試論帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

文/ 方運(yùn)進(jìn) 貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司 貴州貴陽 550081

高層建筑在其實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)為底層公共娛樂場所，上層民用住宅，在上層的建筑空間設(shè)計(jì)中，可以通過多層墻體應(yīng)用，從而來全面的將上層建筑的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，這樣在保障上層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，還能滿足底層建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求。因此在實(shí)際高層建筑設(shè)計(jì)中，要運(yùn)用到轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)，在轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)輔助下，實(shí)現(xiàn)對高層建筑的建筑層體結(jié)構(gòu)分割。

1、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1　抗震、抗風(fēng)

對于高層建筑而言，轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)，下部樓層對空間要求較大，剛度會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象，所以上部樓層剛度較小，設(shè)計(jì)時(shí)需要盡可能的降低轉(zhuǎn)換層上下樓層承載力與結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的變化，從而確保滿足抗震、抗風(fēng)等設(shè)計(jì)要求。

1.2　經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

針對抗剪與抗沖切方面進(jìn)行考慮，轉(zhuǎn)換板厚度較大，這樣會(huì)增加一定重量，使得下部垂直構(gòu)建需要具備較大的承載力；此外，建筑物本層混凝土用量很多，轉(zhuǎn)換梁截面高度一般選擇1.6～4.0m，但是當(dāng)跨度較小或者承托的層數(shù)較少時(shí)，可將轉(zhuǎn)換梁截面高度設(shè)置為0.9～1.4m，當(dāng)跨度、承托以及承托的層數(shù)較大時(shí)，或者構(gòu)件條件比較特殊時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算梁截面高度。

2、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的種類

對于高層建筑而言，轉(zhuǎn)換組件一般會(huì)布置在建設(shè)中列，周圍轉(zhuǎn)換形式主梁，板塊和空腹桁架類型、梁和盒子，對高層建筑擴(kuò)張室內(nèi)面積提供大型網(wǎng)管功能。傳統(tǒng)的小間距剪力墻結(jié)構(gòu)，最適合住宅和酒店的裝修，而購物中心等空間更大的房建則需要利用轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)剪力墻框架， 從而增加建筑物的空間。一般情況下有廂式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、厚板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)以及梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，每一種結(jié)構(gòu)類型在其實(shí)際運(yùn)用的過程中都有其各自的特點(diǎn)。因此在實(shí)際建筑層體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中要根據(jù)實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)需求，制定專門的建筑結(jié)構(gòu)類型選擇。

3、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1　實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層的豎向布置

高層建筑在其實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了防止剛體結(jié)構(gòu)形變，因此在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要有針對性的對建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行分配。一般情況下在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的布置設(shè)計(jì)中采用的是豎向布置結(jié)構(gòu)。一般情況下運(yùn)用到的豎向結(jié)構(gòu)布置方法有以下幾種：

（1）在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要與專業(yè)建筑協(xié)商，這樣才能在建筑協(xié)商中增加剪力墻的數(shù)目。只有這樣才能使得建筑層結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)過程中在剪力墻的作用下保障整個(gè)的建筑結(jié)構(gòu)豎向布置不會(huì)受到影響。

（2）在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的安排中增加剪力墻的厚度，這樣才能保障整個(gè)建筑的支撐不會(huì)受到影響，一般情況下將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)下層的剪力墻厚度，可以增加到600mm。

（3）為了減少在實(shí)際建筑層體設(shè)計(jì)中的剛度變化，應(yīng)該在實(shí)際結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)中將建筑下方的剪力墻進(jìn)行固定，并且在剪力墻的固定上最好不要在其周圍開洞，如果必須要開洞，應(yīng)該盡量的將洞口減小，這樣才能為建筑的轉(zhuǎn)換層體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提供保障。

3.2　實(shí)現(xiàn)剪力墻與轉(zhuǎn)換柱的對稱分布

在建筑的設(shè)計(jì)階段，對于剪力墻與轉(zhuǎn)換柱之間的關(guān)系一定要仔細(xì)的進(jìn)行研究，以促使在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，這兩者能夠保證分布對稱。想要提升剪力墻與轉(zhuǎn)換柱之間的效益，就應(yīng)該在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)對兩者之間的關(guān)系進(jìn)行分布的正確控制，只有很好的控制好剪力墻與轉(zhuǎn)換柱兩者間的對稱布置，才能夠從根本上實(shí)現(xiàn)兩者之間轉(zhuǎn)角控制效益的提升，從而最大程度的降低立柱可能出現(xiàn)的超筋現(xiàn)象。

