黃展業(yè)

摘 ? ?要：近年來，我國建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，高層建筑的應(yīng)用也越來越廣泛。在高層建筑中，應(yīng)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠全面化滿足人們對建筑功能的需求，為人們的生活提供便利，因此在高層建筑中應(yīng)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計是很有必要的。本文首先分析了轉(zhuǎn)換層的主要功能，并深入探討了高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計;高層建筑;應(yīng)用

1 ?引言

在高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要全面分析建筑情況，并采取相應(yīng)的措施提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，尤其是抗震設(shè)計，必須嚴(yán)格按照規(guī)定控制好落地剪力墻之間的距離進行設(shè)計，從而提高高層建筑整體的抗震性能。另外，還需要對轉(zhuǎn)換層進行精確計算并進行細(xì)致分析，保證轉(zhuǎn)換層的設(shè)計質(zhì)量。

2 ?轉(zhuǎn)換層的主要功能

進入二十一世紀(jì)以后，中國特色社會主義市場經(jīng)濟迎來了全新的發(fā)展，各種高層建筑在這種社會背景下紛紛拔地而起，其功能也越來越朝著多元化、綜合化發(fā)展，為人們提供極佳的體驗，一些高層建筑的底層為商場和娛樂場所，而上部分建筑則用作住宅，這正是高層建筑作用多元化的一個有力體現(xiàn)。從整體上來看，這種多元化的高層建筑可以分成上下兩個使用空間，上層空間作為居住之用，所以往往需要設(shè)計較多的墻體對空間進行分隔，讓用戶的多樣化需求得到滿足，而下層空間則往往需要比較開闊，才能滿足商業(yè)活動的需求，二者之間需求的不同導(dǎo)致了墻體設(shè)計等方面的不同。為了適應(yīng)這種差異，設(shè)計轉(zhuǎn)換層就顯得十分重要。

3 ?高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

3.1 ?結(jié)構(gòu)設(shè)計和布置

眾所周知，高層設(shè)計之所以得到越來越多的認(rèn)可，主要就是因為它能夠以同等的占地面積，為人們提供更多的服務(wù)和功能區(qū)，因此一般來說只有在高層建筑中才會使用轉(zhuǎn)換層。高層建筑下層空間結(jié)構(gòu)基本都是開間，同時梁柱結(jié)構(gòu)比較少，但是反之上層建筑則擁有更多的梁柱結(jié)構(gòu)，這顯然不符合建筑工程本身的受力穩(wěn)定性特征。一些建筑設(shè)計人員為了讓高層建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，選擇在設(shè)計中應(yīng)用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)這種獨特的設(shè)計模式，但是由于各種各樣的問題，轉(zhuǎn)換層的作用往往難以真正的發(fā)揮出來。因此在進行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計布置的過程中，需要嚴(yán)格考量以下內(nèi)容：

第一，高層建筑中即使應(yīng)用了轉(zhuǎn)換層設(shè)計方法，受到上下層空間使用需求的影響，每個豎向的結(jié)構(gòu)支撐點進行統(tǒng)一也會十分困難，想要解決這一問題就必須要利用有關(guān)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，比如說比較常見的轉(zhuǎn)換大梁、箱型結(jié)構(gòu)等等，都能夠從根本上解決上層建筑不穩(wěn)定的問題。

第二，高層建筑往往是筒體結(jié)構(gòu)，利用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的情況下內(nèi)筒需要完全貫穿落地，同時還需要提升墻壁結(jié)構(gòu)的支撐力，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛度不足的問題。而框支剪力墻結(jié)構(gòu)也是如此，剪力墻也需要貫穿落地，尤其是涉及到減震設(shè)計這部分需求的時候，剪力墻之間相隔多遠(yuǎn)、厚度如何都需要額外思考。設(shè)計轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的時候，務(wù)必要嚴(yán)格按照行業(yè)的有關(guān)施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行操作，絕不能以過往的設(shè)計經(jīng)驗為全部標(biāo)準(zhǔn)，否則很容易出現(xiàn)樓層設(shè)計錯誤、內(nèi)力結(jié)構(gòu)不合理的問題。

第三，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層比較特殊，其上層需避開梁體部分設(shè)置門洞，只有這樣才能確保剪力的穩(wěn)定性，讓墻體的完整性得到保證。如果根據(jù)實際使用需求必須要設(shè)置門洞，一般需要把門洞設(shè)置在剪力墻的中間部分，這樣一來能把應(yīng)力均勻的傳遞到每個部分。

