分析高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用

彭佳

摘 要：本文針對高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用，結合工程實例，從減少轉換、優化轉換結構、傳力直接、保證強度四個方面分析了梁式轉換層結構設計原理，并提出具體的應用路徑。分析結果表明，在高層建筑工程施工建設中科學合理的應用梁式轉換層結構，可豐富高層建筑工程的結構功能，也，符合目前我國我國高層建筑工程事業發展相關規范和標準的要求，值得大力推廣應用。

關鍵詞：高層建筑；梁式轉換層結構；減少轉換；傳力

1 引言

大量工程實例表明，在高層建筑工程中應用梁式轉換層結構時，要格外注重經濟實用性，并全面落實細節，實現施工理念和施工方式的創新。傳統的設計經驗和管理模式，難以滿足梁式轉換層結構設計原理的要求，無法發揮出應有的作用和優勢。基于此，開展高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用的分析研究就顯得尤為必要。

2 工程概述

某高層建筑工程層高為35層，裙樓3層，地下室2層，在實際施工中，以主樓層為剪力墻結構，并在此基礎上，構建梁式轉換層結構，轉換層的高度為6m，總面積為900㎡，為最大限度上提升該建筑工程的總體質量和使用壽命，將該梁式轉換層結構的抗震等級設計為二級，承載力為3.5kN/㎡，梁式轉換層結構上下樓結構布置圖如圖1和圖2所示。

圖1 二層結構平面設計圖

圖2 四層結構平面設計圖

3 梁式轉換層結構設計原理分析

在高層建筑工程中應用梁式轉換層結構，會對高層建筑工程的豎向高度造成不同程度的影響，容易發生剛性突變。對抗震效果而言，由于梁式轉換層結構上下結構存在一定的薄弱環節，不利于抗震效果的提升。因此，必須有效提升建筑物的堅固性，要嚴格遵循相應設計原理進行設計，具體而言，主要體現在以下幾個方面。

3.1 減少轉換

在梁式轉換層結構設計中，如果上下主體結構主要呈現豎向，則在進行框架核心筒結構設計時，要多應用上部的豎向結構，直接向下落地，從而突出高層建筑工程施工的連續性。

3.2 全面優化轉換結構

為提升高層建筑工程總體結構的穩固性，就必須充分考慮抗震效果，在進行梁式轉換層結構抗震設計過程中，要科學合理的應用扁梁結構和斜腹桿桁架。一旦發生地震，通過這幾種部件，可大幅度降低下部框架支柱頂端的彎矩，以緩解地震對建筑工程結構造成的破壞。此外，在梁式轉換層結構設計師，還要高度重視重力荷載之下的強度和剛度標準，以滿足建筑工程對總體結構穩定性的需求。

3.3 傳力直接

在梁式轉換層結構中直接的傳力方式起著非常重要的作用，可更好的轉換整個建筑工程結構。在梁式轉換層結構上下層豎向結構設計過程中，要盡量避免發生多級轉換的問題，從而為水平轉換結構的直接傳力提供基礎保障。梁式轉換層結構設計時，要盡量避免間接傳力，否則會降低整體抗震效果。如果在設計中存在柱網無法對齊的問題，則要通過箱型轉換結構進行合理解決。

4 高層建筑梁式轉換層結構的具體應用

4.1 合理選擇模板支撐系統

在進行梁式轉換層結構模板支撐系統選擇時，需要從高層建筑工程安全的角度入手，為保證結構的穩定性，可借助專業的軟件設備，進行有限元分析，再結合實際工程測量數據，構建清除直觀的三維立體模型，在模型下計算梁式轉換層結構施工需要的安全參數、支撐鋼管的橫截面積等數據。此外，為提升梁式轉換層結構施工建設的便捷性，需要對各種施工材料的利用效果、模板尺寸、模板拆卸的便捷性等進行綜合分析和考量，在此基礎上，保證梁式轉換層結構施工的合理性和科學性。搭設模板支撐時，要求上、下層支撐在同一位置。

4.2 合理選擇轉換大梁的結構

在應用梁式轉換層結構時，還要對高層建筑工程總體功能需求進行綜合分析，就案例工程而言，轉換大梁設計和施工中，對結構受力情況進行全面分析計算，以計算結果為依據，重新組建建筑結構，從而提升建筑工程的總體質量。除此之外，還要對梁式轉換層結構的剛度、強度等進行綜合分析，以達到提升建筑樓板負載的性能。

4.3 鋼筋下料和綁扎

就案例工程而言，樓層比較高，在施工中容易受多種因素的共同影響，因此，在梁式轉換層結構施工中，采用了很多大直徑、多排數的建材。在具體施工建設中，不但會受到鋼筋復雜性的影響，而且也會增加鋼筋處理的復雜性，任何一個環節控制不當，都會影響梁式轉換層結構的穩定性和剛度。因此，在具體施工中，要切實加強對鋼筋下料、鋼筋綁扎質量的控制，可從兩個方面同時入手：其一，必須確保梁式轉換層結構鋼筋放樣和所下材料滿足設計效果和相關質量標準的要求；其二，需要對施工方案全面審核優化，保證各道工序施工的科學性和合理性，避免因為鋼筋放置不合理而發生混凝土振搗不密實的問題。

5 結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用，分析結果表明，在高層建筑梁式轉換層結構設計中，經常會受到多種因素的共同影響，為保證最終的效果能夠滿足設計要求，就需要進行全面的計算分析，深入分析影響高層建筑結構設計的主要因素，并以此為依據，制定行之有效的解決方案，提升設計水平和施工質量。要結合梁的承載能力，還要了解梁的受力性能，轉換梁與普通梁在設計時有著較大的差異，設計人員一定要保證轉換梁結構的穩定性，這樣才能保證高層建筑使用的安全性。

參考文獻：

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