張振山

[摘 要]在當(dāng)今的建筑行業(yè)發(fā)展的過程中，高層建筑的數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大，在這樣的情況下，建筑的功能也越來越多，建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)也就成了非常重要的一個(gè)內(nèi)容，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到了建筑的整體性能，所以我們一定要保證轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平。

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

中圖分類號：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0138-01

當(dāng)前的高層建筑在發(fā)展的過程中綜合性越來越強(qiáng)，很多建筑在同一條水平線上，頂部樓是住宅，而中層當(dāng)中一般是辦公空間下部一般有車庫、飯館或者是商店超市等，因?yàn)槠溆猛镜牟煌栽诮Y(jié)構(gòu)形式上也有著不同的要求，為了能夠?qū)⑦@些不同功能的空間準(zhǔn)確的劃分出來，就需要使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行全面的控制，而轉(zhuǎn)換層本身的設(shè)計(jì)會(huì)對建筑自身的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。

1 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式及受力的特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

首先是底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)一般都是以轉(zhuǎn)換層為臨界點(diǎn)，轉(zhuǎn)換層上部的位置所有的變形都有非常強(qiáng)的相似之處，主要是由水平外力而產(chǎn)生的樓層自身的樓層剪力和各個(gè)片剪力墻等效的剛度比分配，這樣一來也就使得下部的剪力墻在抗剪程度上會(huì)明顯的下降，這樣一來也就使得底層框架需要承受的水平方向上的力也在逐漸的減小，而在這一過程中，落地剪力墻在底層的需要承受的水平方向上的力卻會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大量的增加。

其次是水平力在底層的具體分配形式也在不斷的改變，之所以會(huì)產(chǎn)生這種變化主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)換層的剛性樓板會(huì)對內(nèi)力有非常好的傳遞作用，轉(zhuǎn)換層的樓板在這一過程中會(huì)對下層樓的剪力進(jìn)行重新的分配，而與此同時(shí)，其自身也會(huì)承受較大的內(nèi)力作用，這樣也就使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了較大的變形現(xiàn)象，這樣也就對樓梯面板平板剛度的假設(shè)造成了較為不利的影響。

再次是如果在設(shè)計(jì)的過程中低層框支柱和落地剪力墻按照相同的剛度去分擔(dān)水平力的時(shí)候，因?yàn)榭蛑е姆鉁y想剛度一般都不會(huì)達(dá)到剪力墻側(cè)向剛度的百分之一，所以在計(jì)算的過程中其所要承受的水平力也是比較小的甚至是微乎其微的。而如果轉(zhuǎn)換層；樓板出現(xiàn)了變形狀況的時(shí)候，底層在框架支柱區(qū)域的水平位移會(huì)大大的增加，這樣一來也就使得框架柱所承受的實(shí)際剪力要比理論上承受的剪力大很多。所以通過上述的分析也可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換層上下和周圍的受力情況有其自身的復(fù)雜性，所以在工程施工的過程中必須要預(yù)留充足的空間，保證施工的順利進(jìn)行。

1.2 高層建筑轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

1.2.1 梁式轉(zhuǎn)換

在高層建筑施工的過程中，梁式轉(zhuǎn)換層是保證垂直轉(zhuǎn)換質(zhì)量和水平的一個(gè)最為重要的結(jié)構(gòu)形式，其在應(yīng)用的過程中是從上部分的墻將力傳送到轉(zhuǎn)換梁上，然后再通過轉(zhuǎn)換梁傳送到下部柱上，其在施工的過程中具有十分明顯的優(yōu)勢，首先它傳力十分的明確，同時(shí)傳力的路徑相對也較為簡單，給工程的計(jì)算和設(shè)計(jì)都提供了非常大的便利，梁式轉(zhuǎn)換在施工的過程中還能減少工程的資金投入，所以在高層建筑轉(zhuǎn)化岑施工當(dāng)中，8成以上都選擇了梁式轉(zhuǎn)換。

1.2.2 箱式轉(zhuǎn)換

這種轉(zhuǎn)換形式實(shí)際上就是單向托梁和雙向托梁與上下層厚度比較大的樓板澆筑成一個(gè)結(jié)構(gòu)，這樣就可以形成一個(gè)剛度較好的整體結(jié)構(gòu)。

1.2.3 板式轉(zhuǎn)換

如果轉(zhuǎn)換層的上下柱不是十分的整齊，同時(shí)，在這一過程中也不具備較強(qiáng)的規(guī)則性，那么這個(gè)時(shí)候就不能單獨(dú)的使用梁去起到承托的作用，這個(gè)時(shí)候就需要將其做成厚度較大的板子，這樣也就形成了板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。如果我們希望在這一過程中具有非常好的抗剪和抗沖切的效果，轉(zhuǎn)換板的厚度一定要足夠大，一把按都水在2.0到2.8米之間，這種轉(zhuǎn)換層實(shí)際上靈活性非常好，但是其自身的重力較大，在施工的過程中需要消耗大量的原材料，而且施工的過程中對技術(shù)的要求也非常的嚴(yán)格，這樣一來也就給施工人員制造了不小的難題。

