建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)分析

吳慶鑫

摘 要：現(xiàn)階段，我國的建筑產(chǎn)業(yè)正處于上升階段。有不少建筑物中都需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層。由于使用功能的差異性，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層的過程中也需要考慮到不同的因素，運(yùn)用不同的結(jié)構(gòu)方法。本文簡單分析了建筑工程中轉(zhuǎn)換層的作用與種類，并且深入探討了轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)規(guī)則，以及設(shè)計(jì)方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：建筑；轉(zhuǎn)換層；設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代建筑的建設(shè)過程中，人們的希望獲取的使用功能存在差異性。因此，在開展建筑工程中，經(jīng)常需要利用轉(zhuǎn)換層來適用不同功能的需要。這種做法也是高層建筑未來發(fā)展的重要方向。本文主要分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如下。

1 建筑工程中轉(zhuǎn)換層的作用與種類

1.1 轉(zhuǎn)換層發(fā)揮的作用

現(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟(jì)正在逐漸發(fā)展，人們對建筑物又提出了新的要求?？傮w的特點(diǎn)是多樣化、綜合性。在實(shí)際生活中，也有很多下層是商場，上層是住宅的建筑物。從轉(zhuǎn)換層的作用方面來說，它的上層是利用一些墻體來隔離空間，這樣可以適應(yīng)不同人群對建筑物的需求。下層的建造目的在于提供更大的使用空間。在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層的過程中，需要充分考慮到建筑的作用與使用功能。在設(shè)計(jì)較高的樓層時(shí)，需要確保它也可以被當(dāng)做正常的樓層。如果層高被限制，或者需要應(yīng)用到相關(guān)設(shè)備，需要確保它可以被當(dāng)做設(shè)備層。

1.2 轉(zhuǎn)換層的種類

1.2.1 箱式轉(zhuǎn)換層

按照轉(zhuǎn)換梁截面偏大，同時(shí)一層樓板沒有符合平面內(nèi)部樓板剛度需要達(dá)到的指數(shù)，相關(guān)人員提出了關(guān)于箱式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)。他們會(huì)選擇在轉(zhuǎn)換梁與梁頂之間布置一層樓板，組成箱形梁，這樣有利于保證實(shí)際指數(shù)與要求指數(shù)更貼近。這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)適用于整個(gè)層面，而且在建筑物附近環(huán)繞，可以組成一個(gè)完整的箱式轉(zhuǎn)換層。箱式轉(zhuǎn)換層具備的優(yōu)勢包括：約束功能強(qiáng)、剛度高、上下層傳力具備均衡性。而且又能夠被當(dāng)做設(shè)備層來使用。然而，在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備洞的增加，運(yùn)用的技術(shù)也非常復(fù)雜，花費(fèi)的工程成本偏高。

1.2.2 梁式轉(zhuǎn)換層

通常情況下，相關(guān)人員會(huì)利用底部大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。具體的方法是，在框支梁的位置上穩(wěn)定上層的剪力墻，利用框支柱的支撐力，來組成的一種結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)變縱橫向的過程中，還需要利用雙向梁的方法。梁式轉(zhuǎn)換層的特征包括，施工技術(shù)不復(fù)雜，傳力環(huán)節(jié)具有準(zhǔn)確性?，F(xiàn)階段，在建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到這種轉(zhuǎn)換的方法。但是它也存在不足之處。例如，在安排上下軸線錯(cuò)位的過程中國，應(yīng)該盡可能布置更多的轉(zhuǎn)換梁，這會(huì)導(dǎo)致受力情況更加復(fù)雜。

1.2.3 桁架式轉(zhuǎn)換層

桁架式轉(zhuǎn)換層主要是在高層建筑結(jié)構(gòu)下部為大型商場、上部為中小型寫字樓或者是住宅用房，并且需要設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備層時(shí)所常用的一種結(jié)構(gòu)形式。其上部柱墻可以通過桁架傳至下部柱墻，并且在桁架間的空間可以分設(shè)所需的管道。在進(jìn)行桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下適合采用整層布置，并且各節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)與墻肢形心對中。該結(jié)構(gòu)類型在施工中具有較高的復(fù)雜程度，同時(shí)其在進(jìn)行軸線錯(cuò)位布置時(shí)的難度也相對較大。

1.2.4 厚板式轉(zhuǎn)換層

在上下柱網(wǎng)錯(cuò)位較多并且不能用梁進(jìn)行承托時(shí)，就需要采用板式轉(zhuǎn)換層。其中厚板的規(guī)格以及厚度是由柱網(wǎng)尺寸以及上部結(jié)構(gòu)載荷而決定的。該結(jié)構(gòu)類型具有靈活性大、受結(jié)構(gòu)布局影響較小的優(yōu)點(diǎn)，且由于其厚板具有較大的剛度，能夠形成一個(gè)整體性較強(qiáng)的承臺，便于施工。

