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摘要:随着我国经济社会的不断发展,城市化进程也在逐步加快,各个中小型城市也开始采用高层建筑结构,高层建筑主要是由建筑底层大中型商铺和上层中小型住宅构成,在高度方面要求建筑材料的刚度必须过硬,为了更好地保证高层建筑安全、实现高层建筑结构的合理发展,转换层技术由此诞生。本文从高层建筑结构转换层概念出发,通过分析理论与实际,提出有利于高层建筑结构转换层发展的可行性建议,希望可以有效促进我国相关技术的蓬勃发展。
关键词:建筑工程;高层;结构转换层
一、简述建筑工程高层建筑结构转换层
(一)概念
由于如今的高层建筑建设技术不是十分完善,以及建筑中会出现上层与下层结构和使用功能不同的状况,这时就需要建设一个用来转换结构或是使用功能的楼层,也就是高层建筑结构转换层。转换层具备为建筑物提供大的出口和为建筑物中层提供较大空间的功能。按结构功能划分,转换层可以分为上下层结构转换层、上下层柱网和轴线转换层、结构形式与轴线转换层三种。转换层技术当在同一建筑物内,出现底层商铺、中层办公、顶层住宅的情况。这种情况下,底层需要较大的空间和较少的墙体,中层需要中等大小的空间,顶层需要小开间和厚墙体,三个层级需要的结构相差较大,这时就需要转换层的帮忙。
(二)施工特征
高层建筑转换层的施工具有较大的难度。第一,这类建筑由于自身的层高导致建筑重量较大,这就对转换层的材质和施工技术有着高标准的要求;第二,高层建筑转换层具有横向截面高度大与立体覆盖面积广、竖向负荷压力大、钢筋数量大的特征,这导致了转换层施工的高难度;第三,建造转换层所必须的混凝土材料在不同天气阶段会出现温差造成的裂缝,这也凸显了高层建筑结构转换层施工的难度。为了避免这种情况的出现,施工时需要尽可能降低混凝土水化热;第四,铺置转换层所用的钢筋需要达到载重量大、跨度大、骨架大等标准,因此这又增加了转换层施工的难度。
二、高层建筑结构转换层理论分析
(一)设计原理
1.从建筑功能上看
针对高层建筑的功能来说,不同的楼层高度决定了不同的建筑功能。一般来说,首先,位置较低的楼层在设计时,会规划为酒店大堂、商场等娱乐休闲场所;其次,处在中间部分的楼层,会设计用于办公和社交;最后,最上层的建筑部分,会归类成民用住宅或是酒店客房。例如,位于北京市朝阳区的北京新云南皇冠假日酒店,总楼层25层,按楼层高低可以划分成三个功能区:一至六层为酒店大堂、宴会厅、餐厅、健身房等休闲娱乐场所,这六层空间较大、轴线较深;七至十一层,为酒店二线对内部门的办公区域,这部分建筑间距较大,并具有一定的空间柱网;十二至二十五层,为酒店宾客的客房,这部分在建造时采用了剪力墙结构,同时具备小开间轴线布置,用来满足适宜居住的要求。
2.从结构布置上看
从一般常识来讲,高层建筑的底层建设材料的负重能力远远高于顶层负重能力。因此,在高层建筑的设计阶段,应该明确采用变刚度的设计,从低到高逐渐减少建筑材料的刚度。而建筑物各个部分衔接处设置转换层结构,就可以采用底部结构刚度小、顶部结构刚度大的反常规限制。
(二)钢筋施工技术
高层建筑转换层最主要的建设材料就是钢筋混凝土。钢筋混凝土质量的好坏、施工技术的好坏都直接影响着整个建筑物的质量,进而影响着建筑物内人们的生命安全。在转换层中,钢筋一般铺设的相当紧密,钢筋需求数量十分庞大,面对这种情况,如何合理运用钢筋保证转换板最大限度使用就成了建筑设计人员的难题。就目前的技术来讲,设计人员一般在实际施工中,需要在在钢筋的具体的穿插关系与钢筋排列顺序上进行基础的翻样筋,目前我国大多数高层建筑结构转换层的钢筋之间采用的是剥肋滚压直螺纹钢筋进行连接。
(三)混凝土施工技术
高层建筑转换层的平面面积较大、立体体积也很大,又由于高层作业施工难度也比一般转换层大。同时,转换板所用的材料——混凝土,受温度、湿度、风雨等影响明显。这两者大大加大了高层建筑转换层施工的难度,但是在技术人员地不断研发进取中,我们终于找到了一种适应生产条件的混凝土现浇施工技术。这种技术是指按建筑工程现场就地灌筑混凝土,从而形成合适的转换板的工艺。一般由七个步骤组成,分别为制备、工序检查、垂直运输、泵送混凝土、灌筑、养护和拆模。
三、简述如何提高高层建筑结构转换层的施工技术
(一)加大国内高校相关专业实践性课堂力度
我国目前很多高校纷纷增设钢筋混凝土施工技术课程,这门课程与转换层施工技术息息相关,但是由于课程开始时间尚短,没有行之有效的教学方法,无法达到培养人才的目的。因此,高校应尝试转变授课方式,由单一根据书本的“填鸭式”教学转化为“实践出真知”的练习化教学,让学生们从老师演示的各个实验中将知识活学活用。不仅如此,学校还可以与周边工厂合作,组织学生进行周末见习,融入到产业第一线,努力在生产中学习。
(二)努力培训各相关工厂在岗员工,紧跟技术发展潮流
我国工厂在高层建筑转换层领域的在岗员工,大多是年龄较大,在工作上故步自封,只用自己已知的老方法,使工厂技术与当今社会严重脱轨,影响工厂生产效率。所以,我国工厂应该做到定期组织新、旧工厂联谊会,让厂内老员工参加新技术讲座、报名新技术学习课程、与新技术持有者交流经验。并在交流过后,以书面形式进行总结,尽可能地提出优化生产技术的方案,并对制定奖惩措施,对积极参与者进行表扬,发挥榜样作用。共同促进我国高层建筑结构转换层施工技术的良好发展。
四、总结
综上所述,转换层就是当建筑连接的上下层功能、结构类型不同时,特地建造的弥补这种不足的特殊楼层。它是高层建筑连接稳定的纽带,是影响建筑物功能的主要因素。所以施工单位在设计过程中就应该意识到高层建筑结构的复杂性,重视转换层的合理应用,完善与之相关的技术体系,并将技术体系理论应用到实践中。同时,要在施工前准备一套严谨的问题解决方案,在出现问题时沉着冷静应对,保证工程施工效率,从而促进建筑工程业的良好发展,
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