办公用房;下部楼层布置商店、餐馆和文化娱乐设施,这种不同用途的楼层需要采用不同形式的结构。
从建筑功能上看,上部需要小开间的轴线布置并需要较多的墙体以满足旅馆和住宅的功能要求;中部则需要较小的或中等大小的室内空间, 可以在柱网中布置一定数量的墙体以满足办公用房的功能要求;下部需要尽可能大的自由灵活的室内空间,要求柱网大, 墙体尽量少,以满足商店、餐馆等公用设施的功能要求。
上述要求与结构的合理布置正好相反。
由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大、墙体多、柱网密,而到上部则逐渐减少墙体及柱的布置,以扩大柱网。
这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。
因此,为了适应建筑功能的变化,就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件,即转换层结构。
2.常见的转换层结构形式2.1 梁式转换层梁式转换层目前应用最为广泛,它设计和施工简单,受力明确,一般用于底部大空间框支剪力墙结构。
当需要纵横向同时转换的时候,采用双向梁布置。
单向托梁、双向托梁连同上、下层较厚的楼板共同工作,可以形成刚度很大的箱形转换层,这一形式在铁路工程中是常见的结构形式,而在房屋结构则很少。
钢筋混凝土的发展及其现状
钢筋混凝土的发展及其现状长沙理工大学摘要:钢筋混凝土从19世纪中叶开始采用以来,至今仅有一百多年的历史,其发展极为迅速。
钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的共同受力的结构。
钢筋混凝土结构的材料制造、计算理论及施工技术等方面都已经历了很大的发展并且还在继续向前发展。
钢筋混凝土结构是水利水电工程中最基本的结构形式。
关键词:钢筋混凝土结构,耐久性能,裂缝,腐蚀,试验技术。
1、钢筋混凝土结构的发展简史我国在1876年开始生产水泥,逐渐有了钢筋混凝土建筑物。
全国的混凝土年产量据2002年统计就已达到了15亿立方米,建筑用钢材达3000万t,占世界的首位。
已建成的上海金茂大厦,地上88层,地下3层,建筑高度420.5m;采用预应力混凝土结构的上海电视塔,主体结构高350m,塔高468m;外形美丽的上海杨浦大桥,全长7658m,主桥为双塔双锁面钢筋混凝土与钢叠合斜拉桥结构,主桥跨径602m;三峡升船机上闸首结构全长125m,墩墙高44m,航槽宽18m,设计水头34m,校核水头39.4m,是目前世界上最大的预应力混凝土坞式结构。
钢筋混凝土结构的材料制造、计算理论及施工技术等方面都已经经历了很大的发展,并且还在继续向前发展。
在材料研究方面,主要向高强、高流动性、自密实、轻质、耐久及具备特意性能方面的混凝土发展。
目前轻骨料混凝土已在工程上应用。
各种轻质混凝土、绿色混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、耐腐蚀混凝土、微膨胀混凝土、水下不分散混凝土以及品种繁多的外加剂在工程中的应用和发展,已使大跨度结构、高层建筑、高耸结构和具备某种特殊性能的钢筋混凝土结构的建造成为现实。
另外,有专家预计,到21世纪末纤维混凝土的性能得到极大的改善。
采用高强度的材料,是发展钢筋混凝土结构的主要途径。
目前我国建筑结构安全度总体上低于欧美发达国家,但材料用量并没有相应降低。
这是因为就全国而言,我国建筑工程上采用的钢筋和混凝土平均强度等级,均低于欧美发达国家。
转换层结构的研究现状及发展趋势
3 转换层 结构研 究现状
转 换层 结构 可 以满足 人们对 建筑 不 同的使 用要 求 ,因此 这种 结构 形式 受到 了建筑 业 的亲赖 ,但 对 这种 结构 的设 计和 施 工技术 都还 不是很 成 熟 ,因此 这些年 很 多人对 这种 结构 形式进 行 了大量 的研
( )利用 转 换 层 结 构可 以 同时满 足 结 构 型 式和 轴 线 的转 换 ,如 图 2 ( )所 示 。这 一类 型 是 3 C
