建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題分析

王鵬

摘 要：建筑領(lǐng)域一直是國(guó)家發(fā)展過程中關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，尤其在城市化進(jìn)程逐漸加快的現(xiàn)代社會(huì)下，越來越多的建筑工程出現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展中，這不僅推動(dòng)著城市化的建設(shè)，更為改善著人們的生活環(huán)境做出了很大的貢獻(xiàn)。近幾年，很多高層建筑出現(xiàn)在城市建設(shè)與發(fā)展的過程中，但是一些建筑工程團(tuán)隊(duì)在施工過程中，會(huì)由于一些因素的影響而出現(xiàn)問題，導(dǎo)致施工質(zhì)量下降或施工效率低下情況的出現(xiàn)。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是現(xiàn)代高層建筑施工過程中的重要內(nèi)容，因?yàn)樗粌H與建筑空間的分配和使用有著密切聯(lián)系，還對(duì)建筑整體的質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。本文就建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述，僅供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：建筑；轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)問題

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，建筑行業(yè)在近年來的發(fā)展中得到了創(chuàng)新與突破，很多建筑工程不僅會(huì)將先進(jìn)的施工技術(shù)和工程管理理念應(yīng)用其中，同時(shí)還會(huì)根據(jù)實(shí)際情況需要，靈活的轉(zhuǎn)變施工方案，并對(duì)傳統(tǒng)的施工方式進(jìn)行更新變革。如今，建筑行業(yè)已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展中不可缺少的重要部分。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是近幾年建筑行業(yè)發(fā)展中關(guān)注的內(nèi)容，尤其在高層建筑的建設(shè)中，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更被廣泛應(yīng)用其中。合理的設(shè)計(jì)建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)不僅能提高建筑空間使用價(jià)值，提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)美觀性，還能在一定程度上提高建筑整體質(zhì)量。但是在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，會(huì)由于一些因素的影響而出現(xiàn)問題。所以如何解決建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題成為了很多建筑工程團(tuán)隊(duì)需要考慮的內(nèi)容。

1 建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)

1.1 梁式轉(zhuǎn)換

在高層建筑施工的過程中，梁式轉(zhuǎn)換層是保證垂直轉(zhuǎn)換質(zhì)量和水平的一個(gè)最為重要的結(jié)構(gòu)形式，其在應(yīng)用的過程中是從上部分的墻將力傳送到轉(zhuǎn)換梁上，然后再通過轉(zhuǎn)換梁傳送到下部柱上，其在施工的過程中具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，首先它傳力十分的明確，同時(shí)傳力的路徑相對(duì)也較為簡(jiǎn)單，給工程的計(jì)算和設(shè)計(jì)都提供了非常大的便利，梁式轉(zhuǎn)換在施工的過程中還能減少工程的資金投入，所以在高層建筑轉(zhuǎn)化岑施工當(dāng)中，8成以上都選擇了梁式轉(zhuǎn)換。

1.2 箱式轉(zhuǎn)換

這種轉(zhuǎn)換形式實(shí)際上就是單向托梁和雙向托梁與上下層厚度比較大的樓板澆筑成一個(gè)結(jié)構(gòu)，這樣就可以形成一個(gè)剛度較好的整體結(jié)構(gòu)。

1.3 板式轉(zhuǎn)換

如果轉(zhuǎn)換層的上下柱不是十分的整齊，同時(shí)，在這一過程中也不具備較強(qiáng)的規(guī)則性，那么這個(gè)時(shí)候就不能單獨(dú)的使用梁去起到承托的作用，這個(gè)時(shí)候就需要將其做成厚度較大的板子，這樣也就形成了板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。如果我們希望在這一過程中具有非常好的抗剪和抗沖切的效果，轉(zhuǎn)換板的厚度一定要足夠大，一把按都水在2.0到2.8米之間，這種轉(zhuǎn)換層實(shí)際上靈活性非常好，但是其自身的重力較大，在施工的過程中需要消耗大量的原材料，而且施工的過程中對(duì)技術(shù)的要求也非常的嚴(yán)格，這樣一來也就給施工人員制造了不小的難題。

1.4 桁架轉(zhuǎn)換

桁架分為空腹桁架與實(shí)腹桁架兩種。桁架轉(zhuǎn)換層與梁式轉(zhuǎn)換相比，受力狀態(tài)更明確，可使用空間更大，自重小，抗震性能好，但其節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)難度大，"強(qiáng)斜腹桿、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)"是桁架轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的基本原則，而節(jié)點(diǎn)的受力狀態(tài)復(fù)雜，容易發(fā)生剪切脆性破壞，造成計(jì)算配筋多，施工不便，限制了桁架轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。桁架轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問題：首先是桁架轉(zhuǎn)換層一般要求高度在3m以上，當(dāng)層高較小時(shí)斜壓腹桿形成超短柱，在地震作用時(shí)容易產(chǎn)生脆性破壞；其次是要保證上弦節(jié)點(diǎn)與上部集中荷載的中心對(duì)齊，充分發(fā)揮桁架的受力優(yōu)勢(shì)；在上下弦和斜拉腹桿中施加預(yù)應(yīng)力，可以顯著減小構(gòu)件截面，經(jīng)濟(jì)效果好。

