高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

孫夏蘭 同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司安徽分公司

隨著我國(guó)城市內(nèi)部建筑群的不斷發(fā)展和擴(kuò)大，就我國(guó)城市一般建筑來(lái)說(shuō)，上層面積一般用作住宅和公寓，而下層較大的空間，常常用作商鋪進(jìn)行對(duì)外出售。如果從使用功能的角度上進(jìn)行分析，上層建筑由于主要用于住宿，因此，分隔墻體較多，荷載較密集，比下層建筑功能要求多，而下層更傾向于商業(yè)等對(duì)外建筑，需要更大的空間和少量的墻體。如果按照這種類(lèi)型對(duì)建筑物進(jìn)行劃分，常常會(huì)把上部樓層部分豎向構(gòu)件（剪力墻、框架柱）設(shè)置的密集，下部樓層豎向構(gòu)件稀疏的結(jié)構(gòu)。這樣的建筑往往導(dǎo)致上下部之間的強(qiáng)度差異過(guò)大，因此，在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)布局時(shí)，一定要科學(xué)規(guī)范，在保證建筑物整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不變的情況下，適應(yīng)建筑功能需求的前提下，可以設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，形成帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)。從以上信息，我們可得知在高層建筑轉(zhuǎn)換層之間進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)，一定要謹(jǐn)慎，嚴(yán)格按照實(shí)際規(guī)劃要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一、高層建筑轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)

（一）梁式轉(zhuǎn)換層

在我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，最常用的結(jié)構(gòu)形式就是梁式轉(zhuǎn)換層。在高層建筑當(dāng)中，如果轉(zhuǎn)換層中的梁能夠保證較高的高度，那么就可以將本層設(shè)置為轉(zhuǎn)換層，使其上部結(jié)構(gòu)當(dāng)作正常樓層進(jìn)行使用；如果由于設(shè)備條件的限制，高度不能夠進(jìn)行增加，則可以將其用作設(shè)備層。梁式轉(zhuǎn)換層的基本意義是，在樓層與樓層之間，進(jìn)行相應(yīng)的傾斜和托柱設(shè)置，從而對(duì)該階段的樓層進(jìn)行相應(yīng)的落空，使其能夠分散承重墻的重力。托柱轉(zhuǎn)換梁在轉(zhuǎn)換層的托柱位置需要設(shè)置正交方向的框架梁或者樓面梁。對(duì)于框架-核心筒或者筒中筒結(jié)構(gòu)中，應(yīng)結(jié)合該建筑物的使用功能需求，合理設(shè)計(jì)加強(qiáng)層的數(shù)量，在加強(qiáng)層周邊設(shè)置一圈轉(zhuǎn)換梁。這樣就可以有效地，將建筑物上方的載荷，盡可能到傳遞到下方，保證建筑物整體的穩(wěn)定性和側(cè)向剛度。由于梁式轉(zhuǎn)換層的傳力途徑明確，十分簡(jiǎn)單，因此，該工程在項(xiàng)目上的應(yīng)用也十分廣泛。

（二）厚板式轉(zhuǎn)換層

在許多高層建筑當(dāng)中，由于建筑結(jié)構(gòu)自身的需求，會(huì)出現(xiàn)很多錯(cuò)位的柱網(wǎng)出現(xiàn)。那么在這種情況條件下建筑物就很難使用梁式轉(zhuǎn)換層。因此遇到這種情況，大多數(shù)廠(chǎng)商采用板式轉(zhuǎn)換層，其厚度，主要根據(jù)建筑物當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況進(jìn)行確定，局部地區(qū)可采用薄板進(jìn)行，也可以采用空心板進(jìn)行。我們?cè)谶M(jìn)行轉(zhuǎn)換層參數(shù)參考時(shí)可以根據(jù)彎曲設(shè)計(jì)值的設(shè)計(jì)截面進(jìn)行。建筑物下方的整體結(jié)構(gòu)不會(huì)受到較多的影響，并且擋板的厚度較高時(shí)，那么就具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以更好地保證建筑物整體的穩(wěn)定性。但該方法也有其缺點(diǎn)，就是消耗的材料過(guò)多，對(duì)于建筑物的整體經(jīng)濟(jì)效益較差，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程當(dāng)中所使用的頻率并不多。