将 上 部 剪 力墙 结 构 转 换成 下 部框 架 结 构 的 同时 ,实现 转 换 层 上 、下轴 网错 开 ,形 成 结 构 的错 位 布
置【 。
宽扁 梁转 换结 构等 。不 同的结构 形式各 有优 缺 : ( )梁式 转换 。梁式 转换结 构是采 用转 换大 梁来完 成竖 向荷载 传递 的。这种 结构 因为传 力 比较 1 明确 、计 算相 对简单 而且施 工较 为方便 ,所 以 目前对梁 式转 换结 构研 究和应 用 的 比较 多 。 ( )板 式转换 。板 式转 换是采 用厚板 来 实现转 换层 上下荷 载传 递 。一般 当柱 网变化 较大 ,框 支 2
p] o。
西安交通大学土木工程学院的郝安民,黄雄军,就带转换层剪力墙结构的弹性抗震性能进行了
研究,并提出基于刚性楼板假定时,对于高位转换 ,高阶振型对结构地震相应的影响较大,因此在 分析时建议振型组合数不少于 2 ;通过对弹性和刚性楼板模型对 比研究,发现采用弹性楼板假定分 0 析得到的转换层楼层框架柱承担的层剪力比例明显大于采用刚性楼板假定分析得到的框架柱所承担 的层剪力的比例【 。山东建筑工程学院的傅传国、中国电子工程设计 院的娄宇、蓬莱水利设计院的 l ¨
2 转换层 结构 的基本概念及分类
钢筋混凝土的发展前景介绍例
新材料、新工艺和新施工方法的研究和应用
• 高强混凝土应以工程特性来划分, 而不应以时间的推移而 改变。目前认为C50 以上的混凝土为高强度, C100 以上 则为超高强混凝土。70 年后期, 丹麦率先采用掺微硅粉 (micro2silica f ume , 我国习称硅粉) 制作高强混凝土。至 80 年代中期可制成C200 以上的混凝土。原先认为硅粉是 惰性材料, 在混凝土内仅起填充作用(使混凝土密度增大而 达到提高强度的作用, 因为混凝土强度近似地与其密度成 比例) , 后来研究表明硅粉也有一定的活性。密筋混凝土组 合材料(compact rein2forced composite) 的强度可达 C400 , 因配筋率高达10 % , 甚至更高, 其容重达 40kN/m3 , 则强度与容重比λ达10000m , 而一般软钢在 4000~5000m。显然这项比率愈高愈好; 就这点而言, 密 筋混凝土是优于普通钢, 对降低自重是有效的, 而钢板焊接 受焊缝的制约, 是受到限制的(80 年代国际上只能焊到 300mm 厚钢板) , 而密筋混凝土的厚度则不受限制。所以 笔者基于对“轻质高强”作广义理解, 似应以λ为指标。国 内也已进行过密筋混凝土的试验研究[5 ] 。我校博士研究 生在其学位论文中制成强度为369MPa 的纤维加强水泥基 材料[6 ] 。因为高强度混凝土都具有良好的工程特性, 故往 往将高强度与高性能混凝土通用。实际高性能混凝土的强 度有时并不高。
谢谢观看
西尔斯大厦
• 大厦高443米,是当今世界最高建筑物 之一。总建筑面积418000平方米,地 上110层,地下3层。底部平面 68.7×68.7米,由9个22.9米见方的正方 形组成。在这些正方形的范围内都不另 设支柱,租用者可按需要分隔。整个大 厦平面随层数增加而分段收缩。在51层 以上切去两个对角正方形,67层以上切 去另外两个对角正方形,91层以上又切 去三个正方形,只剩下两个正方形到顶。 大厦结构工程师是1929年出生于达卡的 美籍建筑师法兹勒汗(Fazlur Khan)。他 为解决像西尔斯大厦这样的高层建筑的 关键性抗风结构问题,提出了束筒结构 体系的概念并付诸实践。整幢大厦被当 作一个悬挑的束筒空间结构,离地面越 远剪力越小,大厦顶部由风压引起的振 动也明显减轻。顶部设计风压为305千 克力/米2,设计允许位移(振动时允许 产生的振幅)为建筑总高度的1/500, 即900毫米,建成后最大风速时实测位 移为460毫米。
浅析钢筋混凝土梁式转换层施工技术