1.5 斜柱轉(zhuǎn)換

斜柱轉(zhuǎn)換式是較為特殊的一種結(jié)構(gòu)型式，它可以較好地發(fā)揮混凝土的受壓性能，形成更多更好利用的建筑空間。斜柱轉(zhuǎn)換中會(huì)產(chǎn)生較大的水平荷載，在實(shí)際工程中可以結(jié)合建筑物的平面布置，通過加設(shè)圈梁或拉梁，使其以最短的路徑相互平衡。轉(zhuǎn)換斜柱盡可能通過較多的樓層，以減小其在上下樓層產(chǎn)生的水平力，使轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)更加方便。

2 建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題

2.1 剪力墻的布置問題

剪力墻的布置是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的部分，也是影響設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。但是如果剪力墻的布置不合理，那么在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行上下剛度傳遞的過程中，就會(huì)出現(xiàn)剛度突變問題。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅會(huì)影響轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)損壞，對(duì)人們的人身安全造成威脅。因此，要想有效的控制這種情況的出現(xiàn)，建筑工程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該做到以下幾點(diǎn)：第一，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻布置的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)降低轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)的剛度。第二，要盡可能的縮短墻肢的長(zhǎng)度，增加轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的剛度，這樣才能提高整體結(jié)構(gòu)的承載效果。第三，如果建筑空間結(jié)構(gòu)條件允許的情況下，可以將剪力墻設(shè)置為落地式，這樣能夠在最大程度上保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是在設(shè)計(jì)過程中需要注意，不要讓剪力墻的著力點(diǎn)集中在一處，否則相應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)由于承受力過大而出現(xiàn)問題。

2.2 下部主體結(jié)構(gòu)的剛度分布問題

除了剪力墻的布置問題，建筑轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度分布問題也是設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的時(shí)候，會(huì)受到豎向結(jié)構(gòu)的剛度突變問題而導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作中出現(xiàn)問題，而所出現(xiàn)的問題也會(huì)帶有明顯的復(fù)雜性。如果建筑施工團(tuán)隊(duì)不能對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行有效的除了，那么不僅會(huì)影響轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用價(jià)值，還會(huì)阻礙工程進(jìn)度，因此需要建筑工程團(tuán)隊(duì)注重轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度分布問題。通常，在設(shè)計(jì)的過程中，我們需藥適當(dāng)?shù)脑黾愚D(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)縱向構(gòu)件的截面面積，同時(shí)還要增加剪力墻的數(shù)量，或者是提高混凝土材料自身的等級(jí)，其中存在兩個(gè)問題，一個(gè)是筒體的截面尺寸大大增加使得整個(gè)地震總反應(yīng)能夠有所提升，筒體在下部抗震剛度當(dāng)中所占的比重越來越大，筒體必須要在這樣的情況下承受更多的地震荷載，這個(gè)時(shí)候，設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)筒體的安全設(shè)計(jì)予以高度的關(guān)注和重視。另一個(gè)問題就是在增加剪力墻數(shù)量的時(shí)候，一定要保證結(jié)構(gòu)剛度分布的均勻性，這樣才能更好的保證剛度中心和質(zhì)量中心在一個(gè)位置，防止由于二者不能重合而導(dǎo)致的建筑物變形現(xiàn)象。

結(jié)束語

從文章上面的內(nèi)容可以了解到，要想實(shí)現(xiàn)建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最大價(jià)值，相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)不僅需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容有所掌握和了解，同時(shí)還要對(duì)其中存在的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行及時(shí)的處理，并分析設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的原因，制定科學(xué)合理的防治措施，避免后期施工過程中出現(xiàn)同樣的問題。但是很多建筑工程在進(jìn)行建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不能根據(jù)建筑空間結(jié)構(gòu)的需要，或者在保證建筑機(jī)構(gòu)質(zhì)量的情況下制定出完美的設(shè)計(jì)方案，所以會(huì)影響工程的順利進(jìn)行。因此，面對(duì)這樣的問題，建筑工程相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)除了要在工作之前對(duì)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行全面的考量，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際情況的需要，對(duì)設(shè)計(jì)工作中存在的問題進(jìn)行及時(shí)的處理。這樣才能保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)道標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，為人們創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的居住或辦公環(huán)境。

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