論高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1、<p>　　論高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計要點</p><p>　　【摘 要】轉(zhuǎn)換層是當前高層建筑設(shè)計中重要的組成部分之一，其設(shè)計施工難度較大，需要注意的問題也較多，對設(shè)計的合理性有著較高的要求。本文從高層建筑轉(zhuǎn)化層的設(shè)計原則、類型和結(jié)構(gòu)的特點入手，對轉(zhuǎn)換層設(shè)計的要點以及其中中重要構(gòu)件的設(shè)計原則進行了詳細的探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】高層建筑；轉(zhuǎn)換層；設(shè)計 </p&g

2、t;<p>　　隨著我國城市化的飛速發(fā)展，當前社會對于高層建筑功能方面的要求也越來越高。從建筑功能上來說，建筑底部需要建設(shè)大開間的商場、餐廳等，而上部則多用于墻板、梁柱較多的住宅、辦公等場所。為了在高層建筑中實現(xiàn)正陽的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就應(yīng)該在建筑物的上下部之間設(shè)置轉(zhuǎn)換層，以保證受力的正確傳遞。 </p><p>　　一、轉(zhuǎn)換層設(shè)計概述 </p><p>　　（一）轉(zhuǎn)換層的概念 &l

3、t;/p><p>　　高層建筑下部樓層受到的壓力較大，上部樓層所受壓力則相對較小，因此在正常的建筑結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該在下部樓層設(shè)置較多的墻體和密集的柱網(wǎng)，以增加其剛度，到上部結(jié)構(gòu)時逐漸減少其柱網(wǎng)和墻體的分布。然而一般來說，建筑功能的需要要求建筑底層留有較大的空間，而上部則應(yīng)該設(shè)置較多的墻體。這就和建筑結(jié)構(gòu)的受力要求有了一定的矛盾。因此，為了實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)對使用功能的要求，就應(yīng)該設(shè)置建筑物上下部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，而構(gòu)建所在的樓層

4、就叫做轉(zhuǎn)換層。 </p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計原則 </b></p><p>　　由于在建筑中設(shè)置轉(zhuǎn)換層，會導致建筑物在豎向剛度方面發(fā)生突變，因此不利于建筑結(jié)構(gòu)的抗震功能，因此，在進行轉(zhuǎn)換層設(shè)計之時應(yīng)該注意以下的原則。首先應(yīng)該盡量減少需要轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的構(gòu)件越少，所造成的剛度突變就越平緩，更加有利于建筑的抗震。其次，轉(zhuǎn)換層在建筑物中的位置應(yīng)該較

5、低。另外應(yīng)該對轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使用傳力路徑明確的形式來設(shè)計轉(zhuǎn)換層，以便于對結(jié)構(gòu)進行分析和施工量的保證。另外，在能夠滿足建筑物經(jīng)濟和安全方面的要求之下，應(yīng)該盡量減小轉(zhuǎn)換的剛度。 </p><p><b>　?。ㄈ┙Y(jié)構(gòu)特點 </b></p><p>　　按照結(jié)構(gòu)的不同來分，高層建筑的轉(zhuǎn)換層能夠分為衍架形式、梁-柱形式、厚板式轉(zhuǎn)換等幾個類型。其中梁-柱形式是最為常見

6、的形式。 </p><p><b>　　1、梁-柱式 </b></p><p>　　梁-柱式一般在底部大空間的剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，其原理是將上部剪力墻放置于框支梁上，然后使用框支柱來進行框支梁的支撐。梁-柱結(jié)構(gòu)施工設(shè)計均較為簡便合理，是當前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。 </p><p><b>　　2、厚板式 </b><

7、/p><p>　　如果建筑網(wǎng)山下不之間的柱網(wǎng)有著較多的錯位，難以使用梁柱來直接承托，則應(yīng)該使用厚板式來進行設(shè)計。厚板的厚度設(shè)計可以依照上部荷載、柱網(wǎng)尺寸等因素來確定。厚板式的轉(zhuǎn)換層其優(yōu)點在于布置有著較大的靈活性，且施工較為便捷。 </p><p><b>　　3、衍架式 </b></p><p>　　如果高層建筑底部需要用于大空間的商場建設(shè)，而上部