浅析钢筋混凝土梁式转换层施工技术一、建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术的现状随着建筑事业的发展,高楼层建筑功能也在发生着转变,这样就要求下层的大间距柱网支撑着较小间距的柱网,并且要求转换层的传力梁要与其上小间距的梁柱框架共同组成受力的结构。
梁式转换层之上的墙承式,便构成梁和墙共同工作的组合结构,称为墙梁结构。
墙梁是由钢筋混凝土托梁和R.C墙组成的组合构件,实践证明,转换梁上部墙体处于受压状态,转换梁处于偏心受拉状态。
较为理想的是墙满载于转换梁,形成下梁上墙的暗梁式结构体系。
考虑到建筑功能的需要,往往将墙并非满跨布置于转换梁上,而只是跨度的一部分,或因为门窗洞口的位置不在跨中,不能形成墙梁组合,于是将墙体考虑为梁上荷载。
二、建筑钢筋混凝土梁式转换层的优势以及特点1、建筑钢筋混凝土梁式转换层的优势就建筑而言,由于其下部结构存在的受力较大,就致使建筑的施工困难增加。
但是,建筑的上部结构受力较小,这就与一般的建筑物结构正好相反,也造成了施工的困难,从而对建筑工程的安全性产生了一定的影响。
通过实践可以发现,针对建筑结构来说,设置转换结构构件可以很好的地解决这一问题。
简单的说,转换结构构件所在的楼层就是转换层。
2、建筑钢筋混凝土梁式转换层的特点就建筑钢筋混凝土梁式转换层而言,由于其结构类型的适用范围较为广泛,能够创造较大的内部自由空间就是它的最大的特点。
此结构类型的应用范围集中在上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构,其结构优势较符合此类结构的实际情况。
通过上部楼层剪力墙结构通过转换层轴线错开实现的,也是其优势所在。
但是,在轴线发生改变的过程中转换层上、下结构形式没有随之改变,这是此类型的重要特征之一。
在建筑施工的过程中,钢筋混凝土梁式转换层的施工技术是较为多样化的,需要根据实际工程具体选择。
三、建筑钢筋混凝土梁式转换层的技术流程与要点1、钢管支撑与模板工程的施工钢板支撑与模板工程的施工是重要的基础性阶段,一般选择中Φ48×3.5 碗扣式脚手钢管搭设排架作为转换结构模板支架,可调支托安放于钢管支撑顶端[2]。
高层建筑中转换层结构的现状和发展
高层建筑中转换层结构的现状和发展随着社会经济的发展,人们对建筑结构和功能上的要求越来越高,原有的建筑也已经无法适应城市化高速进展,这个时候高层建筑就出现了,能够有更多的空间去满足人们对住宅和办公的需求。
在建筑的结构设计与建筑体系之间怎样能够实现有效的转换,对于建筑行业整体的发展来说都是一次意义重大的转变。
本文对高层建筑中转换层方面的应用现状和未来的发展前景进行分析,希望能够对以后的工作带来帮助。
标签:高层建筑;转换层结构;现状及发展随着社会经济的发展,我国城市化的进程在不断的加快,这就意味着会有更多的居民走入到城市的生活中,那么,对住房、商用等方面的使用空间就会产生新的需求,这样的社会写照在很大程度上推动了建筑行业的发展和前进,高层建筑也逐渐走向社会化、现代化。
所以,基于以上这种情况,为了能够更好的实现高层建筑的结构布局,就需要将高层建筑中转换层的应用和发展重视起来,使其能够发挥出更好的作用,提高高层建筑的结构设计水平。
1、转换层结构的种类及应用就高层建筑的转换层结构来说,其在自身的分类和设计中都具有十分明显的现代化气息,一栋高层建筑需要为了满足人们的需求而具备不同的功能,集住宅、办公、文化娱乐、商场等为一身,对于这些建筑所具备的不同用途来说,相关结构设计的类型也就会有所差异,进而,为了能够更好的满足市场对于建筑的需求,这就需要将转换层的结构更加科学合理的应用起来,从而获得更大的经济效益和社会效益。
1.1梁式转换层在我国目前的高层建筑中,梁式转换层是应用较为广泛的一项转换层结构,其应用的原理就是通过将建筑的多数框架的剪力墙抬起来,一部分落地,之后再用一大截面的托梁做为過渡的框架来成为剪力墙的交界所在。
这种梁式转换层在应用的过程中具有其自身一定的优势,梁式的转换层设计在相关的工作当中更为简单,其所产生的传力路径也更加的清晰流畅,能够带来更清晰、更直观的视觉体现。
