帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

【摘要】為了滿足當(dāng)前人們對(duì)建筑物功能性的需求，建筑設(shè)計(jì)單位都在積極研究高層建筑的多功能發(fā)展工作，而這種多功能的高層建筑在設(shè)計(jì)工作中要想保證整體建筑的安全和穩(wěn)定，就必須要設(shè)計(jì)成帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。因此，本文就對(duì)帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

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

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的原則

1.1結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層是目前城市建筑的建設(shè)工作中最為常見(jiàn)的一種設(shè)計(jì)方式，其設(shè)計(jì)的主要目的是為了將使用功能不同的上下層建筑空間分隔開(kāi)來(lái)，保證各層之間建筑布局設(shè)計(jì)獨(dú)立性的同時(shí)，能夠?yàn)檎w建筑的穩(wěn)定性和安全性提供保障。為了能夠合理安排建筑物的布局，節(jié)省城市空間，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中研究設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層是一項(xiàng)十分必要的工作。

1.2需遵循的基本原則

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)工作雖然能夠使建筑物同時(shí)具備不同的功能性，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，為了保證建筑的質(zhì)量和安全，還需要遵循一定的設(shè)計(jì)規(guī)范和原則。而最基本的設(shè)計(jì)規(guī)則就是需要結(jié)合實(shí)際的項(xiàng)目情況，選定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的種類，同時(shí)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算需要嚴(yán)格按照計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中會(huì)涉及到配筋問(wèn)題，而一般情況下，設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的配筋率不能低于0.25%，而樓板的厚度也不能小于180mm。同時(shí)，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循合理性和科學(xué)性的原則，在選定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要通過(guò)信息技術(shù)來(lái)建立模型，并對(duì)其所具備的功能進(jìn)行測(cè)試。比如，結(jié)構(gòu)的豎向剛度、變形協(xié)調(diào)能力、抗震性能等等。同時(shí)還需要收集和整理數(shù)據(jù)，以此來(lái)保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

2.1設(shè)計(jì)施工方案

首先，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地考察?？疾斓膬?nèi)容主要包括地質(zhì)環(huán)境以及地理位置等等，同時(shí)，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的自然災(zāi)害，比如狂風(fēng)、暴雨或地震問(wèn)題等，從中綜合研究出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)方向。例如，依據(jù)實(shí)地考察資料以及建設(shè)單位提供的勘察報(bào)告及當(dāng)?shù)卣咝晕募鶕?jù)規(guī)范對(duì)不同地區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層按不同要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)，抗風(fēng)力設(shè)計(jì)，以保證不同場(chǎng)地情況下整體建筑的安全及經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，要結(jié)合高層建筑具體各個(gè)樓層需要進(jìn)行的功能設(shè)置來(lái)分析研究結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的種類。通常在底層建筑內(nèi)部空間設(shè)計(jì)的比較大的情況下，施工人員一般會(huì)使用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。但是當(dāng)上下樓層使用功能及內(nèi)部空間的格局分布情況差異較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致柱網(wǎng)分布不規(guī)律，難以采用梁式轉(zhuǎn)換層來(lái)連接上下層柱網(wǎng)，在這種情況下則需要選用板式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，在設(shè)計(jì)施工方案時(shí)，需要結(jié)合具體情況因地制宜的選擇合理的施工方案。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層通常會(huì)設(shè)計(jì)相應(yīng)的剪力墻，剪力墻對(duì)建筑物的水平承載力以及垂直方向的承重能力都對(duì)穩(wěn)定建筑物起著極大的幫助作用。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合建筑物對(duì)墻面洞口數(shù)量以及形狀的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，需要全面分析剪力墻數(shù)量以及平面位置的布置。而在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，需要對(duì)配筋率進(jìn)行合理的計(jì)算，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，保證剪力墻的質(zhì)量。從而為實(shí)現(xiàn)高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換奠定基礎(chǔ)，此外，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的厚薄度以及高度等基本參數(shù)問(wèn)題進(jìn)行測(cè)算。以板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層為例，通常情況下，這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工人員會(huì)設(shè)計(jì)一些柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)分擔(dān)垂直方向剪力墻的受力情況。而在施工時(shí)，高層建筑板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的厚度通常在2.8m以下，為保證結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工質(zhì)量，還需要合理對(duì)施工材料的質(zhì)量做出選擇。

2.3結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的剛度設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層時(shí)，會(huì)由于上下兩層不同使用功能的樓層對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)的要求不同，而導(dǎo)致相鄰兩層之間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換樓板的剛度存在差異性問(wèn)題。同時(shí)，這種剛度差異也會(huì)影響到垂直方向承重墻的受力不均勻問(wèn)題，從而導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)轉(zhuǎn)換層的剛度設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。這就對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)設(shè)計(jì)能力有了一定的要求，而一般情況下，在剛度設(shè)計(jì)工作上，通常會(huì)選擇適當(dāng)增加落地墻數(shù)量的方式，或者是在樓板材料的選擇上，選擇一些剛度較大的材料進(jìn)行施工，這樣不僅能夠使落地構(gòu)件達(dá)到抗彎設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也能增加落地構(gòu)件的抗側(cè)力性能。

2.4結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

高層建筑在上下兩層樓層空間使用功能不同的情況下，通常會(huì)對(duì)建筑內(nèi)部的空間面積有一定的要求。比如健身房、電影院等，而對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)時(shí)，需要區(qū)分商業(yè)用房和居住用房在建筑內(nèi)部高度上的區(qū)別。通常情況下商用建筑的高度都在三米以上，這就對(duì)垂直方向用于支撐的剪力墻設(shè)計(jì)有了一定的要求。同時(shí)，作為各個(gè)樓層之間轉(zhuǎn)換層的平面樓板的設(shè)計(jì)工作也需要在剛度方面進(jìn)行研究。并且，在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)時(shí)，還要能夠合理減輕轉(zhuǎn)換層樓板的自身重量，從而降低建筑自身承重方面的壓力。設(shè)計(jì)人員需要控制好結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的厚度，這還可以有效降低工程的經(jīng)濟(jì)成本。此外，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層一般都是由混凝土材料制作而成的，因此在制作工藝上必須要進(jìn)行監(jiān)督和管理工作，以保證混凝土的質(zhì)量，防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)存在安全風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

結(jié)論：

建筑設(shè)計(jì)和施工單位在對(duì)帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及施工的工作中，必須要明確轉(zhuǎn)換層的作用、具體種類以及使用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循的原則。在實(shí)際的設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)，首先要設(shè)計(jì)好科學(xué)合理的施工方案，然后結(jié)合建筑物對(duì)剛度、抗震能力等方面的具體要求來(lái)設(shè)置剪力墻結(jié)構(gòu)。要對(duì)剪力墻的數(shù)量、長(zhǎng)短、厚薄等問(wèn)題都進(jìn)行細(xì)致的分析。并盡量縮小建筑結(jié)構(gòu)之間的剛度差異，不斷優(yōu)化轉(zhuǎn)化層的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

倪榮榮，1984.10- ，女，漢族，廣西全州縣人，本科學(xué)歷，工程師，研究方向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。