帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式分析

崔寧

摘 要：隨著現(xiàn)今城市化進(jìn)程的逐漸推進(jìn)，高層建筑物數(shù)量正在日益增大。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換層在整體結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用，極具重要性和關(guān)鍵性，主要用于實(shí)現(xiàn)上下不同功能、不同結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，可以說(shuō)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在開(kāi)展帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，做好轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)，同時(shí)要做好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保障措施，一定要把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文主要結(jié)合了帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

通常來(lái)說(shuō)，由于高層建筑上下部分的功能與用途上有所不同，所以所運(yùn)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式也存在不同，旨在以此來(lái)確保建筑設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)及符合建設(shè)需求。而且要對(duì)樓層間的結(jié)構(gòu)實(shí)施轉(zhuǎn)換的處理措施，確保建筑物整體性的結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定。即稱之為建筑物的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層主要呈現(xiàn)以下三類形式：梁式、板式以及箱形的轉(zhuǎn)換層。作為建筑設(shè)計(jì)人員必須要綜合工程實(shí)況需求來(lái)進(jìn)行考量，并對(duì)類型不相同的結(jié)構(gòu)必須展開(kāi)具有針對(duì)性的不同設(shè)計(jì)，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)與合理。在此需要注意的設(shè)計(jì)原則如下：①對(duì)建筑物的相關(guān)信息及數(shù)據(jù)要注意收集和整理，以確保所掌握的施工數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。②落實(shí)好工程建模方面的工作，將數(shù)據(jù)和信息切實(shí)有效的輸入至計(jì)算機(jī)中，并依照有關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)輸出信息，進(jìn)而確保建模設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。③對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)展開(kāi)計(jì)算，盡最大限度確保高層建筑結(jié)構(gòu)自身的載荷能力和抗震性能最大化呈現(xiàn)，以提升轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)效果。

2 高層建筑帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高層建筑最大的特點(diǎn)就是高度高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此其施工難度也往往較大，尤其是在運(yùn)用帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)模式，則會(huì)進(jìn)一步加大其施工難度。由于國(guó)內(nèi)在高層建筑轉(zhuǎn)換層的具體應(yīng)用及相關(guān)研究起步較晚，所以目前在技術(shù)方面尚處于初級(jí)階段，在經(jīng)驗(yàn)上也相當(dāng)?shù)牟蛔?，施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題。而當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)后，我們要做的是逐個(gè)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，找出有效的解決對(duì)策，這樣才能夠保障工程質(zhì)量。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在高層建筑帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要需要注意以下要點(diǎn)：①在設(shè)計(jì)過(guò)程中，轉(zhuǎn)換層下方的結(jié)構(gòu)不能設(shè)計(jì)成柔軟層，否則其力度不足以支撐起整個(gè)建筑，容易發(fā)生建筑倒塌事故，危害到人民財(cái)產(chǎn)安全;②在設(shè)計(jì)過(guò)程中，轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度可以設(shè)計(jì)得相近，這樣在改變轉(zhuǎn)換層的剛度系數(shù)時(shí)可以更加方便有效;③在設(shè)計(jì)過(guò)程中，底部轉(zhuǎn)換層的剛度與高度是互相影響、互相聯(lián)系的，所以應(yīng)當(dāng)在滿足建筑所需剛度的前提下，合理對(duì)轉(zhuǎn)換層的高度進(jìn)行控制，這樣可以更加提高建筑的穩(wěn)固性;④在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般高層建筑帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)模式都有專門的施工規(guī)范，所以應(yīng)當(dāng)要嚴(yán)格依照相關(guān)施工規(guī)范來(lái)進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，以保證設(shè)計(jì)和施工具備合理性、科學(xué)性以及可行性。對(duì)此，在開(kāi)展高層建筑轉(zhuǎn)換層的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要嚴(yán)格遵循上述要點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式分析

3.1 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換梁截面

在開(kāi)展高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段，先要設(shè)計(jì)的是轉(zhuǎn)換梁截面，因此要考慮到建筑物梁的承載力和轉(zhuǎn)換層的承載狀況，接著再綜合相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算模式得出合理設(shè)計(jì)。通常來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換梁截面時(shí)分為兩類，即托柱方式與托墻方式。

3.2 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)構(gòu)件

針對(duì)轉(zhuǎn)換層而言，產(chǎn)生突變狀況的往往不光只有豎向剛度問(wèn)題所致，還有豎向側(cè)力方面所產(chǎn)生的不連續(xù)問(wèn)題，促使了建筑轉(zhuǎn)換層在實(shí)際傳力的過(guò)程中發(fā)生路徑突變現(xiàn)象，尤其是遭遇強(qiáng)震時(shí)，建筑物中的強(qiáng)度比較薄弱的部位則會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的作用力。如果想要更好的保障轉(zhuǎn)換層上下部分的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度同時(shí)提升，則要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層周邊構(gòu)件所擁有的強(qiáng)度，其目的是為了轉(zhuǎn)換層在水平剪力傳遞時(shí)更為便利，避免轉(zhuǎn)換層在處于地震等影響情況下而遭受毀壞。

