斜拉索梁悬挂转换层的制作方法
【技术领域】
:
[0001]本发明涉及一种建筑大跨度转换层的设计技术，通过该技术设计的建筑转换层，能减小建筑框架结构的钢筋和混凝土材料的使用量，减轻建筑结构的自重，同时由于转换结构的层刚度小，采用本技术设计的建筑转换层结构具有很好的抗震性能，我们称这种技术为斜拉索梁悬挂转换层，属于建筑结构设计技术领域。
【背景技术】
:
[0002]随着经济的发展，越来越多的建筑设计因为功能的需要，而在建筑结构设计中，设计有转换层结构。目前建筑转换层设计一般采用技术有:预应力梁式转换层，厚板转换层，箱型转换层，拱式转换层，桁架转换层。这些现存转换层设计技术存在要么因为造价高，要么施工不方便，或因转换层层刚度大而建筑结构抗震性能不好等缺点，然而斜拉索梁悬挂转换层设计技术很好的解决了这些问题，其结构具有自重轻、转换层层刚度小、结构构件尺寸小、钢筋和混凝土材料使用量少、拉索方便张拉、带该技术的建筑转换结构抗震性能好等优点。
【发明内容】
:
[0003]为了解决现有建筑转换结构技术存在的众多缺点，主要表现为建筑结构因为层刚度突变而抗震性能差、建筑结构构件尺寸大、建筑转换结构工程造价高等等，本发明提出了一种新的大跨度转换层设计技术，我们称之为斜拉索梁悬挂转换层。该转换层设计技术不仅能轻松的实现建筑大跨度转换层的设计，同时具有施工方便，建筑结构抗震性能好，工程造价低等众多优点。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种斜拉索梁悬挂转换层，所述的斜拉索梁悬挂转换层包括锚具、垫板、转向器、拉索、对接张拉器、框架结构梁柱构件，所述斜拉索梁悬挂转换层混凝土浇筑施工过程中，预埋上转向器，等到所述的斜拉索梁悬挂转换层混凝土达到拉索张拉的设计强度时，通过所述的拉索端部锚具或对接张拉器对拉索内力进行张拉调节，所述的拉索穿过转向器上的弧形套筒将中间框架柱的柱底吊起来，中间框架柱又通过转向器将下层的梁板悬挂起来，中间框架柱和拉索及大梁形成一种类似于张弦梁的结构，根据跨度的不同，斜拉索梁悬挂转换层包括两跨斜拉索梁悬挂转换层和三跨斜拉索梁悬挂转换层两种设计；根据拉索布置的不同，斜拉索梁悬挂转换层包括单轴向拉索体系和双轴向拉索体系两种布置；根据转换层层数的不同，斜拉索梁悬挂转换层包括单层式斜拉索梁悬挂转换层和穿层式斜拉索梁悬挂转换层；根据拉索张拉方式的不同，拉索包括端部张拉和对接张拉两种张拉方式。所述的斜拉索梁悬挂转换层技术是一种新的建筑大跨度转换层设计技术，比常规的转换层设计技术的层刚度更小，抗震性能更好，施工更方便。
[0005]本发明的有益效果是:可以轻便灵活地实现建筑大跨度转换层的设计，采用斜拉索梁悬挂转换层的建筑结构的抗震性能好，建筑结构构件尺寸小，转换结构的工程造价低，施工方便。
[0006]在上述技术方案的基础上，本发明作出如下补充:
[0007]本发明提出一种斜拉索梁悬挂转换层，在斜拉索梁悬挂转换层中，大梁和中间框架柱及拉索形成一种类似于张弦梁的转换结构，斜拉索梁悬挂转换层利用体外预应力筋和张弦梁原理来实现大跨度转换层的设计。斜拉索梁悬挂转换层应用于建筑转换层设计，根据转换层跨度的不同，包括两跨和三跨两种设计，当采用两跨设计时，两跨跨度相等，当采用三跨设计时，两个边跨跨度相等；根据拉索布置的不同，分为单轴向拉索体系和双轴向拉索体系，单轴向拉索体系采用单轴向的转向器，双轴向拉索体系采用双轴向转向器，拉索为体外预应力筋，拉索分布设置在轴线的竖向平面上，拉索穿过转向器的弧形套筒吊起中间框架柱的柱底，中间框架柱柱底再通过转向器上的悬挂钢筋悬挂起下层的楼层梁板，由于悬挂钢筋的尺寸小，其水平抗侧移刚度小，所以整个转换层结构的水平侧移刚度比常规的转换结构小，由于拉索分布在转换层轴线的竖向平面上，根据斜拉索梁悬挂转换层结构的特点，可以在斜拉索梁悬挂转换层结构中开门洞。
[0008]在所述的斜拉索梁悬挂转换层中，大梁为被拉索施加预压力的连续梁。根据转换层跨度的不同，包括两跨和三跨两种设计，当采用两跨设计时，两跨跨度相等，由于转换层对称，所以拉索能实现自身水平分力的抵消平衡，进而只对中间框架柱实现轴心压力设计；当采用三跨设计时，两个边跨跨度相等，中间跨度可以根据实际需要设定，由于在中间框架柱的柱底处，拉索有一个未能抵消的水平分力，为了保护中间框架柱，需要在两个中间框架柱的柱底之间设计一道框架梁来承受拉索的水平分力，这道框架梁称为悬挂梁，因此悬挂梁内部处开设有穿梭拉索的孔道，悬挂梁的梁底面与中间框架柱的柱底面平齐，悬挂梁的梁底面与下层楼层板的板面之间有一个距离间隙。在斜拉索梁悬挂转换层结构中，拉索为体外预应力筋，穿过中间框架柱下端的弧形套筒，通过转向器吊起中间框架柱，而中间框架柱又通过转向器悬挂起下层的梁板
