探析高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計問題

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1、探析高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計問題【摘要】隨著社會的發(fā)展以及人們生活的需求，城市高樓越來越多，為了方便使用，很多高樓都會設(shè)置轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層設(shè)計作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，直接影響到高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計質(zhì)量與水平。【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；設(shè)計問題近年來，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，人們對高層建筑功能要求趨向于多樣化、綜合化，較為常見的形式是以上部為小開間的民用住宅，下部為大開間的商場或公共娛樂場所。為滿足建筑要求，在上下不同結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。本文主要研究高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層類

2、型，以某工程為例探討高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計要點，為建筑工程設(shè)計單位在高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計方面的進一步開展提供借鑒。1常見高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層類型不同的建筑結(jié)構(gòu)，其對于建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的需求類型是不一樣的，在實際的建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計過程中，設(shè)計單位需要根據(jù)本工程或者本建筑的實際需求，采用不同的建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，從而提高建筑工程的需求質(zhì)量。筆者根據(jù)多年的建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計經(jīng)驗，對于建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層常見的類型進行了匯總。總體來講，常見的建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層主要是是以下兩大類型：1.1梁式轉(zhuǎn)換層梁式轉(zhuǎn)換層是一種常見常用的高層建筑結(jié)

3、構(gòu)轉(zhuǎn)換層類型，它主要是將上部剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在框支梁上，然后通過框支柱的支撐作用，使得框支柱可以最大限度的支撐起框支梁，從而形成一種完整的結(jié)構(gòu)受力體系。梁式轉(zhuǎn)換層分為兩種，一種是縱向轉(zhuǎn)換，一種是橫向轉(zhuǎn)換，特殊情況下，甚至還存在著縱橫向同時轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，對于這種縱橫向同時轉(zhuǎn)換的情況，設(shè)計單位需要采用雙向梁布置的方式。這種縱橫向同時轉(zhuǎn)換方式，是具有著巨大的優(yōu)點的，無論是對于設(shè)計還是對于施工來說，都是比較簡單易行的，而且它的傳力放向也是較為準(zhǔn)確的，正是因為如此，這種梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計結(jié)構(gòu)逐步受到廣大建筑設(shè)計單位的追捧，是當(dāng)前

4、我國高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計中，最為常用的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層形式之一。在實際的設(shè)計過程中，一般是需要采用較大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系來完成，從而提高梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計質(zhì)量。1.2箱式轉(zhuǎn)換層箱式轉(zhuǎn)換層是另一種常見常用的高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層類型，它主要是適用于轉(zhuǎn)換梁截面過大的情況。轉(zhuǎn)換梁截面過大，很容易使得樓板滿足建筑結(jié)構(gòu)的剛性需求，采用梁式結(jié)構(gòu)的話，容易出現(xiàn)設(shè)計理論與實際需求相脫節(jié)的問題出現(xiàn)。為了避免這種情況發(fā)生，箱式轉(zhuǎn)換層也就應(yīng)用而生。箱式轉(zhuǎn)換層主要受在轉(zhuǎn)換梁梁頂部與轉(zhuǎn)換梁的底部，同時設(shè)置一層樓板，這就是箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。箱式轉(zhuǎn)

5、換層結(jié)構(gòu)不同于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，它具有著梁式轉(zhuǎn)換層所不具有的優(yōu)點。箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)換梁，它的轉(zhuǎn)換梁的剛度比較大，而且約束性比較強，因此，箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的整體性受力效果也是很好的，尤其是在受力方面，箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下部受力都是比較均勻的。同時，值得注意的是箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)也是存在著缺陷的，那就是施工比較復(fù)雜而且它的施工工期比較長，施工成本也是比較大。1.3其他類型的轉(zhuǎn)換層除了以上兩種最為常見的轉(zhuǎn)換層之外，還有其他類型的轉(zhuǎn)換層，例如厚板式轉(zhuǎn)換層、桁架式轉(zhuǎn)換層等，這些轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)由于無論是在施工上還是在設(shè)計上，無

6、論是在經(jīng)濟效益還是在施工質(zhì)量上，都存在著眾多的缺陷，因此這些轉(zhuǎn)換層的運用都是比較少的。2某工程高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計2.1工程概況該工程處于某城市的市中心，屬于高層建筑商業(yè)住樓，建筑面積在2.8萬平方米。該高層建筑商業(yè)住樓地上有22層，地下有2層，建筑的總體高度是70.4米。該建筑的平面較為復(fù)雜，一層和二層主要是由于空間比較大，主要是大型的商場，三層以上則主要是住宅用房，地下二層是設(shè)備備用房，地下一層是汽車房。該建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層主要是設(shè)置在二層頂樓，轉(zhuǎn)換層以下為框支剪力墻機構(gòu)，轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)。2.2計算

7、模型對于該工程進行高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計，選擇力學(xué)計算模型至關(guān)重要。力學(xué)計算模型直接關(guān)系到轉(zhuǎn)換層設(shè)計的精確度與準(zhǔn)確度。在實際的高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計過程中，可以選用三種常用的力學(xué)計算模型，包括空間桿系模型、平面墻板模型、空間墻板模這三種。該建筑結(jié)構(gòu)的計算模型主要是采用的TBSA空間分析程序，通過運用TBSA空間分析程序?qū)τ谠摻ㄖ恼麄€建筑結(jié)構(gòu)進行分析，其中的分析方法便是空間桿系模型。該建筑由于實際工程為空間結(jié)構(gòu)，用平面墻板模型有其局限性，應(yīng)采用空間墻板模型計算，用空問有限單元法分析，鑒于目前尚無空間有限元分析程

8、序，可以在平面有限元分析結(jié)果的基礎(chǔ)上乘以一個小于1的空間作用分配系數(shù)。2.3轉(zhuǎn)換層設(shè)計該建筑的轉(zhuǎn)換層設(shè)計，需要嚴(yán)格按照規(guī)范，將剪力墻設(shè)置在框支架梁上，但是需要注意的是，轉(zhuǎn)換層的上下部軸網(wǎng)不能出現(xiàn)重合，否則很容易影響到轉(zhuǎn)換層的設(shè)計質(zhì)量。該建筑則將其設(shè)計成高交叉框支主梁，從而滿足實際建筑需求。該建筑框支梁的計算采用的是SATWE程序，同時采用FEQ程序進行復(fù)核。關(guān)于鋼筋的配筋率，該建筑采用