引論：我們?yōu)槟砹?篇仿古景觀塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工研究范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

b某地區(qū)環(huán)境治理工程項(xiàng)目仿古景觀塔，整體采用鋼筋混凝土框-筒結(jié)構(gòu)，共7層，底層平面尺寸20.7m×20.7m，層高6.4m；二層平面尺寸17.7m×17.7m，層高4.96m；三層平面尺寸13.9m×13.9m，層高4.96m；四層平面尺寸12.5m×12.5m，層高6.24m；五層平面尺寸10.9m×10.9m，層高6.24m；六層平面尺寸9.3m×9.3m，層高5.00m；七層平面尺寸7.9m×7.9m，層高6.75m；建筑總高度41.15m，為豎向體型收進(jìn)的復(fù)雜鋼混凝土結(jié)構(gòu)；屋頂為現(xiàn)澆鋼混凝土十字脊頂；基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)。豎向體型逐層收進(jìn)是塔類建筑的主要特點(diǎn)之一，在體型突變處，主要以設(shè)置轉(zhuǎn)換梁的方式來承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)框架柱傳遞的荷載。

2轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)分析

2.1總信息及超限信息景觀塔結(jié)構(gòu)計(jì)算采用PKPM2010V4.3版-SATWE空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)算軟件，除樓（屋）面層外，體型突變處均設(shè)置為結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，整樓模型共計(jì)15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層。本工程的抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，特征周期0.45s，場地類別為Ⅱ類；框架抗震等級二級，剪力墻抗震等級一級；轉(zhuǎn)換梁、柱抗震等級為特一級（屬轉(zhuǎn)換構(gòu)件）。經(jīng)電算分析，除一層（建筑層）轉(zhuǎn)換梁外，二層~四層轉(zhuǎn)換梁均出現(xiàn)超限信息，其中，二層某轉(zhuǎn)換梁（截面尺寸b×h=350mm×600mm，跨度3.0m，）截面剪力和超限信息見表1、表2。2.2轉(zhuǎn)換梁超限信息分析由超限信息并結(jié)合景觀塔的結(jié)構(gòu)體型特征，可以分析得出以下結(jié)論：由于豎向體型突變處的上部結(jié)構(gòu)重量均通過轉(zhuǎn)換梁上承托的框架柱傳遞給轉(zhuǎn)換梁，在地震設(shè)計(jì)狀況下，這樣的結(jié)構(gòu)形式會造成轉(zhuǎn)換梁梁端剪力增幅過大，從而直接導(dǎo)致轉(zhuǎn)換梁的剪壓破壞。剪壓破壞是梁在彎矩和剪力共同作用下，發(fā)生斜截面破壞的形式之一，屬塑性破壞，其破壞特征為：當(dāng)配箍率適中（ρsv,min<ρsv<ρsv,max），且剪跨比（1≤λ≤3）時(shí)，隨著荷載的增大，通常箍筋應(yīng)力先達(dá)到并超過屈服強(qiáng)度，其限制梁腹斜裂縫開展的作用消失，最后受壓區(qū)混凝土在剪壓作用下達(dá)到極限抗壓強(qiáng)度，梁喪失其承載能力[1]。

2.3轉(zhuǎn)換梁破壞形式鋼筋混凝土梁除了會發(fā)生上述剪壓破壞以外，在彎矩和剪力共同作用下，斜截面處尚存在斜壓破壞及斜拉破壞兩種形式，斜壓破壞是當(dāng)配箍率ρsv>ρsv,max，即箍筋配筋量超過當(dāng)梁截面達(dá)到最大剪力設(shè)計(jì)值時(shí)所對應(yīng)的箍筋配筋量時(shí)，或者雖然配箍率ρsv<ρsv,max但剪跨比λ<1時(shí)，隨著梁上負(fù)荷的加大，箍筋應(yīng)力增幅緩慢，在箍筋應(yīng)力尚未達(dá)到鋼筋屈服強(qiáng)度時(shí)，梁腹處混凝土已達(dá)到極限抗壓強(qiáng)度而發(fā)生破壞；而斜拉破壞則是當(dāng)配箍率ρsv<ρsv,min，且λ>3時(shí)，隨著梁上負(fù)荷的加大，箍筋應(yīng)力會在梁腹斜裂縫剛出現(xiàn)時(shí)立即達(dá)到鋼筋屈服強(qiáng)度并屈服，箍筋對斜裂縫開展的限制作用突然消失。以上兩種破壞形式均屬于脆性破壞，在實(shí)際工程當(dāng)中出現(xiàn)是相當(dāng)危險(xiǎn)的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免。