并且,由于梁式转换层设计在受力上非常的明显,在抗震能力上也非常的强,能够承受七级左右的地震强度。
钢筋混凝土结构进展概况及现状
钢筋混凝土结构进展概况及现状钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料结合成整体一起受力的工程结构。
繁重的要紧构件是用钢筋混凝土建造的。
包括薄壳结构、大模板现浇结构及利用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。
钢筋经受拉力,混凝土经受压力。
混凝土是由水泥、砂子、石子和水按必然的比例拌和而成。
凝固后坚硬如石,受压能力好,但受拉能力差,容易因受拉而断裂。
为了解决那个矛盾,充分发挥混凝土的受压能力,常在混凝土受拉区域内或相应部位加入必然数量的钢筋,使两种材料粘结成一个整体,一起经受外力。
钢筋混凝土结构按层数或建筑高度能够分为:单层钢筋混凝土结构、多层钢筋混凝土结构、高层钢筋混凝土结构;按结构形式分:框架结构、框架抗震墙结构、抗震墙结构、框架-核心筒结构、大跨框架结构、板柱-抗震墙结构、筒体结构、多层砖砌体结构、多层砌块结构、单层钢筋混凝土柱厂房(那个是混合结构)。
钢筋混凝土结构的优势:1.取材容易:混凝土所用的砂、石一样易于当场取材。
另外,还可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料。
2. 合理用材:钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的性能,与钢结构相较,能够降低造价。
3. 耐久性:密实的混凝土有较高的强度,同时由于钢筋被混凝土包裹,不易锈蚀,维修费用也很少,因此钢筋混凝土结构的耐久性比较好。
4. 耐火性:混凝土包裹在钢筋外面,火灾时钢筋可不能专门快达到软化温度而致使结构整体破坏。
与袒露的木结构、钢结构相较耐火性要好。
5. 可模性:依照需要,能够较容易地浇筑成各类形状和尺寸的钢筋混凝土结构。
6. 整体性:整浇或装配整体式钢筋混凝土结构有专门好的整体性,有利于抗震、抗击振动和爆炸冲击波。
缺点:1.自重大。
钢筋混凝土的重力密度约为25kN/m^3,比砌体和木材的重度都大。
尽管比钢材的重度小,但结构的截面尺寸较大,因此其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构的重量。
2.抗裂性差。
如前所述,混凝土的抗拉强度超级低,因此,一般钢筋混凝土结构常常带裂痕工作。
钢筋混凝土结构发展现状及展望
钢筋混凝土结构发展现状及展望钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑领域的结构形式,具有优良的力学性能和耐久性。
本文将对钢筋混凝土结构的发展现状进行概述,并展望未来的发展趋势。
一、钢筋混凝土结构的发展现状自20世纪初以来,钢筋混凝土结构在建筑领域得到了广泛应用,并不断取得了突破性的发展。
目前,钢筋混凝土结构在高层建筑、桥梁、水利工程等领域都有着重要的地位和应用。
以下是钢筋混凝土结构发展的几个主要方面:1. 技术水平不断提高:随着科学技术的进步和建筑工程的发展,钢筋混凝土结构的设计、施工和检测技术不断更新和完善。
现代计算机技术的应用,使得结构设计更加精确和高效;新型材料的研发和应用,使得结构性能得到了进一步提升。
2. 结构形式多样化:钢筋混凝土结构的形式越来越多样化。
除了传统的梁、柱、板、墙等构件形式外,还出现了各种新型的结构形式,如空心楼板、空心墙板、钢筋混凝土悬索桥等。
这些新型结构形式的出现,不仅满足了建筑设计的多样性需求,还提高了结构的抗震性能和使用效果。
3. 结构优化与节能减排:随着环境保护意识的增强,钢筋混凝土结构在节能减排方面也取得了一定的进展。
通过结构优化设计和新型材料的应用,可以减少材料的使用量,提高结构的力学性能,降低建筑的能耗和碳排放。
4. 结构监测与维护:钢筋混凝土结构的监测与维护是保证其安全可靠运行的重要环节。