3.3 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換大梁

首先，在進(jìn)行梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)時(shí)，要先考慮到其主要作用是承上啟下，所以轉(zhuǎn)換層上的模板應(yīng)將上層水平剪力傳至下層，以確保建筑物自身具備較強(qiáng)的平面剪力。對(duì)于豎向荷載，也需一并進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而將建筑物樓板的強(qiáng)度與剛度提升。其次，大梁主要通過(guò)上部剪力墻和梁柱來(lái)實(shí)施對(duì)豎向構(gòu)件的內(nèi)力傳遞，再加上其所擁有的承載力較大，一般都被作為高層建筑抗震的主要核心環(huán)節(jié)，因此，轉(zhuǎn)換大梁的設(shè)計(jì)極其重要。

3.4 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層的抗震效果

如若對(duì)高層建筑內(nèi)部的轉(zhuǎn)換層進(jìn)行處理或加工，則會(huì)影響其整體性的剛度。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中的豎向承載力會(huì)在由此產(chǎn)生變化，致使其傳力方向形成一定偏差，故此轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)所擁有的抗震性能便會(huì)隨之降低。若想更好的保障其安全性，則應(yīng)在建筑物三層至以上的施工環(huán)節(jié)中對(duì)墻柱實(shí)施加固措施，以確保其擁有較強(qiáng)的抗震力。

3.5 箱型轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行帶轉(zhuǎn)換的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，箱型轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)方式應(yīng)用具有一定的局限性，這是由于箱型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層會(huì)使得整個(gè)轉(zhuǎn)換層以上的樓層結(jié)構(gòu)型式較為單一，一般只能用于開(kāi)間需求較大的建筑物，對(duì)于建筑物的剛度要求也比較大，箱型結(jié)構(gòu)的橫向荷載受力較大，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中要做好結(jié)構(gòu)受力分析，保證整個(gè)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4 提高帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

4.1 充分考慮不同層受力狀況

高層建筑中，建筑物通常都有多種用途，其中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層所受力復(fù)雜程度很高，因此在進(jìn)行高層建筑物結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)工作環(huán)節(jié)，要對(duì)其所受到力進(jìn)行全方面的考慮，并對(duì)其中主要受力情況進(jìn)行重點(diǎn)分析。故此，建筑設(shè)計(jì)者在進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)之時(shí)，需要不停的對(duì)受力進(jìn)行計(jì)算，還需要針對(duì)于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層附近的應(yīng)力值展開(kāi)準(zhǔn)確的核算與統(tǒng)計(jì)，并且在其最大的承受范圍內(nèi)，在轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部增加一些鋼筋，或者是其他的剛度比較高的材料，這樣能夠讓結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層自身的強(qiáng)度和質(zhì)量得到顯著提升，而且在現(xiàn)實(shí)的使用中也能夠讓他的作用最大程度上的發(fā)揮出來(lái)，因此，要讓高層建筑物更加的具有穩(wěn)定性，就需要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)層的搭建時(shí)，設(shè)計(jì)者要對(duì)梁跨部位支座正負(fù)彎矩速度有著充分的理解，要讓進(jìn)行搭建時(shí)的腰筋大小合理。

4.2 合理布設(shè)剪力墻

通常在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于剪力墻的框架支柱要求很高，要求其排布均勻疏密。而且相鄰兩個(gè)之間的距離也有著嚴(yán)格的要求，通常間距為11cm左右。對(duì)高層建筑整體進(jìn)行綜合的考慮，需要讓設(shè)計(jì)方案滿足其工程剪力墻的全部需求，讓地下結(jié)構(gòu)的抗壓能力得到提高。在對(duì)轉(zhuǎn)換大梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要讓梁體的承受能力達(dá)到要求相關(guān)應(yīng)力的要求。要想讓這些目標(biāo)圓滿完成，設(shè)計(jì)者可利用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)換梁兩端的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，保證其具有良好的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在進(jìn)行帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，需要結(jié)合實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況，有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要全面性的對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)和具備的相關(guān)作用進(jìn)行了解，在綜合工程實(shí)際的基礎(chǔ)上，制定出帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)時(shí)還要注重對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，把握住轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)和高層建筑結(jié)構(gòu)整體的設(shè)計(jì)要求，以提高帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，進(jìn)而推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。

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