2 轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)規(guī)則

在建筑結(jié)構(gòu)中布置轉(zhuǎn)換層的目的在于發(fā)揮承上啟下的功能。轉(zhuǎn)換層會(huì)在很大程度上影響到建筑工程。因此，規(guī)范的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層不僅有利于防止對資源的浪費(fèi)，還有利于消除工程中存在的不安全因素。在設(shè)計(jì)使應(yīng)該按照以下幾個(gè)規(guī)則進(jìn)行。

2.1 在布置轉(zhuǎn)換層時(shí)，應(yīng)該盡可能降低結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換需要的豎向構(gòu)件數(shù)量，同時(shí)增加直接接地的構(gòu)件。這樣不僅可以削弱建筑物的剛度，還可以增強(qiáng)建筑物的抗震功能。

2.2 在布置轉(zhuǎn)換層時(shí)，應(yīng)該注意所在位置不宜過高，與底層部位的距離應(yīng)該縮短。建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)的傳力方式，或者剛度出現(xiàn)改變的情況下，都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層變成薄弱層。這會(huì)在一定程度上削弱建筑的抗震功能。

2.3 在布置轉(zhuǎn)換層時(shí)，應(yīng)該保證傳力途徑的清晰，還應(yīng)該保證轉(zhuǎn)換層的剛度。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，它發(fā)揮的功能的變換結(jié)構(gòu)。因此，在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該努力維持受力的均衡。

2.4 要對剪力墻以及框支剪力墻的比例進(jìn)行綜合考慮，保證其橫向落地剪力墻的數(shù)目超過橫向墻的50%。

2.5 為了避免立柱柱角發(fā)生變形，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保持其上部柱子和剪力墻的對稱分布，將梁上立柱設(shè)置在轉(zhuǎn)換梁垮中，從而避免轉(zhuǎn)換梁變形作用下產(chǎn)生的支柱柱角變形加大。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的建議

3.1 梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)

作為在建筑設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為常用的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，其在高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中占到了80%以上的比例，并且具有受力清晰、構(gòu)建簡單、方便施工的優(yōu)點(diǎn)。但是在該類型的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意上下結(jié)構(gòu)布置的優(yōu)化協(xié)調(diào)，從而確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。比如在進(jìn)行相對高度較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的內(nèi)力和剛度以及傳力途徑會(huì)發(fā)生一定程度的改變，會(huì)使之成為較為薄弱的部分層，一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生了影響。

在施工設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，多采用非轉(zhuǎn)換的鋼筋混凝土形式，避免轉(zhuǎn)換構(gòu)件的過度集中的情況出現(xiàn)，從而做到豎向剛度的均勻合理，以保證轉(zhuǎn)換層施工和整體建筑的施工質(zhì)量。

3.2 桁架式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)

桁架式轉(zhuǎn)換層主要用于建筑不同功能區(qū)域上下部的連接，是由多榀鋼筋混凝土桁架組合而成的一種承重結(jié)構(gòu)。一般情況下桁架的下桿的截面面積較小并且高度較高，所以這一結(jié)構(gòu)形式的施工難度較大且工序較為復(fù)雜。在具體施工設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，并對其受力情況進(jìn)行分析計(jì)算，從而保證設(shè)計(jì)符合建筑質(zhì)量要求。

3.3 厚板式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)

厚板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)雖然具有布置靈活、不需要正對下層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但是其在施工設(shè)計(jì)過程中多需要的材料耗費(fèi)較大，所以如果在采用厚板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意對其受力角度的分析，適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)其配筋量，同時(shí)也可以從抗剪力和抗沖切力的角度出發(fā)，減輕其受力程度，對其內(nèi)力以及配筋量進(jìn)行合理準(zhǔn)確的計(jì)算，并從其經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)對其進(jìn)行綜合考慮。

結(jié)束語

綜上所述，建筑領(lǐng)域中人們始終在關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)問題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)人員應(yīng)該全面考慮到建筑結(jié)構(gòu)的具體需要，采用最恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式，在符合安全標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)原則的前提下，增強(qiáng)轉(zhuǎn)換層的抗震功能、剛度等。這樣可以實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的合理規(guī)劃，保證轉(zhuǎn)換層與建筑物的完美結(jié)合，從而發(fā)揮出最大的價(jià)值。

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