现代监测技术的应用,可以实时监测结构的变形和损伤情况,及时采取维修和加固措施,延长结构的使用寿命。
二、钢筋混凝土结构的展望未来,钢筋混凝土结构仍然是建筑领域的重要结构形式,将会在以下几个方面继续发展:1. 结构性能的进一步提升:随着新材料和新技术的不断涌现,钢筋混凝土结构的力学性能将会进一步提升。
新型高性能混凝土、纳米材料、增强材料等的应用,将使得结构的强度、刚度、耐久性等方面得到进一步改善。
2. 结构的轻量化和高效化:在建筑领域,追求轻量化和高效化已经成为一个重要的趋势。
钢筋混凝土结构的发展趋势
钢筋混凝土结构的发展趋势随着综合多功能建筑应运而生,钢筋混凝土转换结构不断涌现,那么你想知道钢筋混凝土结构的发展趋势是怎么样的吗?下面由店铺向你推荐钢筋混凝土结构的发展趋势,希望你满意。
钢筋混凝土结构的发展趋势篇【1】钢筋混凝土从19世纪开始采用以来,至今仅有一百多年的历史,虽然与砌体结构,钢结构,木结构相比历史不长,但由于混凝土和钢筋材料性能的不断改进,结构理论施工技术的进步使其发展极为迅速。
如今,钢筋混凝土结构已成为目前应用较广的结构形式之一。
随着我国经济建设的飞速发展和人民生活水平的提高,对建筑结构的安全要求也越来越高。
针对这种现状,对钢筋混凝土的耐久性,加固设计等等方面的研究成为热点。
对钢筋混凝土加固设计主要通过对碳纤维材料的特性的利用,用专门配制的环氧树脂将纤维片材贴在结构受拉面,待树脂固化后,碳纤维片即可与原结构形成新的受力复合体与钢筋共同受力。
这样一来,与普通钢相比,碳纤维布抗拉强度高10-15倍;施工便捷耐久性和耐腐蚀性好,且加固层很薄,基本不增加自重和不改变外形尺寸。
而经碳纤维加固的钢筋混凝土结构性能也得到显著改善,能减少结构的变形,降低原有结构应力,减消裂缝;改变结构的体系;也能在一定程度上解决配筋不足,构建截面不足等问题。
用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构,与混凝土结构形成一体共同工作,对于提高混凝土结构的安全性具有显著作用。
钢筋混凝土结构的耐久性已是当今世界的重大现实问题之一,其中钢筋锈蚀导致结构的过早破坏,更是给国民经济造成重大的经济损失。
为此选用混凝土外加剂中钢筋阻锈剂,专用于阻止活减缓混凝土中钢筋锈蚀,提高结构物得耐久性。
钢筋阻锈剂对钢筋有很强的钝化作用,能抑制锈蚀的产生和发展;其次,在不改变混凝土的基本性能下,能有效的提高与改善混凝土的性能,且在碱性或中性的条件下,能保持长期有效,经济实惠;对人和环境基本无害。
目前,大力发展和推广钢筋混凝土外加剂的研究和应用是促进建筑业等科学进步的重要途径。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
钢筋混凝土转换层结构的发展现状及实例分析
摘要:随着我国经济的高速发展,城市中的高层建筑也向着体型多样、功能复杂的综合商住楼方向发展,从而使的带转换层的高层建筑得到了大量应用。
因此,本文就对带有转换层的高层建筑的发展现状及具体工程实例进行分析。
关键词:高层建筑结构;转换层;钢筋混凝土
abstract: with china’s rapid economic development, city of high-rise building to build diversity, functional complex integrated commercial and residential development direction, so that the high-rise building with transfer story has been used in large scale. therefore, this paper analyses the development status of with conversion layer of high-rise buildings and concrete engineering examples.
