高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

薛慎南

摘要：伴隨著經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，高層建筑逐漸成為建設(shè)項(xiàng)目的重要組成部分。為了滿足多種多樣的住房需求，有必要確保工程建設(shè)的質(zhì)量。傳遞故事廣泛存在于高層建筑中，但有些裂縫很容易察覺。及時解決這些質(zhì)量問題，不僅有利于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，也將為我國建筑業(yè)的發(fā)展帶來可持續(xù)的動力。在此基礎(chǔ)上，研究了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁轉(zhuǎn)土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)方法

引言

根據(jù)高層建筑的具體情況和梁換乘結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，深入探討其設(shè)計(jì)原則和應(yīng)用可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加完善，實(shí)現(xiàn)梁換乘結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性在完善高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究內(nèi)容的過程中，應(yīng)更加重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及其應(yīng)用，有針對性地開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，不斷拓寬其應(yīng)用研究思路，使梁換向結(jié)構(gòu)在高層建筑實(shí)踐中的效果 避免影響其結(jié)構(gòu)應(yīng)用的安全性，滿足建筑領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)具有較高參考值和利用率的高層建筑梁傳遞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

1高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)概述

隨著城市化的發(fā)展，高層建筑的數(shù)量不斷增加目前，高層建筑通常是復(fù)合的多功能結(jié)構(gòu)。建筑的第一至第三層通常是娛樂場所或開放式商店，而第三層或以上則是正常的住宅結(jié)構(gòu)。不同的功能集成在同一建筑中。此類高層建筑的下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對清晰，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對密集，因此上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)不同，這會影響建筑整體應(yīng)力狀態(tài)，該狀態(tài)不符合建筑豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且包括為了確保高層建筑的安全性和穩(wěn)定性，建立了梁轉(zhuǎn)換樓板結(jié)構(gòu)，主要用于設(shè)計(jì)不同的上下樓層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換，是高層建筑工程中最常用的轉(zhuǎn)換樓板結(jié)構(gòu)類型。

2高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理

高層建筑梁換乘層的設(shè)計(jì)原則主要包括三種類型：三維設(shè)計(jì)原則、有限元原則和協(xié)同工作原則。其中，三維設(shè)計(jì)原則是第一個要遵循和選擇的設(shè)計(jì)原則。它使用CAD繪圖方法，使用兩個以上不同的機(jī)械模型（如條形-墻空間嵌板模型的三維空間分析軟件）來分析和計(jì)算梁的傳遞結(jié)構(gòu)。它可以確保在高精度的基礎(chǔ)上更有效地進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，使設(shè)計(jì)者能夠準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)，提高高層建筑結(jié)構(gòu)傳遞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和科學(xué)性，從而避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的缺陷。有限元原理是一種設(shè)計(jì)原理，在三維設(shè)計(jì)原理分析和計(jì)算整個結(jié)構(gòu)后用作補(bǔ)充設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于局部傳遞歷史的補(bǔ)充有限元分析。例如，拖曳柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的柱圖形框架是有限元分析原理的典型分析對象。在計(jì)算方向時，請注意，如果計(jì)算出的樓層數(shù)為2 ～ 4樓層，則需要確保頂部建筑的高度高于底部建筑的高度。只有確保建筑結(jié)構(gòu)能夠承受和傳遞荷載，才能實(shí)現(xiàn)高層建筑的幾何穩(wěn)定性。協(xié)作工作原則是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，可以統(tǒng)一各個方向的力量，穩(wěn)定建筑的應(yīng)力和承載狀況，并確保建筑的所有部分都能協(xié)同工作。這是一個基于三維設(shè)計(jì)原則和有限元原則的全面協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)原則。在上述三個設(shè)計(jì)原則的充分支持下，高層建筑中梁換柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以科學(xué)合理，高層建筑的穩(wěn)定性和安全性得到保證。

