建筑設(shè)計(jì)論文高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　這篇建筑設(shè)計(jì)論文首先從梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究、桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究、箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究、厚板厚梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)四個(gè)方面，對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行了闡述。之后從高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則闡述、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)闡述兩個(gè)方面，論述了高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與需要關(guān)注的問(wèn)題，再配合實(shí)例分析，對(duì)相關(guān)論點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充與論證。希望可以通過(guò)上文的研究，對(duì)日后工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，提升日后工作質(zhì)量�！�建筑設(shè)計(jì)管理》創(chuàng)刊于1985年，是由中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司與中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)主辦的全國(guó)建筑設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)會(huì)刊，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的建筑科學(xué)類綜合性期刊。雜志社在十日之內(nèi)審核，并告知作者是否錄用;如通過(guò)審核，一般可在三月之內(nèi)刊登。

　　摘要：隨著城市人口的不斷增加以及城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，城市用地緊張已經(jīng)成為目前十分典型的問(wèn)題。為了緩解城市用地緊張這一問(wèn)題，各地區(qū)都開(kāi)始提倡修建高層建筑，利用高層建筑來(lái)在一定程度上緩解城市用地緊張的問(wèn)題，重慶市就是比較典型的一個(gè)地區(qū)。以當(dāng)前高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作理念進(jìn)行研究，并提出具體化的設(shè)計(jì)方法，為后續(xù)工作的開(kāi)展提供參考。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;轉(zhuǎn)換層;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　引言

　　近年來(lái)人們的生活水平不斷提升，對(duì)建筑物要求也逐年增高。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效提升建筑物的質(zhì)量以及建筑物使用性能，屬于高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中十分關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，帶動(dòng)著高層建筑朝著更高、更復(fù)雜以及功能化更強(qiáng)的角度進(jìn)發(fā)，結(jié)構(gòu)也相對(duì)完善。為了滿足當(dāng)下社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的要求，必須要做好高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)工作，下文將對(duì)相關(guān)問(wèn)題加以闡述。

　　1轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式闡述

　　1.1梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

　　梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)屬于當(dāng)前我國(guó)高層建筑中比較常見(jiàn)的一種轉(zhuǎn)換層施工形式，將墻體轉(zhuǎn)換成梁柱，以此來(lái)掌握傳力的具體途徑。利用這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換層來(lái)進(jìn)行施工，不僅條理清晰，而且需要投入的項(xiàng)目施工成本也比較低廉。正因?yàn)橛猩鲜龈鞣N優(yōu)點(diǎn)，所以高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的使用頻率才會(huì)越來(lái)越高，操作起來(lái)也更加方便。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在多樣化的特點(diǎn)，所以在工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)形式也開(kāi)始變得更加豐富多樣。轉(zhuǎn)換梁需要承受大量的荷載，這些盒子啊來(lái)自于豎向桿件的作用。對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)換梁受力狀態(tài)進(jìn)行分析，深入研究不同受力狀態(tài)下轉(zhuǎn)換梁的具體情況，明確轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)方法所受到的荷載。

　　1.2桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究

　　銜架式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其受力規(guī)律相對(duì)明顯，操作起來(lái)難度較低，十分靈活，可以有效起到抗震的作用。該轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)屬于梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的一種深入變形，轉(zhuǎn)換層的主要構(gòu)成要素是鋼筋混凝土，銜架結(jié)構(gòu)的上桿件、下桿件都布置在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)當(dāng)中。銜架結(jié)構(gòu)高度比較高，但是下部的各種桿件界面尺寸相對(duì)較小。雖然當(dāng)下銜架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)整體性能較為理想，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，卻經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題。如果節(jié)點(diǎn)的受力比較大，很容易導(dǎo)致剪切位置出現(xiàn)損壞，適當(dāng)?shù)脑黾右恍┡浣盍靠梢跃徑膺@一情況。銜架式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)高度的要求十分嚴(yán)格，所以在對(duì)其進(jìn)行施工的整個(gè)過(guò)程中，相關(guān)工作人員必須要控制高度，避免因?yàn)槭艿降卣鸬惹闆r，對(duì)其造成破壞。

　　1.3箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究

　　箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，是單向和雙向托梁與上下層樓板相互作用而形成的一種新式結(jié)構(gòu)，傳力比較強(qiáng)。從近年來(lái)我國(guó)常見(jiàn)的高層建筑結(jié)構(gòu)角度分析，這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)占用空間比較大，并不適合在住宅轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中使用，因?yàn)槿绻麖?qiáng)行的使用在住宅的轉(zhuǎn)換層中，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備布置以及管道等位置產(chǎn)生沖突。這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式缺點(diǎn)比較明顯，其自重比較大，而且項(xiàng)目的整體施工成本高昂。