8、則要建設(shè)寫字樓或者小空間的住宅，且必須進行管道設(shè)備層的設(shè)置，則應(yīng)該使用衍架式的轉(zhuǎn)換層。衍架式的優(yōu)點在于在荷載和跨度較大的條件之下應(yīng)用有著較高的經(jīng)濟合理性。然而這種方式有著較高的施工難度，對軸線錯位布置也有著較高的難度。 </p><p>　　二、轉(zhuǎn)換層構(gòu)件的設(shè)計 </p><p><b>　?。ㄒ唬┛蛑е?</b></p><p>　　框支柱其

9、截面的尺寸主要由軸壓比進行控制，還應(yīng)該滿足結(jié)構(gòu)對于剪切比的要求。因此為了保證框支柱的延性，應(yīng)該對其軸壓比進行嚴格的控制。另外，這柱截面其延性和配筋率有著密切的關(guān)系，所以框支柱其配筋率應(yīng)該比一般的框架柱有著較大的提升。另外，某些框支柱還會用來當做剪力墻的端柱，因此應(yīng)該滿足其約束邊緣構(gòu)件的配箍特征值大于0.2。為了增強框支柱的安全系數(shù)，在計算時應(yīng)該將柱端彎矩和柱端剪力乘以安全系數(shù)。為了加強轉(zhuǎn)換層和上下部樓層之間的連接，應(yīng)該將框支柱之上墻體的

10、縱筋延伸如上部樓層的墻體之內(nèi)。 </p><p><b>　?。ǘ┛蛑Я?</b></p><p>　　一般來說，應(yīng)該由剪壓比來進行框支梁截面尺寸的控制，其寬度應(yīng)該大于上墻厚度的2倍，高度應(yīng)該大于計算跨度的1/6。框支梁既是建筑上下層之間傳輸荷載的樞紐，也是使框支剪力墻的抗震性能得到保證的關(guān)鍵，是建筑中重要的構(gòu)件。因此在進行框支梁的設(shè)計時應(yīng)該留有一定的安全儲備。在能

11、夠使計算要求得到滿足的前提之下，其配筋率應(yīng)該大于0.8%。由于框支梁大多數(shù)為偏心受拉的 構(gòu)件，承受有一定的軸力，因此在設(shè)計時應(yīng)該對腰筋進行足夠多的配置。框支梁受到的剪力一般較大，是重要的抗震構(gòu)件，因此在具有一定的富余縱筋的情況下，還應(yīng)該加強其箍筋的配置。 </p><p><b>　　（三）樓板 </b></p><p>　　在轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樓板需要承擔對上下部

12、樓層的剪力進行重新分配的任務(wù)。另外轉(zhuǎn)換層樓板有著平面之內(nèi)形變和受力均比較大的特點，因此必須保證其有著足夠的剛度。同時，為了使轉(zhuǎn)換層的樓板能夠順利完成對剪力的重新分配，在設(shè)計中應(yīng)該對轉(zhuǎn)換層上下兩層之內(nèi)的樓板進行適當?shù)募訌姟?</p><p><b>　　三、設(shè)計中的要點 </b></p><p>　　（一）盡量實現(xiàn)低位轉(zhuǎn)換 </p><p>　　

13、由于有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)置的高層建筑一般設(shè)計較為復雜，結(jié)構(gòu)在豎向剛度方面有著一定的突變，再加上轉(zhuǎn)換層附近的樓層其所受內(nèi)力、剛度、形變等都會有著較大的突變，因此受力結(jié)構(gòu)較為薄弱，不利于建筑物的抗震。所以，在建筑物轉(zhuǎn)換層的設(shè)計時，應(yīng)該宜低不宜高，盡量將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在較低的層位，尤其是對于抗震機構(gòu)的設(shè)計更應(yīng)該避免進行高位轉(zhuǎn)換。 </p><p>　?。ǘ┘袅涂蛑е牟贾?</p><p>　　在高

