建筑轉換層結構的設計問題分析

王鵬

摘 要：建筑領域一直是國家發展過程中關注的重點內容，尤其在城市化進程逐漸加快的現代社會下，越來越多的建筑工程出現在社會的發展中，這不僅推動著城市化的建設，更為改善著人們的生活環境做出了很大的貢獻。近幾年，很多高層建筑出現在城市建設與發展的過程中，但是一些建筑工程團隊在施工過程中，會由于一些因素的影響而出現問題，導致施工質量下降或施工效率低下情況的出現。轉換層結構設計工作是現代高層建筑施工過程中的重要內容，因為它不僅與建筑空間的分配和使用有著密切聯系，還對建筑整體的質量起著關鍵性作用。本文就建筑轉換層結構的設計問題進行簡單的論述，僅供相關人士參考。

關鍵詞：建筑；轉換層結構；設計問題

隨著國家經濟發展水平的提高，建筑行業在近年來的發展中得到了創新與突破，很多建筑工程不僅會將先進的施工技術和工程管理理念應用其中，同時還會根據實際情況需要，靈活的轉變施工方案，并對傳統的施工方式進行更新變革。如今，建筑行業已經成為社會發展中不可缺少的重要部分。轉換層的結構設計是近幾年建筑行業發展中關注的內容，尤其在高層建筑的建設中，轉換層的結構設計更被廣泛應用其中。合理的設計建筑轉換層結構不僅能提高建筑空間使用價值，提高內部結構美觀性，還能在一定程度上提高建筑整體質量。但是在實際結構設計中，會由于一些因素的影響而出現問題。所以如何解決建筑轉換層結構的設計問題成為了很多建筑工程團隊需要考慮的內容。

1 建筑轉換層的結構形式與特點

1.1 梁式轉換

在高層建筑施工的過程中，梁式轉換層是保證垂直轉換質量和水平的一個最為重要的結構形式，其在應用的過程中是從上部分的墻將力傳送到轉換梁上，然后再通過轉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勢，首先它傳力十分的明確，同時傳力的路徑相對也較為簡單，給工程的計算和設計都提供了非常大的便利，梁式轉換在施工的過程中還能減少工程的資金投入，所以在高層建筑轉化岑施工當中，8成以上都選擇了梁式轉換。

1.2 箱式轉換

這種轉換形式實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結構，這樣就可以形成一個剛度較好的整體結構。

1.3 板式轉換

如果轉換層的上下柱不是十分的整齊，同時，在這一過程中也不具備較強的規則性，那么這個時候就不能單獨的使用梁去起到承托的作用，這個時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換結構。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，這種轉換層實際上靈活性非常好，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的要求也非常的嚴格，這樣一來也就給施工人員制造了不小的難題。

1.4 桁架轉換

桁架分為空腹桁架與實腹桁架兩種。桁架轉換層與梁式轉換相比，受力狀態更明確，可使用空間更大，自重小，抗震性能好，但其節點設計難度大，"強斜腹桿、強節點"是桁架轉換層設計的基本原則，而節點的受力狀態復雜，容易發生剪切脆性破壞，造成計算配筋多，施工不便，限制了桁架轉換的應用。桁架轉換層設計中應注意以下問題：首先是桁架轉換層一般要求高度在3m以上，當層高較小時斜壓腹桿形成超短柱，在地震作用時容易產生脆性破壞；其次是要保證上弦節點與上部集中荷載的中心對齊，充分發揮桁架的受力優勢；在上下弦和斜拉腹桿中施加預應力，可以顯著減小構件截面，經濟效果好。

1.5 斜柱轉換

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

2 建筑轉換層結構的設計問題

2.1 剪力墻的布置問題

剪力墻的布置是轉換層結構設計中重要的部分，也是影響設計效果和質量的關鍵因素。但是如果剪力墻的布置不合理，那么在轉換層結構進行上下剛度傳遞的過程中，就會出現剛度突變問題。這種現象的出現不僅會影響轉換層結構的質量，嚴重時還會導致轉換層結構損壞，對人們的人身安全造成威脅。因此，要想有效的控制這種情況的出現，建筑工程團隊應該做到以下幾點：第一，相關設計人員在進行剪力墻布置的時候，需要根據實際情況適當降低轉換層上部結構的剛度。第二，要盡可能的縮短墻肢的長度，增加轉換層下部結構的剛度，這樣才能提高整體結構的承載效果。第三，如果建筑空間結構條件允許的情況下，可以將剪力墻設置為落地式，這樣能夠在最大程度上保證轉換層結構的穩定性。但是在設計過程中需要注意，不要讓剪力墻的著力點集中在一處，否則相應的混凝土結構會由于承受力過大而出現問題。

2.2 下部主體結構的剛度分布問題

除了剪力墻的布置問題，建筑轉換層下部主體結構的剛度分布問題也是設計工作中經常出現的問題。相關施工團隊在設計建筑轉換層結構的時候，會受到豎向結構的剛度突變問題而導致設計工作中出現問題，而所出現的問題也會帶有明顯的復雜性。如果建筑施工團隊不能對這個問題進行有效的除了，那么不僅會影響轉換層的應用價值，還會阻礙工程進度，因此需要建筑工程團隊注重轉換層下部主體結構的剛度分布問題。通常，在設計的過程中，我們需藥適當的增加轉換層下部主體結構縱向構件的截面面積，同時還要增加剪力墻的數量，或者是提高混凝土材料自身的等級，其中存在兩個問題，一個是筒體的截面尺寸大大增加使得整個地震總反應能夠有所提升，筒體在下部抗震剛度當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，這個時候，設計人員必須要對筒體的安全設計予以高度的關注和重視。另一個問題就是在增加剪力墻數量的時候，一定要保證結構剛度分布的均勻性，這樣才能更好的保證剛度中心和質量中心在一個位置，防止由于二者不能重合而導致的建筑物變形現象。

結束語

從文章上面的內容可以了解到，要想實現建筑轉換層結構設計的最大價值，相關施工團隊不僅需要對結構設計內容有所掌握和了解，同時還要對其中存在的設計問題進行及時的處理，并分析設計問題產生的原因，制定科學合理的防治措施，避免后期施工過程中出現同樣的問題。但是很多建筑工程在進行建筑轉換層結構設計的時候，不能根據建筑空間結構的需要，或者在保證建筑機構質量的情況下制定出完美的設計方案，所以會影響工程的順利進行。因此，面對這樣的問題，建筑工程相關設計團隊除了要在工作之前對建筑結構特點進行全面的考量，同時還要根據實際情況的需要，對設計工作中存在的問題進行及時的處理。這樣才能保證轉換層結構設計道標標準，為人們創造優質的居住或辦公環境。

參考文獻

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