　　1.4厚板厚梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

　　高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，一般都存在上下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開(kāi)的問(wèn)題，并且這些位置的軸線錯(cuò)開(kāi)程度比較大，需要使用厚板來(lái)承重，并形成專業(yè)的厚板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系。這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系形式靈活多變，可以十分靈活的布置一些下層的柱網(wǎng)，且這種柱網(wǎng)并不需要和下層結(jié)構(gòu)相互對(duì)齊。該結(jié)構(gòu)的自重比較大，項(xiàng)目施工需要消耗的材料總量比較多，嚴(yán)重影響了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致項(xiàng)目施工成本明顯提升。厚板式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比較大，工作人員在對(duì)上層結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置的時(shí)候難度較小，整個(gè)操作流程比較簡(jiǎn)單易懂。因?yàn)閭髁π问奖容^模糊，所以結(jié)構(gòu)計(jì)算會(huì)受到一定的限制，且這種限制會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。厚板式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)會(huì)受到地震的影響，反應(yīng)比較強(qiáng)烈，導(dǎo)致厚板層自身的受力明顯增加，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定量的剛度變化，讓上下層結(jié)構(gòu)都承受到荷載的作用，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式總結(jié)如圖1所示。

　　2高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與需要關(guān)注的問(wèn)題闡述

　　2.1高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則闡述

　　根據(jù)不同高層建筑的具體情況，來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)換層進(jìn)行布置，并改變建筑物豎向剛度，讓建筑物的豎向剛度產(chǎn)生一定的變化。因?yàn)槭艿降卣鹱饔昧Φ挠绊�，�?dǎo)致建筑物的許多位置都成為薄弱環(huán)節(jié)，會(huì)影響到高層建筑物結(jié)構(gòu)體系的抗震效果，所以在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，都必須要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)原則。在對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，要盡量減少結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換豎向構(gòu)件數(shù)量，如果豎向的構(gòu)件數(shù)量不斷減少，則對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)也會(huì)明顯減少，對(duì)建筑物豎向剛度突變的影響也會(huì)明顯縮減，進(jìn)而提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層豎向設(shè)計(jì)，要盡量的選擇一些地勢(shì)相對(duì)較低的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且在對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇的時(shí)候，盡量選擇一些傳力路線比較明顯的結(jié)構(gòu)，這有這樣才能為后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工奠定良好的基礎(chǔ)。

　　2.2高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)闡述

　　轉(zhuǎn)換層剛度突變，是高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)的一種問(wèn)題，同時(shí)也是解決起來(lái)難度最大的一個(gè)問(wèn)題。為了全面滿足當(dāng)下高層建筑抗震設(shè)計(jì)的硬性需求，相關(guān)工作人員必須要做好轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層總體剛度處理，盡量減少剛度突變地震所帶來(lái)的負(fù)面影響。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，盡量增加截面位置的尺寸，并提升混凝土材料強(qiáng)度，利用增加剪力墻等形式來(lái)從根本上提升部分環(huán)節(jié)的剛度水平。負(fù)責(zé)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)的工作人員，在對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要多考慮這方面的影響要素。高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)剛度必須要始終都控制在地震作用的影響范圍以內(nèi)，不能超過(guò)規(guī)定的地震作用影響范圍，也不能過(guò)小。如果剛度超標(biāo)，并且受到地震的作用，很容易提升建筑的地震反應(yīng)。如果剛度比較小，會(huì)影響到建筑物上下層結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，所以從整體上來(lái)看，在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要控制好建筑物的剛度，并保證材料消耗控制質(zhì)量，避免高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題。

　　3實(shí)例分析

　　以貴州省某工程項(xiàng)目的建設(shè)情況為例，該建筑工程項(xiàng)目主要組成部分是住宅結(jié)構(gòu)，將住宅結(jié)構(gòu)作為建筑的主體結(jié)構(gòu)，結(jié)合辦公、酒店及商業(yè)多項(xiàng)內(nèi)容于一體，構(gòu)成綜合性建筑工程項(xiàng)目。占地面積超過(guò)5萬(wàn)m2，建筑面積為10萬(wàn)m2，地上位置建筑總量在7萬(wàn)m2以上，地下位置的面積為3萬(wàn)m2。對(duì)該建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，先對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置與選型，該工程項(xiàng)目A樓地面以上共計(jì)30層，高度94m，塔樓結(jié)構(gòu)的框支層層高5m，每層的標(biāo)準(zhǔn)高度為3m。該樓利用放裂縫處理模式，與其余的裙樓相互間隔，而且地面之上的部分建筑物呈現(xiàn)出十字輪廓。在對(duì)樓塔進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，選用框支剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按照建筑的實(shí)際使用功能以及建筑的使用要求，分別對(duì)頂板位置進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換處理。梁板位置混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C30-C35，豎向的構(gòu)件混凝土強(qiáng)圖設(shè)計(jì)為C35-C60區(qū)間。剪力墻厚度按照項(xiàng)目的實(shí)際情況，設(shè)置為275mm，在對(duì)框支柱截面進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，控制框支柱截面在1200mm，最后再按照項(xiàng)目建設(shè)與項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況，對(duì)換梁截面位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。該建筑樓蓋采用現(xiàn)澆混凝土梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，設(shè)計(jì)樓塔的核心筒內(nèi)板厚度150mm，標(biāo)準(zhǔn)層厚度為100mm。之后對(duì)建筑物自身的應(yīng)力情況進(jìn)行分析，并將建筑物轉(zhuǎn)換層與上下相鄰的樓板厚度增加到170mm，按照實(shí)際的狀態(tài)來(lái)提升混凝土強(qiáng)度等級(jí)，最終起到提升轉(zhuǎn)換層穩(wěn)定性的目的。

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