2.4轉(zhuǎn)換梁超限解決方案從超限信息中還可以看出，如果轉(zhuǎn)換梁各個(gè)計(jì)算截面的剪力值均小于0.18fcbh0，那么轉(zhuǎn)換梁就是滿足設(shè)計(jì)要求的。能否簡單地通過提高混凝土抗壓強(qiáng)度，或者通過增大梁截面尺寸來解決超限問題呢？經(jīng)過電算程序不斷試算分析發(fā)現(xiàn)，隨著梁截面的不斷增大，梁剛度也在不斷增強(qiáng)，從轉(zhuǎn)換梁計(jì)算截面的剪力值變化規(guī)律看出，梁因剛度的增大吸收了更多的地震作用，剪力的增長幅度遠(yuǎn)超調(diào)整梁截面后的限值增長幅度，這違背了框架結(jié)構(gòu)“強(qiáng)柱弱梁”的基本設(shè)計(jì)原則。加之從古建筑審美的角度，梁截面尺寸是受到嚴(yán)格限定的，因此調(diào)整梁截面尺寸的做法在本工程中是不可行的，而提高混凝土抗壓強(qiáng)度的辦法也是收效甚微，不足以解決剪壓比超限的根本問題。在高層建筑設(shè)計(jì)中，當(dāng)需要有效提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力時(shí)，采用鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件是最主要的設(shè)計(jì)方法之一，從結(jié)構(gòu)受力性能分析的角度，其仍然屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的范疇，但因在混凝土構(gòu)件中同時(shí)配置了型鋼、縱向鋼筋和箍筋，使得構(gòu)件承載能力大幅提高。此外，構(gòu)件的延性、二次受力性能，施工性能都要優(yōu)于鋼筋混凝土構(gòu)件，而其耐火性能及用鋼量方面又勝于鋼結(jié)構(gòu)，兼具了兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)[2]。因此，在此次轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)時(shí)，采用了在梁內(nèi)配置H型鋼、縱向鋼筋及箍筋的型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)形式，以此限制在地震作用下梁腹斜裂縫的開展，是比較理想的結(jié)構(gòu)方案。從實(shí)際計(jì)算結(jié)果看，有效地解決了轉(zhuǎn)換梁剪壓比超限的問題。目前，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在我國已得到日益廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)在于型鋼混凝土的內(nèi)部型鋼和外包混凝土形成整體，共同受力，其受力性能優(yōu)于這兩種結(jié)構(gòu)的簡單疊加。