key words: high-rise building structure; conversion layer; reinforced concrete
中图分类号:tu757.4
1转换层结构概念
在经济飞速发展的今天,我们城市的建筑物不仅越来越高,并且还向功能多样的方向发展,特别是位于商业街区的高层建筑更是要求“一楼多能”。
这类多功能建筑已成为现代高层建筑发展的一大趋势,在北京、上海等寸土寸金的一线城市更是如此。
这样的建筑物要求不同楼层能实现大相径庭、变化多样的使用功
能,这就要求相应的结构布置也要作出改变,例如:上部需要小开间的建筑布置以适用于住宅的功能要求,要求室内柱子突出少,最好为平整的墙体;而下部则需要尽可能大的开放灵活的室内空间用于商业需求,要求柱网大、墙体尽量少。
从结构受力上来分析,由于高层建筑结构下部楼层受力很大,而上部楼层受力较小,正常的结构布置应该是下部墙体多、柱网密;上部逐渐减少墙柱等竖向受力构件的数量。
这时,结构的正常布置要求与建筑功能对空间的要求形成了矛盾,为了实现这种结构布置,就必须对相应的结构楼层设置水平转换层,使得竖向构件实现逆常规的设置。
转换层结构就是将上下两种不同的结构类型连接起来,使得结构在竖向具有不同的柱网及墙体布置。
一般而言,当高层建筑下部楼层竖向结构体系与上部楼层差异较大,无法实现连续时,就必须在结构改变的楼层布置转换层结构。
由此可见转换层是这类高层建筑结构中承上启下的重要结构构件。
这种上部竖向构件通过水平转换结构与下部竖向构件连接,构成的高层建筑结构称为带转换层的高层建筑结构。
从建筑使用的角度看,转换层可以提供较大的柱网空间和灵活的布置方式;从结构体系角度看,转换层可实现上下层结构类型和体系的转换。
转换层主要结构形式可分为梁式转换层、厚板转换层、桁架转换层(有单层或叠层、空腹、斜杆或混合等6 种组合形式)、箱形转换层、悬挂结构、搭接柱等。
下面我们主要谈一下其中最常见得一种转换形式-梁式转换结构2 梁式转换层简述及设计实例
梁式转换是目前应用最为成熟和广泛的转换层结构形式,它具有传力直接明确,受力性能优良,同时又工作可靠、构造简单、造价较低等优点。
转换梁有托柱与托墙两种形式,其截面设计主要有以下几种方法,即普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法。
转换梁的截面尺寸一般由剪压比(m v=vmax fcbh0)计算确定,应具有合适的配箍率,以防发生脆性破坏,其截面高度在抗震和非抗震设计时应分别不小于计算跨度的1/ 6 和1 /8,这些在jgj3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中均有详细的要求,在做结构设计是需要我们特别的注意和研究。
笔者曾设计的山西大同某商住综合楼就是一个典型的梁式转换
结构高层,本工程地上23层,地下两层。
因位于城市繁华地段,甲方对建筑的功能要求较多,需要将三层以下设计为大空间的商业区域,三层以上设计为公寓式住宅,这就要求设计师对建筑物在三层就行水平转换,以实现建筑使用功能与结构抗震设计的统一协调。
本工程柱网尺寸约8.0m×8.4m,转换梁截面取800×1500,局部700×1500,梁高不小于柱距的1/6,符合《高层建筑混凝土结构技术规程》中对截面尺寸的控制要求。
由于本工程上部为公寓式住宅墙体较多,导致竖向荷载较大,为了满足竖向承载力转换要求和水
平刚度突变的控制要求,本工程中的转换梁采用src型钢混凝土进行设计。
在转换梁中采用了q345b级钢,型号为h 100ox300x25x30的焊接工字钢作为钢骨。
型钢梁上下翼缘加设栓钉,增加其与混凝土的摩擦力,提高钢-混凝土协同作用的强度。
考虑到上部公寓250mm 厚剪力墙大部分落在下部酒店的框支柱上,框支柱采用了