（三）桁架式轉(zhuǎn)換層

桁架式轉(zhuǎn)換層主要是從梁式轉(zhuǎn)換層演變而來(lái)的。該方法所采用的承重結(jié)構(gòu)，主要是由鋼筋混凝土構(gòu)建而成，并且在轉(zhuǎn)換層的上層和下層之間，設(shè)置了腹桿。桁架式轉(zhuǎn)換層整體高度較高因此弦桿的尺寸一般不是很大。桁架式轉(zhuǎn)換層總的來(lái)說(shuō)，包括腹桁架和空腹桁架兩大類(lèi)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工過(guò)程當(dāng)中，常常會(huì)在特定的地方采用強(qiáng)節(jié)點(diǎn)。因此，該地段有十分復(fù)雜的受力情況，需要在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中多配合一點(diǎn)鋼筋進(jìn)行加固處理。該種結(jié)構(gòu)形式的厚度應(yīng)大于或等于三米以上，如果厚度不符合規(guī)定的要求，那么當(dāng)遇到突發(fā)情況或者地震來(lái)臨的時(shí)候，極有可能對(duì)建筑物整體造成巨大的破壞。桁架轉(zhuǎn)換層相較于厚板轉(zhuǎn)換層來(lái)說(shuō)，有著更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，因此，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要比后者更高。整體結(jié)構(gòu)也更加容易控制，當(dāng)遇到突發(fā)情況的時(shí)候，也不會(huì)出現(xiàn)較大的剛度集中。

二、高層建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)分析

（一）抗震設(shè)計(jì)

由于高層建筑自身的設(shè)計(jì)施工特點(diǎn)，導(dǎo)致豎向剛度會(huì)產(chǎn)生很大的變化，當(dāng)受到自然災(zāi)害的破壞時(shí)極易造成嚴(yán)重的損害，影響整體建筑的抗震性能。因此，在設(shè)計(jì)施工過(guò)程當(dāng)中，要注意以下幾個(gè)方面①盡量減少豎向構(gòu)件的轉(zhuǎn)化數(shù)量，要盡可能地多增加，能夠直接落地的，豎向構(gòu)件的整體數(shù)量，只有這樣才可以更好地保證建筑的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化符合規(guī)范要求，從而增強(qiáng)建筑物的抗震性能。②為了能夠更好的滿(mǎn)足建筑使用功能并保證整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得更加合理，在對(duì)轉(zhuǎn)換層進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)，要根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況及時(shí)地進(jìn)行優(yōu)化，使他的傳力途徑更加清晰明了。同時(shí)在降低轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層強(qiáng)度的前提是要滿(mǎn)足建筑物的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

（二）轉(zhuǎn)換層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

下部主體強(qiáng)度配置，由于建筑物自身的豎向剛度變化十分復(fù)雜。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，為了保證整體建筑物的抗震強(qiáng)度，要盡可能地增加豎向的結(jié)構(gòu)截面尺寸，降低軸壓比，從而提升鋼筋混凝土整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)。合理配置剪力墻，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意上下傳遞剛度時(shí)所造成的影響。可以通過(guò)降低上部剛度多少有效地避免剪力墻的設(shè)置，同時(shí)增加底部的剛度變化，如果條件合理的話(huà)，還可以進(jìn)行落地剪力墻的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們要保證均勻?qū)ΨQ(chēng)，嚴(yán)禁避免太過(guò)集中。轉(zhuǎn)換層在設(shè)計(jì)時(shí)，加強(qiáng)層的強(qiáng)度一定要科學(xué)合理，如果加強(qiáng)層強(qiáng)度設(shè)置過(guò)大，那么就會(huì)導(dǎo)致豎向構(gòu)件的增多，引起應(yīng)力集中，同時(shí)還會(huì)引起嚴(yán)重的不良反應(yīng)。同時(shí)布置多個(gè)加強(qiáng)層的時(shí)候，要沿著豎向從上到下均勻布置。在施工中還應(yīng)注意采取減小結(jié)構(gòu)豎向溫度變形的措施，結(jié)構(gòu)分析模型時(shí)應(yīng)能反映施工措施的影響。

（三）構(gòu)件設(shè)計(jì)

框支柱設(shè)計(jì)：框支柱在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是非常常見(jiàn)的，對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有著舉足輕重的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換柱的截面、配筋要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，并宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主要轉(zhuǎn)換構(gòu)件上。實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中，由于受到多方面的綜合因素影響，整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)變形，有些墻體會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫，導(dǎo)致整體的結(jié)構(gòu)功能下降。所以在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中，我們要及時(shí)地參考各類(lèi)文獻(xiàn)和施工標(biāo)準(zhǔn)，確保整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都處在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。同時(shí)我們還可以將框支柱上方的鋼筋向墻體內(nèi)部縱向延伸，可以有效地增強(qiáng)轉(zhuǎn)化成時(shí)間的連接關(guān)系，強(qiáng)化整體建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

三、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)高層建筑不斷發(fā)展的今天，轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)是常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容之一，也受到越來(lái)越多建筑師們的喜愛(ài)。轉(zhuǎn)換層有許多類(lèi)型，應(yīng)結(jié)合建筑物自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行科學(xué)的選擇，這樣才可以盡可能地改善建筑物的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用功能。在對(duì)建筑物自身受力方面，應(yīng)充分考慮建筑物自身的實(shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，對(duì)于設(shè)計(jì)方案可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行微調(diào)，盡可能地提升建筑整體的安全結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而滿(mǎn)足人們的正常生活需求。