3型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁構(gòu)造做法

3.1轉(zhuǎn)換梁內(nèi)型鋼錨固方式通過在轉(zhuǎn)換梁中設(shè)置H型鋼，解決了剪壓比超限的問題，那么在施工過程中又要注意哪些問題呢？在電算分析過程中，框架柱并未出現(xiàn)任何超限信息，因此框架柱內(nèi)不需設(shè)置H型鋼，轉(zhuǎn)換梁內(nèi)的型鋼伸入框架柱后如何錨固就是必須要解決的問題，從國標(biāo)圖集《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造》列舉的各類型鋼梁、柱節(jié)點(diǎn)形式中可以看出，型鋼梁內(nèi)的H型鋼應(yīng)與柱內(nèi)的型鋼焊接，由此，雖然本工程未在框架柱內(nèi)設(shè)置型鋼，仍需在伸入框架柱內(nèi)的型鋼端部垂直于型鋼的方向增設(shè)錨固體，以解決H型鋼錨固長度不夠的問題，端部錨固體形式可以效仿國標(biāo)圖集中的型鋼梁、柱節(jié)點(diǎn)，為了方便施工，本次設(shè)計(jì)的端部錨固體為H型鋼。
3.2轉(zhuǎn)換梁梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造眾所周知，框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋交錯(cuò)縱橫，施工時(shí)，鋼筋排布需要極為精準(zhǔn)，稍有誤差就容易出現(xiàn)鋼筋重疊，導(dǎo)致混凝土澆筑困難、無法振搗密實(shí)等一系列問題，從而影響混凝土施工質(zhì)量。那么在梁柱節(jié)點(diǎn)處增設(shè)錨固體后，型鋼與鋼筋并存，使得節(jié)點(diǎn)內(nèi)鋼筋排布更為復(fù)雜，柱箍筋遇梁內(nèi)H型鋼無法繞開時(shí)，需在型鋼上開孔，為保證型鋼強(qiáng)度，開孔數(shù)量不但要少，而且孔徑應(yīng)盡量與箍筋直徑相近，但當(dāng)柱內(nèi)箍筋間距較密時(shí)，以上兩個(gè)要求都很難滿足，尤其當(dāng)孔徑較小時(shí)，略有施工誤差就會導(dǎo)致箍筋無法穿過。為了解決以上問題，本次借鑒了常用于結(jié)構(gòu)加固的鋼板箍取代梁柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)H型鋼高度范圍內(nèi)的箍筋，采用鋼板箍的優(yōu)點(diǎn)在于鋼板箍可與H型鋼焊接，從而最大限度保證了型鋼的強(qiáng)度[3]。

3.3轉(zhuǎn)換梁梁內(nèi)縱筋連接梁內(nèi)縱筋伸入節(jié)點(diǎn)區(qū)后，也存在由于錨固體的阻擋而被打斷，導(dǎo)致錨固長度不滿足要求的問題，此時(shí)可考慮通過鋼筋等面積換算的方法，增大縱筋直徑，從而減少單排鋼筋的數(shù)量，使縱筋在規(guī)范允許的彎折角度（1:6）范圍內(nèi)繞過錨固體。如梁內(nèi)因彎矩很大配置了相當(dāng)數(shù)量的鋼筋，梁中部縱筋無法繞過錨固體時(shí)，可考慮采用套筒連接或設(shè)置連接板，套筒可直接焊于錨固體上，而采用連接板時(shí)，應(yīng)在錨固體上相應(yīng)于縱筋底部的位置焊接橫向連接鋼板，縱筋焊于其上。此外，還有一些型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定及構(gòu)造要求：對于轉(zhuǎn)換層大梁或托柱梁等主要承受豎向重力荷載的梁，型鋼上翼緣宜沿全長增設(shè)抗剪栓釘；當(dāng)梁的腹板高度大于450mm時(shí)，在梁的兩側(cè)面應(yīng)沿梁高度配置縱向構(gòu)造鋼筋，腰筋與型鋼間宜每隔一根腰筋配置拉結(jié)鋼筋，拉結(jié)筋與型鋼的連接，可通過在型鋼腹板上開孔直接穿過，鑒于對開孔造成型鋼強(qiáng)度損失的擔(dān)憂，也可將拉結(jié)筋斷開并彎折直接焊于其上，或在型鋼腹板處設(shè)置同腰筋同規(guī)格的附加鋼筋，便于拉結(jié)筋的施工，形式比較多樣，可根據(jù)工程實(shí)際情況酌情采用。以上描述的型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁構(gòu)造做法，本次設(shè)計(jì)均予以考慮，型鋼梁鋼筋排布構(gòu)造圖如圖1所示。