c50高强度混凝土,截面尺寸为1000mm×1000mm 方柱,并在框支柱与型钢梁连接处加设型钢销钉,下伸1/3柱高度,以满足框支柱的抗剪及连接构造要求。
本工程中部的2 个核芯筒在转换层及其以下区域均采用400mm厚混凝土墙体,上部减薄为300mm厚混凝土墙体,在建筑物外围也适当布置剪力墙,这样的墙体设置使得建筑整体性良好,地震力传递均用,起到了良好的控制位移及提高刚度的作用。
在满足各项建筑及结构指标的前提下,经过satwe空间有限元分析及sap2000两种计算程序对整体结构及框支梁、柱进行计算分析。
结构总体位移x方向控制在不大于1/1130,y方向控制在不大于
1/1290。
结构周期及扭转均能满足各项规范要求,框支梁亦能通过弯矩及剪力计算。
经过这样的转换层设计,我们较好的实现了建筑功能多样化和投资方经济效益最大化的要求。
3 转换层结构的发展方向
3.1 高强混凝土的应用。
因转换层多属大体积施工,应采取措施减小施工误差,故可采用高强度、低水化热的混凝土,防止新浇混
凝土出现裂缝,如前文中提到的工程实例就采用了c50高强度混凝土,在柱截面较小的情况下解决了框支柱承压的问题。
3.2 钢骨混凝土、钢-混凝土等复合结构的应用。
由于建筑物转换层承托层数的增多及建筑物层高的限制,钢骨混凝土梁、钢-混凝土组合梁截面小、刚度大、承载力高、塑性及耐久性好的特点能得到较好的发挥。
在前文的工程实例中我们就用到了钢骨混凝土,使得跨度大且上部荷载较大的转换得以实现,并且较好的控制了框支梁的截面尺寸,提高了建筑空间的利用效率。
相信随着材料及施工技术的提高,这些技术今后将更加广泛的应用于转换层结构。
3.3 转换梁受力性能的改善。
可通过使用斜向支撑,转换梁加腋,使用斜柱转换等多种途径。
转换梁截面尺寸主要是由受剪承载力控制的,梁在支座处剪力较大,设法增强转换梁的抗剪承载力能有效减小其截面尺寸,提高经济效益。
3.4预应力技术的应用。
采用预应力技术可减小截面、控制裂缝及挠度、施工方便、自重轻、节约材料,因此将广泛应用于高层混凝土结构。
如在厚板转换层中使用预应力技术,可使板厚减小10%~15%,但应注意在强震作用下或结构进入塑性阶段时,梁和柱的刚度将退化,存在着预应力重新分配的问题,此时应慎重分析梁的预应力效应是否有利。
3.5施工工艺的进步和发展。
包括采用温度控制系统,将转换构件按叠合构件施工等,设计时应考虑施工模拟及施工中采用合理的模板、支撑等,将施工工程荷载做到精细化处理和预算,提高施工
质量和速度。
3.6 桁架结构转换层的应用。
转换桁架传力明确,但构造与施工相对复杂,其节间可采用轻质建筑材料填充,有利于减轻自重,且转换桁架抗侧力刚度比转换梁小,质量和刚度的突变较缓和,地震反应也较小,其经济性也优于其它形式的转换结构。
3.7 耗能减振器的使用。
通过增加结构的阻尼和刚度,能有效减少地震作用所引起的结构震动响应,耗能减振结构与传统结构相比,地震反应减小40%~60%,使的结构转换构件的截面尺寸有效减小,提高建筑空间的使用效率。
3.8 设计分析方法的改进。
我们现有的结构计算软件存在计算模型简化不完善,荷载传导不准确等问题,常导致多个计算软件的计算结构存在较大差异,给实际工程设计带来了一定的困难。
随着工程设计软件的逐步发展,转换层设计方法将会更加精确和简便,对转换层的中震和大震的静力和动力的弹性和弹塑性分析将进一步
的精细化。
参考文献
[1] 方鄂华.高层建筑结构设计[m].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[2] 侯新录.结构分析中的有限元与程序设计[m].北京:中国建材工业出版社,2004.
[3] 董华阳.转换层竖向位置对大底盘双塔结构抗震性能的影响及src转换梁受力性能的研究[d].太原:太原理工大学,2008.
[4] jgj 3-2002 高层建筑混凝土结构技术规程[s].北京:中华人民共和国建设部,2002.。