1.2.4 桁架轉(zhuǎn)換

桁架分為空腹桁架與實(shí)腹桁架兩種。桁架轉(zhuǎn)換層與梁式轉(zhuǎn)換相比，受力狀態(tài)更明確，可使用空間更大，自重小，抗震性能好，但其節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)難度大，“強(qiáng)斜腹桿、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”是桁架轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的基本原則，而節(jié)點(diǎn)的受力狀態(tài)復(fù)雜，容易發(fā)生剪切脆性破壞，造成計(jì)算配筋多，施工不便，限制了桁架轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。桁架轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問題：首先是桁架轉(zhuǎn)換層一般要求高度在3m以上，當(dāng)層高較小時(shí)斜壓腹桿形成超短柱，在地震作用時(shí)容易產(chǎn)生脆性破壞；其次是要保證上弦節(jié)點(diǎn)與上部集中荷載的中心對齊，充分發(fā)揮桁架的受力優(yōu)勢；在上下弦和斜拉腹桿中施加預(yù)應(yīng)力，可以顯著減小構(gòu)件截面，經(jīng)濟(jì)效果好。

1.2.5 斜柱轉(zhuǎn)換

斜柱轉(zhuǎn)換式是較為特殊的一種結(jié)構(gòu)型式，它可以較好地發(fā)揮混凝土的受壓性能，形成更多更好利用的建筑空間。斜柱轉(zhuǎn)換中會(huì)產(chǎn)生較大的水平荷載，在實(shí)際工程中可以結(jié)合建筑物的平面布置，通過加設(shè)圈梁或拉梁，使其以最短的路徑相互平衡。轉(zhuǎn)換斜柱盡可能通過較多的樓層，以減小其在上下樓層產(chǎn)生的水平力，使轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)更加方便。

2 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題要點(diǎn)

2.1 轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度分布

針對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，豎向結(jié)構(gòu)剛度突變問題是無法完全避免的，這一問題自身在產(chǎn)生的機(jī)理方面也存在著一定的復(fù)雜性，所以在工程施工的過程中，為了更好的寶珠鞥轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層主體的剪切剛度可以完全滿足設(shè)計(jì)的基本需求，通常，在設(shè)計(jì)的過程中，我們需藥適當(dāng)?shù)脑黾愚D(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)縱向構(gòu)件的截面面積，同時(shí)還要增加剪力墻的數(shù)量，或者是提高混凝土材料自身的等級，其中存在2個(gè)問題，一個(gè)是筒體的截面尺寸大大增加使得整個(gè)地震總反應(yīng)能夠有所提升，筒體在下部抗震剛度當(dāng)中所占的比重越來越大，筒體必須要在這樣的情況下承受更多的地震荷載，這個(gè)時(shí)候，設(shè)計(jì)人員必須要對筒體的安全設(shè)計(jì)予以高度的關(guān)注和重視。另一個(gè)問題就是在增加剪力墻數(shù)量的時(shí)候，一定要保證結(jié)構(gòu)剛度分布的均勻性，這樣才能更好的保證剛度中心和質(zhì)量中心在一個(gè)位置，防止由于二者不能重合而導(dǎo)致的建筑物變形現(xiàn)象。

2.2 剪力墻的合理布置對上下剛度傳遞的影響

要想使得上下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力能夠更加科學(xué)的完成傳遞，在實(shí)際的工作中，一定要積極的采取有效的措施避免轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剛度突變的問題，而要想解決這一問題，我們可以采用兩種方法。首先是降低上部結(jié)構(gòu)的剛度，也就是說，上部住宅的部分盡量要減少剪力墻結(jié)構(gòu)的數(shù)量。墻肢如果能夠滿足軸壓比使得要求，應(yīng)該盡量縮短其長度。其次是要增加下部的剛度。在滿足建筑使用功能的條件下，我們可以在大空間層設(shè)置落地式的剪力墻，此外還要注意剪力墻布置的過程中不能出現(xiàn)應(yīng)力過于集中的問題。

3 結(jié)語

在高層建筑施工的過程中，轉(zhuǎn)換層是一個(gè)非常重要也非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，高層建筑轉(zhuǎn)換層一般都是為了使得高層建筑的功能分區(qū)更加的全面和詳細(xì)，所以其自身的結(jié)構(gòu)形式選擇必須要綜合考慮到多方面因素的影響，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中還要考慮到多方面因素對其所產(chǎn)生的影響，這樣一來也就使得整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體性得到顯著的提升，這樣一來也就使其自身的穩(wěn)定性和安全性都得到了十分有效的保證。

參考文獻(xiàn)

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