4木結(jié)構(gòu)部件與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接

4.1木結(jié)構(gòu)體系木結(jié)構(gòu)古建筑是以木柱和木梁組成的木構(gòu)架體系為主要結(jié)構(gòu)體系，橫梁立柱之間是以斗栱將屋檐的荷載傳遞到立柱。木構(gòu)架體系是一種非常先進(jìn)的框架體系，而斗栱則是木構(gòu)架建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件。雖然木構(gòu)架體系和現(xiàn)代的框架結(jié)構(gòu)體系形式不同，但是受力及傳力方式是大體相同的。木結(jié)構(gòu)具有抗震性能強(qiáng)的特點(diǎn)，磚混建筑在大地震中歷來很難逃脫倒塌的命運(yùn)，而輕型木結(jié)構(gòu)建筑則不同，因其自身質(zhì)量輕，所以地震時(shí)吸收地震力少，在地震時(shí)的穩(wěn)定性已經(jīng)得到反復(fù)驗(yàn)證，但眾所周知，其有三大天敵：水、火、蟲（包括白蟻），導(dǎo)致其耐久性差，容易損毀[4]。隨著現(xiàn)代建筑材料的發(fā)展，以及木材的日益稀缺，在大型仿古建筑的設(shè)計(jì)中，木構(gòu)架體系已逐漸被混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼結(jié)構(gòu)體系所取代。然而作為古建筑三要素之一的屋頂部分，其木作技術(shù)之登峰造極，構(gòu)造的精巧，獨(dú)特的榫卯結(jié)構(gòu)，都是現(xiàn)代建筑材料較難實(shí)現(xiàn)和仿制的。因此，仿古建筑設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，屋頂部分至今仍然采用木材制作。那么應(yīng)運(yùn)而生一個(gè)問題，就是木結(jié)構(gòu)構(gòu)件如何與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件完美結(jié)合，才能體現(xiàn)出古建筑獨(dú)有的特色。

4.2木構(gòu)件與混凝土構(gòu)件連接構(gòu)造縱觀本次設(shè)計(jì)的仿古景觀塔，傳統(tǒng)木構(gòu)架體系當(dāng)中的構(gòu)件如檐柱、檐枋、梁架及屋架體系，均可采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆構(gòu)件替代，但木結(jié)構(gòu)關(guān)鍵性部件斗栱，及斗栱上承載的屋檐體系，仍然沿用木結(jié)構(gòu)來制作[5]。那么有以下幾個(gè)結(jié)合處的構(gòu)造做法需要考慮：①斗栱與檐柱及檐枋的連接，傳統(tǒng)做法均采用栽銷榫連接，“栽銷榫”就是一種銷子連接，選用硬木削成銷子，在檐枋頂面打洞栽入銷子，斗栱底部刻成相應(yīng)卯口，然后相互壓入連接。而現(xiàn)代工藝檐柱、檐枋已基本是混凝土構(gòu)件，通常是采用膨脹螺栓將木斗栱預(yù)制件與混凝土構(gòu)件相連，如果在澆筑檐柱及檐枋時(shí)預(yù)埋錨栓，則連接效果更佳，缺點(diǎn)是錨栓定位要準(zhǔn)，不然容易出現(xiàn)連接不上的問題；②角梁后尾的固定，角梁每角各一副，一副疊兩根，稱為“老角梁”和“仔角梁”，傳統(tǒng)做法中，老角梁前端置于角科斗栱上方固定的正心桁、檐桁之上，由檐桁處出挑，而后尾則置于金檁之下，或直接插入金柱（插金做法）之中。本次景觀塔為框-筒結(jié)構(gòu)體系，中心筒體外圍的框架部分，四角都布置有框架柱，因此角梁后尾固定可采用直接插入柱內(nèi)的做法；③其他木結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如椽子、挑尖梁的固定方式，均可效仿以上兩種做法，采用膨脹螺栓（錨栓），或插金做法，使之與鋼筋混凝土構(gòu)件可靠連接，最大限度地體現(xiàn)古建筑的風(fēng)貌和特色。

5結(jié)語

隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)和材料的發(fā)展，尤其是目前裝配式建筑的新起點(diǎn)，相信在未來我們會看到更多形式的仿古建筑，讓中國古建筑這一極特殊、極長壽、極體面的建筑系統(tǒng)得以傳承。

參考文獻(xiàn)：

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[2]代金振,秦士洪,盧驥,等.考慮受力狀態(tài)變換的預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)[J].重慶建筑,2021,20(05):44-47.

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作者:胡海東 單位:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)第十市政設(shè)計(jì)院有限公司