轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計淺析

許化彬

(鄭州大學(xué)綜合設(shè)計研究院有限公司,河南 鄭州 450000)

在現(xiàn)代建筑中,轉(zhuǎn)換層已經(jīng)成為了非常常見的結(jié)構(gòu),在各種高層建筑中被廣泛應(yīng)用。通過轉(zhuǎn)換層的加入和利用,使得建筑物能夠更好的承載重量,建筑向更高的方向發(fā)展,在建筑用地越來越緊張的現(xiàn)在,對于充分利用建筑用地,發(fā)揮建筑物應(yīng)有的作用具有重要意義。研究轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu),可以更好的推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 轉(zhuǎn)換層的作用特點

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,現(xiàn)代的建筑越來越向著大型化、復(fù)雜化的方向轉(zhuǎn)變,綜合性的建筑中,不同樓層之間的使用功能和結(jié)構(gòu)性也是各不相同的,這大大提升了建筑的設(shè)置建造難度。建筑物的轉(zhuǎn)換層作為建筑當(dāng)中的過渡結(jié)構(gòu)設(shè)置在建筑物內(nèi)部,可以對樓層上下各異的結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以此來防止不同結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)變過大導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)受力偏差,是大型建筑物重要的安全保障,在現(xiàn)代建筑學(xué)理念中占據(jù)著不可代替的作用,具體的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)如圖1所示。轉(zhuǎn)換層在建筑中起著承上啟下的作用,在整體建筑中承受著極大的負(fù)荷,一旦出現(xiàn)問題,整棟建筑都會受到影響。因此在設(shè)計轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)時要結(jié)合實際,根據(jù)建筑物的自身結(jié)構(gòu)特點來設(shè)計轉(zhuǎn)換層,確保轉(zhuǎn)換層發(fā)揮應(yīng)有的作用,保證建筑物的使用安全。

圖1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)示意圖

2 轉(zhuǎn)換層的設(shè)計方案

2.1 遵循建筑物的實際

現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了建筑物的“個性化時代”,隨著時代的發(fā)展,建筑所起到的審美作用越來越受到人們的關(guān)注。現(xiàn)在的建筑已經(jīng)不是千篇一律的方塊式結(jié)構(gòu),越來越多的新建筑出現(xiàn)了完全不同于以往的樣式與結(jié)構(gòu)。因此,在設(shè)計轉(zhuǎn)換層的時候,不能因循守舊照本宣科,要結(jié)合實際,遵循建筑物設(shè)計的客觀存在來設(shè)計轉(zhuǎn)換層。在設(shè)計選擇轉(zhuǎn)換層之前,首先要清楚建筑物的設(shè)計方案和設(shè)計需求,這樣設(shè)計人員才能了解建筑的問題和需求,結(jié)合建筑物設(shè)計方案來設(shè)計出最符合要求和客觀實際的轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層設(shè)計人員只有充分研究建筑物整體設(shè)計圖,才能有針對性的實現(xiàn)建筑物的需求,從梁式、箱式、桁式、框架式等轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中挑選出最符合的結(jié)構(gòu),更好的適應(yīng)建筑的需要。

例如,現(xiàn)在有一些建筑追求不對稱結(jié)構(gòu),甚至還有上大下小的建筑出現(xiàn),這類建筑由于形態(tài)所限,其上下層結(jié)構(gòu)中柱網(wǎng)容易偏離過大,導(dǎo)致建筑出現(xiàn)問題。此時,梁式結(jié)構(gòu)是這些建筑的最佳選擇,通過梁式的轉(zhuǎn)換層,在承重量大的同時,還能對齊上部軸網(wǎng)和下部軸網(wǎng),更好的保證建筑的科學(xué)受力,保證建筑安全。

2.2 確保轉(zhuǎn)換層的強(qiáng)度

轉(zhuǎn)換層是樓體中承載重量,調(diào)整重心的重要保障,轉(zhuǎn)換層的好壞,可能會影響到整個建筑物的質(zhì)量。由于建筑結(jié)構(gòu)的限制,有時轉(zhuǎn)換層可能會承受巨大的壓力,想要保證建筑的穩(wěn)定安全,必須要確保轉(zhuǎn)換層有足夠的強(qiáng)度。為了確保轉(zhuǎn)換層的安全,建筑設(shè)計規(guī)定,轉(zhuǎn)換層的剛性結(jié)構(gòu)不可以低于其上層結(jié)構(gòu)的 70%。為了達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn),可以提高轉(zhuǎn)換層剪力墻的厚度,保證其穩(wěn)固。并且,在澆筑的過程中采用比起普通建筑更為優(yōu)質(zhì)的混凝土,從材料和設(shè)計上保證轉(zhuǎn)換層的剛度。