14、層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計中，不管使用的是哪一種結(jié)構(gòu)形式來進行設(shè)計，都應(yīng)該保證剪力墻能夠直接落地，另外，轉(zhuǎn)換層之下的框支柱應(yīng)該保持設(shè)計布置的疏密均勻，剪力墻和框支柱之間不應(yīng)該有太大的距離。轉(zhuǎn)換層上部的剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該使用大開間的布置方式設(shè)計。還應(yīng)該強化下部樓層，以保證下部樓層中空間較大的結(jié)構(gòu)能夠保證足夠的強度和剛度以及抗震的能力。轉(zhuǎn)化層的平面設(shè)計方面應(yīng)該保證轉(zhuǎn)換梁的剛度以及在平面之外的穩(wěn)定性。 </p><p>　　（三）

15、轉(zhuǎn)換梁的設(shè)置 </p><p>　　由于框架柱和短肢剪力墻之間存在著對應(yīng)的關(guān)系，短肢剪力墻之下的轉(zhuǎn)換梁僅僅承受框架柱之外的短肢墻所引發(fā)的內(nèi)力，而剩下大部分的內(nèi)力都由框架柱來直接承受，而兩端在框架柱之外的短肢墻引發(fā)了較大的建立。因此應(yīng)該在轉(zhuǎn)換梁兩端加腋來實現(xiàn)建立的抵抗。這樣既能夠使結(jié)構(gòu)設(shè)計到達建筑的要求，又能夠保證轉(zhuǎn)換層的有效空間。 </p><p>　?。ㄋ模┥舷螺S網(wǎng)不錯位 </p&

16、gt;<p>　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該使上下軸網(wǎng)對齊，盡量避免錯位。如果結(jié)構(gòu)上下部之間的軸網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生錯位，則只能使用厚板式來進行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)置。厚板式結(jié)構(gòu)有著較多的缺點，不僅在受力較差，在設(shè)計和施工方面也有著較大的難度，而且經(jīng)濟性較差。因此，為了盡可能避免使用厚板式的結(jié)構(gòu)，就應(yīng)該使上下軸網(wǎng)實現(xiàn)對齊，其對齊的比例較高，就能夠使建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計更加簡單，其結(jié)構(gòu)受力情況更加清晰明確，并且有著更好的經(jīng)濟效果。 </p>

17、<p>　　（五）局部應(yīng)力的分析 </p><p>　　由于轉(zhuǎn)換層其結(jié)構(gòu)和普通桿件有著較大的差別，其形狀和受力均較為復雜，內(nèi)部應(yīng)力相對集中。因此在進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計時應(yīng)該在對整體進行計算的前提之下，采取其他的元分析程序?qū)ζ錁?gòu)件進行補充計算。對其各處所承受的應(yīng)力進行詳細的分析和計算，按照計算的結(jié)構(gòu)來進行配筋。 </p><p><b>　　結(jié)語： </b><

18、/p><p>　　作為高層建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，轉(zhuǎn)換層的設(shè)計應(yīng)該注重和建筑整體設(shè)計的配合，并根據(jù)工程特點以及計算中不明確因素，來科學合理地選擇設(shè)計方案，以確保設(shè)計方案的科學性、全面性，減少建筑施工的難度和風險，保證高層建筑的質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]黃釗，張濤，黃龍. 高層建筑轉(zhuǎn)換層

19、結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工研究[J]. 華北水利水電學院學報. 2008（02） . </p><p>　　[2]王宏，白洋. 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型[J]. 黑龍江科技信息. 2009（17） . </p><p>　　[3]劉躍平. 高層建筑框支剪力墻轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計[J]. 湖南工程學院學報（自然科學版）. 2008（04） . </p><p>　　[4]艾克然木