3.3　實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)剛度的強(qiáng)化

為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換層剛度結(jié)構(gòu)的控制，就需要在整個(gè)過程中適當(dāng)?shù)臏p弱整體的剛度效果，從而盡可能的保證轉(zhuǎn)換層上下部之間結(jié)構(gòu)及變形特性的相近性。

4、帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

4.1　減少轉(zhuǎn)換層豎向結(jié)構(gòu)剛度的差異性

轉(zhuǎn)換層因?yàn)槠涫褂玫撵`活性等特點(diǎn)，被廣泛引用于高層建筑中，轉(zhuǎn)換層的使用為人們生活帶來了便利的條件，但是在使用轉(zhuǎn)換層的時(shí)候，也存在著一定的問題，其問題指的是，轉(zhuǎn)換層的豎向結(jié)構(gòu)有一定突變性，這樣的情況嚴(yán)重影響著轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)及建筑的安全性。所以要求相應(yīng)的工作人員在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)時(shí)要注意轉(zhuǎn)換層的雙向差異性，降低其差異性，將高層建筑中轉(zhuǎn)換層的剛度的差值盡量控制在規(guī)范的范圍內(nèi)，同時(shí)還要有意識(shí)的增加墻體的質(zhì)量及強(qiáng)度，確保高層建筑中局部空間的剛度，增強(qiáng)建筑的質(zhì)量及安全系數(shù)。

4.2　充分考慮不同層受力狀況對于轉(zhuǎn)換層的影響

因?yàn)樵诟邔咏ㄖ械慕Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，所受的力相對較復(fù)雜，所以在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)時(shí)，要在設(shè)計(jì)之前充分考慮到其所能夠受到的力的一些影響因素，并對其進(jìn)行著重考慮。同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的模型再次進(jìn)行設(shè)計(jì)的補(bǔ)充及優(yōu)化，不斷對其的受力情況進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層周圍的應(yīng)力值進(jìn)行精確的計(jì)算，在實(shí)際的運(yùn)用中發(fā)揮其最大的使用效果，不但如此，為了能夠更好增加高層建筑的穩(wěn)定性，就要求在高層建筑中進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層建筑時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員掌握梁跨部位支座正負(fù)彎矩速度的變化規(guī)律。

4.3　合理布設(shè)剪力墻，保證轉(zhuǎn)換層整體結(jié)構(gòu)的合理性

高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層對于剪力墻的合理布設(shè)有著一定的要求，主要是為了突出轉(zhuǎn)換層整體結(jié)構(gòu)的作用。一般在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，要求剪力墻的框架支柱必須均勻疏密，并將它與框支柱之間的距離控制在合理的范圍內(nèi)?？蛑еc落地剪力墻的間距應(yīng)該是根據(jù)框支層高度不同而不同。根據(jù)高層建筑整體的空間布局，設(shè)計(jì)方案需要達(dá)到工程剪力墻的具體要求，增強(qiáng)地下結(jié)構(gòu)整體的抗壓能力。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換大梁的過程中，需要保證梁體的整體結(jié)構(gòu)能夠承受相關(guān)應(yīng)力的大小，并對短肢墻的內(nèi)力進(jìn)行必要地控制。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該采取可靠的技術(shù)手段處理轉(zhuǎn)換梁兩端的結(jié)構(gòu)，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市人口逐漸增加，土地面積急劇減少， 因此高層建筑逐漸成為了緩解城市土地資源短缺的主要途徑。帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層形式比較復(fù)雜，因此在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 需要將高層建筑的施工質(zhì)量作為前提，深入探討轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并結(jié)合高層建筑物的實(shí)際特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的快速、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張林晨.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].住宅與房地產(chǎn),2016,(21):70.

[2]王智星,焦陽.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].資源信息與工程,2016,31(03):159-160.