[0009]在本发明一较佳实施例中，斜拉索梁悬挂转换层的转向器采用高强度可焊接的金属材料制成，转向器上有弧形套筒，弧形套筒采用高强度和低摩擦的金属材料制成，根据拉索的线形，制成对应的弧形弯曲形状，转向器上从上到下有三个钢板，分别是柱底钢板、梁上钢板、托板，柱底钢板用于保护中间框架柱的柱底混凝土在地震动作用下免遭局部粉碎性破坏，梁上钢板用于保护梁节点表层混凝土在地震动作用下免遭局部粉碎性破坏，柱底钢板和梁上钢板之间为悬挂钢筋，悬挂钢筋的长度等于中间框架柱柱底面与下层楼板板面之间的距离间隙，通过悬挂钢筋的横截面面积、横截面形状和悬挂钢筋的长度来控制悬挂钢筋的水平抗侧移刚度，以此侧移刚度来分配水平剪力的大小，通过悬挂钢筋这样的设计，斜拉索梁悬挂转换层的层刚度比常规的转换层的层刚度小很多，因为斜拉索梁悬挂转换层的层刚度突变变小，因此带有斜拉索梁悬挂转换层的建筑结构抗震性能更好，梁上钢板和托板之间为梁内吊筋，转向器通过梁内吊筋与混凝土之间的锚固力和托板的托力将下层的梁板悬挂起来，托板底面与下层楼板的梁底面平齐。
[0010]在本发明一较佳实施例中，拉索为体外预应力筋，拉索两端的框架梁端进行了加腋设计，垫板预埋在拉索两端的框架节点处，垫板将拉索拉力分为水平和竖直两个方向的分力，分别对大梁和框架柱施加轴向压力，大梁和框架柱再根据所受的力大小来进行构件的截面尺寸和配筋设计。锚具为后张法锚具，锚具的垫板预埋在混凝土梁端，也即为框架结构节点处，拉索采用端部张拉或对接张拉调节，拉索采用后张法施工技术，通过拉索端部的后张法锚具或中间处的对接张拉器实现拉索拉力的张拉调节，拉索端部的锚具埋设在框架结构的节点处。
[0011]在本发明一较佳实施例中，所述的斜拉索梁悬挂转换层根据拉索布置的不同，分为单轴向拉索体系和双轴向拉索体系，所谓单轴向拉索体系是只在一个轴线方向布置拉索的转换层，所谓双轴向拉索体系是指在两个相互垂直的轴线方向都布置拉索的转换层，拉索布置在轴线的竖向平面上。
[0012]在本发明一较佳实施例中，在三跨斜拉索梁悬挂转换层中，两边跨跨度相等，中间跨的长度可任意设定，两个中间框架柱下端连接有悬挂梁，在施工时，悬挂梁与中间框架柱一同浇筑施工，悬挂梁的底面与中间框架柱底面平齐，悬挂梁的底面与下层楼板的板面之间有一个距离间隙，这个距离间隙等于悬挂钢筋的长度，悬挂梁内部开设有穿梭拉索的孔道，孔道位于悬挂梁横截面的形心处，悬挂梁用于承受拉索在中间框架柱下端形成的水平分力，中间框架柱承受拉索在中间框架柱下端形成的竖向分力。
[0013]在本发明一较佳实施例中，根据转换层层数的不同，斜拉索梁悬挂转换层包括单层式斜拉索梁悬挂转换层和穿层式斜拉索梁悬挂转换层，图1和图2均为单层式斜拉索梁悬挂转换层，若将图1拉索两端部向上移一层，则为穿层式斜拉索梁悬挂转换层，通过将拉索两端点整体上移来实现斜拉索梁悬挂转换层的穿层式设计，从而以更小的拉索拉力实现同样的转换层设计，被穿越的框架梁对应开设穿梭拉索的通道。
[0014]在本发明一较佳实施例中，斜拉索梁悬挂转换层的中间框架柱的柱底与下层楼板的表面有一个距离间隙，中间框架柱下端预埋有转向器的弧形套筒，中间框架柱四侧都设计了钢筋混凝土支撑墙支撑加固，用于支撑保护中间框架柱的受力，使中间框架柱受力更加稳定，中间框架柱在柱底截断，从而与下层梁板形成一个分离的混凝土结构，再通过转向器将中间框架柱和下层梁板连接起来。
[0015]在本发明一较佳实施例中，在斜拉索梁悬挂转换层中，根据拉索张拉方式的不同，拉索包括端部张拉和对接张拉两种张拉方式，两种张拉方式均为后张法张拉施工工艺，当采用端部张拉时，即通过端部的后张法锚具实现对拉索拉力的张拉调节，当采用对接张拉时，即通过拉索上的对接张拉器实现对拉索拉力的张拉调节，每根拉索上都有两个对接张拉器。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步详细的说明。
[0017]图1是两跨斜拉索梁悬挂转换层结构图；