高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結構的設計原理及其應用分析

□馮地華

(中外建華誠城市建筑規(guī)劃設計有限公司 北京 石景山 100041)

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結構的設計原理及其應用分析

□馮地華

(中外建華誠城市建筑規(guī)劃設計有限公司 北京 石景山 100041)

社會經(jīng)濟發(fā)展、科技水平提高的同時，高層建筑數(shù)量也在逐漸增多，其中，梁式轉(zhuǎn)換層結構的應用率也在相應提高，它不僅會能夠增強高層建筑穩(wěn)定性和安全性，而且還能優(yōu)化建筑質(zhì)量，合理分配上部載荷，這對高層建筑建筑效果優(yōu)化具有重要意義。本文介紹了這一結構的設計原理，并對其應用進行了分析。

高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結構設計；設計原理；應用

1 設計原理

1.1 基本功能

梁式建筑層在高層建筑物中應用，應用功能主要體現(xiàn)在兩方面，第一方面即建筑內(nèi)部平衡受力，第二方面即穩(wěn)定建筑結構。

1.2 主要特點

其中本文的梁式轉(zhuǎn)換層主要有造價核算準確、結構設計優(yōu)化、性能優(yōu)良、尺寸較大、施工便捷、經(jīng)濟效益較高、應用廣泛等特點，一旦結構設計缺乏合理性，難么建筑物的抗震性能會相應降低，空間利用率也會大大減少。

一般特點：梁式轉(zhuǎn)換層既能均衡建筑載荷，又能減少結構形變，這一結構具體應用時，優(yōu)化管道或者線路設計能夠迎合用戶使用需要，能夠全方面保障用戶在水電或者保暖等方面的基本居住權力。

基本原理：結構設計遵循的原理主要有三種，原理一為有限原理，原理二為三維設計原理，原理三為協(xié)同工作原理。

2 設計原則

2.1 減少豎向構件

之所以要減少豎向構件數(shù)量，主要是因為豎向構件與轉(zhuǎn)換功能結構間成正比例相關，與剛性性能成反比例相關，進而會間接影響抗震性能。

2.2 確保結構剛度

由于結構剛度與建筑物抗震性存在直接聯(lián)系，因此，為了強化這一結構的抗震性能，應提升結構剛度，即梁高度＞跨度13%，同時，建筑施工混凝土還應保證性能，以此增強結構剛度，優(yōu)化功能轉(zhuǎn)換效果。此外，還應全面考慮結構受力情況，確保均衡受力的前提下提升結構剛度。

2.3 準確計算結構

潿洲島是中國最大、最年輕的火山海島，位于北海市區(qū)南部海面，1982年被評為自治區(qū)級自然保護區(qū)，2004年被評為中國唯一的海島火山國家地質(zhì)公園，2005年、2015年分別被中國國家地理雜志、國家海洋局評為“中國最美十大海島”，2016年12月被列入國家“十三五”旅游發(fā)展規(guī)劃海島特色旅游目的地之首，2018年3月成功創(chuàng)建廣西特色旅游名區(qū)。近年來，隨著潿洲島知名度的不斷提升，加上風景優(yōu)美宜人，促使?jié)迧u旅游持續(xù)火熱。2017年，潿洲島接待游客130萬人次，同比增長52.7%；旅游總收入24.5億元，同比增長326.8%。2018年1—6月份，接待游客71.23萬人次，同比增長8.14%。

應構建合理的計算模型，在此期間，借助三維空間完成模型構建活動，必要時利用有限元對其進行有效性補充，避免出現(xiàn)較大的計算偏差，提高結構的安全性。

2.4 對稱布置原則

所謂對稱布置原則即針對轉(zhuǎn)換柱和剪力墻來說的，二者布置過程中堅持對稱原則，有利于全方面提升結構安全性。其中，轉(zhuǎn)換柱應放置在轉(zhuǎn)換梁的中心處，一方面能夠減少形變，另一方面能夠提高柱腳穩(wěn)定性。

2.5 合理布置結構位置

轉(zhuǎn)換層結構布置時，應合理掌控高度，并將高度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以此減少轉(zhuǎn)換柱受力情況，增強轉(zhuǎn)換層剛度，強化抗震性能。

3 應用分析

3.1 結構形式

這一結構又有梁式框支剪力墻結構之稱，剪力墻能夠在轉(zhuǎn)換大梁的作用下進行框支梁固定，并由框支柱對其進行有效支撐，支撐體系會自然形成，在結構功能性轉(zhuǎn)換中發(fā)揮作用，從中能夠看出，結構傳力過程較具體，無論是傳力分析，還是傳力計算，均有便捷化優(yōu)勢，同時，還會提高建筑施工的效率。

3.2 設計分析

針對轉(zhuǎn)換梁進行受力情況進行分析、計算時，應對影響因素全面了解，影響因素主要為剛度，分別為轉(zhuǎn)換梁、剪力墻以及轉(zhuǎn)換柱三方面。分析該結構受力機理的過程中得出如下分析結果：轉(zhuǎn)換梁跨度＜11m時，能夠承托的標準為兩層樓，但是對承托層為三層或者四層進行計算時，偏差＜4%，不超過承受范圍，即承托層數(shù)為兩層到四層時，能以兩層為標準對其進行計算。

3.3 設計要求

結構設計過程中應從建筑實際出發(fā)，遵循轉(zhuǎn)換功能的具體需要以及設計高度明確轉(zhuǎn)換結構位置，與此同時，還應全面分析抗震需要，在此基礎上，優(yōu)化結構的剛度設計，優(yōu)化結構設計質(zhì)量。

結束語

隨著高層數(shù)量的不斷增多，建筑結構形式也越來越復雜，并且不同建筑空間的需求也存在差異性，應用梁式轉(zhuǎn)換層結構既能滿足空間功能需要，又能豐富建筑形式、優(yōu)化建筑質(zhì)量。在此期間，應全面了解這一結構相關理論知識，并做好結構應用的準備工作，針對建筑施工中存在的問題及時解決，促進高層建筑快速完工，以此實現(xiàn)建筑行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

[1]周瑞民.高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結構設計的原理及其應用分析[J].科技創(chuàng)新導報,2014,04:67.

[2]付全.分析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結構設計原理及其應用[J].建筑設計管理,2014,08:60-61+64.

1004-7026（2017）12-0096-01

TU973

A

DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.12.078