另外,在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計人員需要注重框支柱的強(qiáng)度,結(jié)合地震等級,應(yīng)用框支柱的柱頂彎矩進(jìn)行配筋的設(shè)計。與此同時,在進(jìn)行框支柱的剪力調(diào)整時,設(shè)計人員需要根據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行框支柱的設(shè)計,確保其地震剪力滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

表1 轉(zhuǎn)換層框支柱的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

2.3 合理安排轉(zhuǎn)換層位置

轉(zhuǎn)換層是建筑物中的受力層,在大型建筑中能起到承載壓力、提高建筑物穩(wěn)定性、安全性和抗震性的作用。但轉(zhuǎn)換層的安排也是有要求的,要根據(jù)建筑的實際情況,分析受力情況,合理安排轉(zhuǎn)換層的所在位置。越高的建筑物,其自重就越大,且伴隨著建筑物的不斷增高,樓內(nèi)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,因此高層建筑物的受力模式比起小型建筑物更加復(fù)雜,建筑物內(nèi)部的受力也會隨著建筑物高度的變化而變化,何況,大型建筑物可能還會面臨諸如地形、風(fēng)力等外界因素的影響。因此,到達(dá)一定高度的建筑物會比普通建筑物承受更大的壓力、具有更多的變數(shù),在對建筑物進(jìn)行設(shè)計時,就需要更多的考量,合理的安排轉(zhuǎn)換層的位置也是其中之一。如果轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置的過高,可能會改變轉(zhuǎn)換層內(nèi)部的受力狀況,在影響轉(zhuǎn)換層安全的同時,也影響到了上下層面的剛度和受力方式。自身被受力扭曲的轉(zhuǎn)換層不僅不能承擔(dān)建筑的受力,還會使轉(zhuǎn)化層反而成為建筑物中的薄弱環(huán)節(jié),對建筑物的抗震能力和安全性造成損害,因此,研究建筑物的受力,結(jié)合實際情況,正確的安排轉(zhuǎn)換層的位置,是保證建筑安全的重要方式。

2.4 提高二者的整體性

轉(zhuǎn)換層雖然是不會在樓層中開放的受力承載層,但仍然是建筑物的一部分,是不可分割的,因此,在設(shè)計中要注意,需要提高轉(zhuǎn)換層與整個建筑物的整體性,使其融為一體發(fā)揮作用。想要提高二者的整體性,首先需要設(shè)計人員著眼于轉(zhuǎn)換層的設(shè)計。設(shè)計人員在設(shè)計轉(zhuǎn)換層的時候,應(yīng)仔細(xì)了解建筑物設(shè)計圖紙,明確建筑物的設(shè)計要求,只有了解這些,才能更好的掌控全局,在設(shè)計轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的時候使其與整個建筑物更好的融為一體。注重轉(zhuǎn)換層與建筑物之間的整體性,可以更加科學(xué)的保障建筑物的抗震性與穩(wěn)定性,還可以延長建筑物的使用壽命。其次,設(shè)計人員應(yīng)該對轉(zhuǎn)換層的設(shè)計方案進(jìn)行精簡,分析受力,使其更好的符合建筑的整體要求,進(jìn)行科學(xué)的受力分析,明確受力的方向與強(qiáng)度。通過受力的分析,使得二者的質(zhì)量中心與剛度中心保持一致,更好的承載建筑,防止建筑物出現(xiàn)各種質(zhì)量問題[1]。

3 結(jié)論

綜上所述,隨著現(xiàn)代建筑的不斷發(fā)展,建筑中轉(zhuǎn)換層的作用變得越來越重要,轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)與設(shè)計也越發(fā)受到建筑者們的關(guān)注。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可以有效地轉(zhuǎn)換重量、保持建筑重心,具有多種形式以應(yīng)對不同的情況,在設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)按照建筑物的要求設(shè)計、保證轉(zhuǎn)換層強(qiáng)度、合理安排其位置、使轉(zhuǎn)換層與整個建筑物融為一體,從而使轉(zhuǎn)換層更好的發(fā)揮在建筑中的作用,促進(jìn)建筑物更好的發(fā)展。