3.2 ?轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的存在使高層建筑豎向的受力結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，垂直上的受力不能直接傳導(dǎo)到持力層，這大大的降低了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震性能，一旦發(fā)生地震等自然災(zāi)害，高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性就無從保障。為了解決這一問題，在設(shè)計轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的時候務(wù)必要考慮到其抗震性。具體來說，地震對于高層建筑的損傷主要來自于水平方向的作用力，此時傾覆力矩分布曲線在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)處會有明顯的變化，另外轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)往下的建筑結(jié)構(gòu)基本都是剪力墻，落地剪力墻的傾覆力矩會向下逐層遞增，但是支撐框架的傾覆力矩遞增效果就稍有減緩;另外轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在水平地震作用下產(chǎn)生的內(nèi)力較大，不代表垂直方向地震作用可以忽略不計，當(dāng)抗震設(shè)計要求在八級以上的時候，就需要對豎直方向的地震作用進行計算。在計算轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)垂直方向地震作用的過程中，可以選擇動力時程分析法。同時，高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)控制軸壓比的重要性不容忽視，其梁柱的橫截面、剪力和彎矩都比較小，大部分的荷載基本上會由框支柱承擔(dān)，而墻體的負(fù)載則由板平面進行傳導(dǎo)，最終由落地剪力墻承受，因此做好框支柱軸壓比的設(shè)計十分重要。

3.3 ?落地剪力墻設(shè)計

落地剪力墻的設(shè)計上文中稍有提及，其設(shè)計難度最大的部分就是洞口設(shè)計。也就是說，只有做好洞口設(shè)計，才能讓落地剪力墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到保證。通常來說，需要將洞口設(shè)計在墻體中間以避免受力不均勻的問題。同時，還應(yīng)該控制好落地剪力墻的距離，不需要抗震設(shè)計的落地剪力墻一般相距三十米左右即可，而需要抗震設(shè)計的則需要控制在二十到二十四米。

3.4 ?轉(zhuǎn)換層計算要求

轉(zhuǎn)換層本身是高層建筑主體結(jié)構(gòu)的一個部分，在設(shè)計的過程中我們?nèi)孕鑼ζ涓黜棓?shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的精算，從結(jié)構(gòu)的整體情況出發(fā)，將轉(zhuǎn)換層作為高層建筑的結(jié)構(gòu)之一，從立體化視角及空間協(xié)同的角度出發(fā)，采取各種各樣的有效措施保證內(nèi)力計算和位移計算的準(zhǔn)確度，這樣一來，高層建筑每個組成結(jié)構(gòu)對于轉(zhuǎn)換層的影響就能非常明顯的顯示出來。但是在實際的工作中我們發(fā)現(xiàn)，由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，很多設(shè)計人員在進行計算的時候都不夠精細(xì)，這就導(dǎo)致了一些不可避免的構(gòu)件計算誤差，這顯然不利于高層建筑的穩(wěn)定施工。所以說，在今后的工作中結(jié)束整體計算的情況下，還需要對轉(zhuǎn)換層局部結(jié)構(gòu)進行二次精算，從而降低出現(xiàn)計算誤差的可能性。

3.5 ?過度受力及軸壓比控制

在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，要明確樓層梁面和柱面的表現(xiàn)形式，柱面主要包括強柱和弱柱，梁面主要包括強梁和弱梁，轉(zhuǎn)換層豎向負(fù)載以及構(gòu)架內(nèi)力往往會受到構(gòu)件的影響。因此在高層建筑施工過程中，要從構(gòu)件入手對施工進度和時間進行合理控制，在施工中對于轉(zhuǎn)換層構(gòu)架與若干層構(gòu)架同時出現(xiàn)，則要通過合理措施來控制構(gòu)架內(nèi)力變化，避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)換構(gòu)件過渡受力的影響，避免高層施工進度受到影響，這對于整個高層建筑施工目標(biāo)的實現(xiàn)都是非常重要的。

在軸壓比控制過程中，要明確內(nèi)交角部位轉(zhuǎn)換層支梁和支柱存在突出應(yīng)力表現(xiàn)，在水平負(fù)載和處置負(fù)載的影響下，當(dāng)柱子橫截面、剪力以及彎矩都處于相對較小的條件下時，框支柱支撐周雅麗承受力，轉(zhuǎn)換層以上墻體的水平與垂直負(fù)載以板平面內(nèi)剛度為支持，向落地剪力墻傳遞，因此對框支柱軸壓比進行控制是非常必要的。在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要結(jié)合實際情況出發(fā)，有效控制過度受力和軸壓比，從而達(dá)到良好的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

4 ?結(jié)語

總而言之，對高層建筑結(jié)構(gòu)進行功能分區(qū)是客觀存在的實際需求，因此我們需要對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作進行深入的分析。從抗震性能、實際功能需求等入手，選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案，提升轉(zhuǎn)換層的設(shè)計效果，從而保證高層建筑的穩(wěn)定性和安全性。

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