3高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的具體設(shè)計(jì)分析

3.1截面的設(shè)計(jì)和構(gòu)造

設(shè)計(jì)梁傳遞土之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先對梁的應(yīng)力性能和梁傳遞土的應(yīng)力形式進(jìn)行綜合分析。轉(zhuǎn)向架截面設(shè)計(jì)有兩種主要設(shè)計(jì)形式，一種是柱設(shè)計(jì)，另一種是結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)。采用柱形施工方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向架時，應(yīng)根據(jù)剪切壓實(shí)比計(jì)算截面尺寸，以避免脆性失效。橫截面的立筋比必須適當(dāng)，傳輸梁中不能有間隙。在設(shè)計(jì)過程中，我們應(yīng)該盡量不要在轉(zhuǎn)向架上開個洞。當(dāng)需要開一個孔時，我們應(yīng)該在梁的中心或靠近軸的地方開一個孔，并用箍筋對孔和下部腱進(jìn)行加密，以確保整個結(jié)構(gòu)的剪切能力。如果孔具有較大的內(nèi)力，則應(yīng)由鋼梁加固。框架傳動梁中心處軸向應(yīng)力的設(shè)計(jì)計(jì)算不應(yīng)采用普通梁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，而應(yīng)相應(yīng)增加一些縱向鋼筋的鋼筋量。當(dāng)使用承重墻設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)承重墻時，如果承重墻頂部必須承受承重墻，且整個承重墻沒有預(yù)留洞口，承重墻和承重墻頂部形成整體，起著共同作用。如果受到外力的影響或損壞，整個結(jié)構(gòu)將采用深光束的形式。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)傳動梁截面時，可以采用應(yīng)力截面法或深梁截面法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算傳動梁的配筋，并將其正確分布到整個梁高度。當(dāng)確定此時轉(zhuǎn)向架跨度內(nèi)的內(nèi)力較大時，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)向架底部的縱向鋼筋，以確?？v向鋼筋不會彎曲或直接剪切，然后全部深入支撐。

3.2結(jié)構(gòu)豎向設(shè)計(jì)

通常，普通高層建筑結(jié)構(gòu)的橫向剛度設(shè)計(jì)為上寬、下寬類型。當(dāng)建筑物中安裝了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時，側(cè)面剛度的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)建筑有所不同。一般來說，轉(zhuǎn)移地基結(jié)構(gòu)的橫向剛度比應(yīng)控制在1左右，即保持上下等效狀態(tài)，最大橫向剛度比應(yīng)控制在1.3以下。高樓大廈的垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循“上下劇烈”的原則。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)確保建筑中的地對地剪力墻數(shù)量，核心管道剪力墻結(jié)構(gòu)必須是地對地剪力墻。在確保一定數(shù)量的土地墻的同時，設(shè)計(jì)者應(yīng)適當(dāng)增加傳遞土結(jié)構(gòu)下的剪力墻厚度。為了避免剛度降低，結(jié)構(gòu)底部的剪力墻應(yīng)盡量少開，在需要開孔處理時應(yīng)盡量減小開孔尺寸。第二，在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)使用高質(zhì)量混凝土材料。與劣質(zhì)混凝土相比，具有較大內(nèi)部應(yīng)力的特點(diǎn)，有效滿足了建筑結(jié)構(gòu)的截面要求。

3.3抗震等級的確定

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）相關(guān)規(guī)定，該建筑分為四類抗震設(shè)防類別：特殊設(shè)防類別（a類）、重點(diǎn)設(shè)防類別（b類）、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類別（c類）和中度設(shè)防類別（d類）。以22層的高層建筑為例。高層建筑分為地上20層，地下車庫1層，其中1 ～ 4層為商住層，1層為5.1米高，2 ～ 4層為4.2米高，5層以上為住宅日，層高3 m。其中，4樓被指定為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移地板和屬于技術(shù)轉(zhuǎn)移地板的設(shè)備地板。底樓是框架剪力墻結(jié)構(gòu)，頂樓，即5樓以上是純剪力墻結(jié)構(gòu)。因此，該建筑是一座復(fù)雜的高層建筑，具有不同的結(jié)構(gòu)形式。為確定其抗震等級，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)體系和不同部位不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高層建筑混凝土施工技術(shù)規(guī)范確定抗震等級。以上述22層高層建筑為例，其轉(zhuǎn)移層位于已經(jīng)屬于高層轉(zhuǎn)移的4層。然后應(yīng)在1級增加，根據(jù)2級框架支撐的抗震等級和3級剪力墻底部的加固位置，以確保地面的一致性，加強(qiáng)地面的抗震能力，即提高1級框架和土-土剪力墻的抗震能力，以及轉(zhuǎn)移地面（即4級）的抗震能力。樓層）和樓板對樓板剪力墻及其下方的加固位置將增加到2級。但是，在傳遞歷史（5層以上）之上是純剪力墻結(jié)構(gòu)，其抗震值應(yīng)設(shè)置為等級4。這種“高轉(zhuǎn)換”建筑類型在SATWE規(guī)劃軟件中具有隱含功能。在第一個“參數(shù)輸入”中，輸入傳輸?shù)装宓膃ta編號≥3，這樣框架柱的地震坡度可以自動提高一個平面。

結(jié)束語

總之，隨著國民城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來高層建筑越來越多，隨著藝術(shù)外觀和功能的發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高，非常規(guī)結(jié)構(gòu)也越來越多。在這些非同尋常的混凝土結(jié)構(gòu)中，它們通常具有重量大、高度高、跨度大等特點(diǎn)，因此高層建筑結(jié)構(gòu)梁傳遞樓板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求也很高。

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