摘要：隨著城市人口的不斷增加以及城市化建設(shè)進程的加快，城市用地緊張已經(jīng)成為目前十分典型的問題。為了緩解城市用地緊張這一問題，各地區(qū)都開始提倡修建高層建筑，利用高層建筑來在一定程度上緩解城市用地緊張的問題，重慶市就是比較典型的一個地區(qū)。以當前高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計工作開展的情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來的工作經(jīng)驗，對高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計工作理念進行研究，并提出具體化的設(shè)計方法，為后續(xù)工作的開展提供參考。
關(guān)鍵詞：高層建筑；轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計
引言
近年來人們的生活水平不斷提升，對建筑物要求也逐年增高。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效提升建筑物的質(zhì)量以及建筑物使用性能，屬于高層建筑設(shè)計過程中十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。社會現(xiàn)代化進程的發(fā)展，帶動著高層建筑朝著更高、更復雜以及功能化更強的角度進發(fā)，結(jié)構(gòu)也相對完善。為了滿足當下社會發(fā)展趨勢的要求，必須要做好高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計工作，下文將對相關(guān)問題加以闡述。
1轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方式闡述
1.1梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計研究
梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)屬于當前我國高層建筑中比較常見的一種轉(zhuǎn)換層施工形式，將墻體轉(zhuǎn)換成梁柱，以此來掌握傳力的具體途徑。利用這種結(jié)構(gòu)比較簡單的轉(zhuǎn)換層來進行施工，不僅條理清晰，而且需要投入的項目施工成本也比較低廉。正因為有上述各種優(yōu)點，所以高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的使用頻率才會越來越高，操作起來也更加方便。因為結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在多樣化的特點，所以在工程項目建設(shè)過程中，轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)形式也開始變得更加豐富多樣。轉(zhuǎn)換梁需要承受大量的荷載，這些盒子啊來自于豎向桿件的作用。對不同結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)換梁受力狀態(tài)進行分析，深入研究不同受力狀態(tài)下轉(zhuǎn)換梁的具體情況，明確轉(zhuǎn)換梁設(shè)計方法所受到的荷載。
1.2桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究
銜架式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其受力規(guī)律相對明顯，操作起來難度較低，十分靈活，可以有效起到抗震的作用。該轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)屬于梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的一種深入變形，轉(zhuǎn)換層的主要構(gòu)成要素是鋼筋混凝土，銜架結(jié)構(gòu)的上桿件、下桿件都布置在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)當中。銜架結(jié)構(gòu)高度比較高，但是下部的各種桿件界面尺寸相對較小。雖然當下銜架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)整體性能較為理想，但是在設(shè)計過程中，卻經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。如果節(jié)點的受力比較大，很容易導致剪切位置出現(xiàn)損壞，適當?shù)脑黾右恍┡浣盍靠梢跃徑膺@一情況。銜架式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計對高度的要求十分嚴格，所以在對其進行施工的整個過程中，相關(guān)工作人員必須要控制高度，避免因為受到地震等情況，對其造成破壞。
1.3箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究
箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，是單向和雙向托梁與上下層樓板相互作用而形成的一種新式結(jié)構(gòu)，傳力比較強。從近年來我國常見的高層建筑結(jié)構(gòu)角度分析，這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)占用空間比較大，并不適合在住宅轉(zhuǎn)換層設(shè)計中使用，因為如果強行的使用在住宅的轉(zhuǎn)換層中，會導致轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)備布置以及管道等位置產(chǎn)生沖突。這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式缺點比較明顯，其自重比較大，而且項目的整體施工成本高昂。
1.4厚板厚梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)
高層建筑結(jié)構(gòu)當中，一般都存在上下柱網(wǎng)軸線錯開的問題，并且這些位置的軸線錯開程度比較大，需要使用厚板來承重，并形成專業(yè)的厚板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系。這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系形式靈活多變，可以十分靈活的布置一些下層的柱網(wǎng)，且這種柱網(wǎng)并不需要和下層結(jié)構(gòu)相互對齊。該結(jié)構(gòu)的自重比較大，項目施工需要消耗的材料總量比較多，嚴重影響了項目的經(jīng)濟效益，導致項目施工成本明顯提升。厚板式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)強度比較大，工作人員在對上層結(jié)構(gòu)進行布置的時候難度較小，整個操作流程比較簡單易懂。因為傳力形式比較模糊，所以結(jié)構(gòu)計算會受到一定的限制，且這種限制會對結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計產(chǎn)生影響。厚板式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)會受到地震的影響，反應(yīng)比較強烈，導致厚板層自身的受力明顯增加，同時也會產(chǎn)生一定量的剛度變化，讓上下層結(jié)構(gòu)都承受到荷載的作用，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方式總結(jié)如圖1所示。
2高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與需要關(guān)注的問題闡述
2.1高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則闡述
根據(jù)不同高層建筑的具體情況，來對轉(zhuǎn)換層進行布置，并改變建筑物豎向剛度，讓建筑物的豎向剛度產(chǎn)生一定的變化。因為受到地震作用力的影響，導致建筑物的許多位置都成為薄弱環(huán)節(jié)，會影響到高層建筑物結(jié)構(gòu)體系的抗震效果，所以在對其進行設(shè)計的整個過程中，都必須要嚴格遵守設(shè)計理念及設(shè)計原則。在對結(jié)構(gòu)體系進行設(shè)計的整個過程中，要盡量減少結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換豎向構(gòu)件數(shù)量，如果豎向的構(gòu)件數(shù)量不斷減少，則對應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)也會明顯減少，對建筑物豎向剛度突變的影響也會明顯縮減，進而提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層豎向設(shè)計，要盡量的選擇一些地勢相對較低的位置進行設(shè)計，并且在對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式進行選擇的時候，盡量選擇一些傳力路線比較明顯的結(jié)構(gòu)，這有這樣才能為后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工奠定良好的基礎(chǔ)。
2.2高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計要點闡述
轉(zhuǎn)換層剛度突變，是高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)最常見的一種問題，同時也是解決起來難度最大的一個問題。為了全面滿足當下高層建筑抗震設(shè)計的硬性需求，相關(guān)工作人員必須要做好轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層總體剛度處理，盡量減少剛度突變地震所帶來的負面影響。在對其進行設(shè)計的全過程中，盡量增加截面位置的尺寸，并提升混凝土材料強度，利用增加剪力墻等形式來從根本上提升部分環(huán)節(jié)的剛度水平。負責對項目進行設(shè)計的工作人員，在對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，必須要多考慮這方面的影響要素。高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)剛度必須要始終都控制在地震作用的影響范圍以內(nèi)，不能超過規(guī)定的地震作用影響范圍，也不能過小。如果剛度超標，并且受到地震的作用，很容易提升建筑的地震反應(yīng)。如果剛度比較小，會影響到建筑物上下層結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，所以從整體上來看，在對建筑進行設(shè)計的過程中，必須要控制好建筑物的剛度，并保證材料消耗控制質(zhì)量，避免高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。
3實例分析
以貴州省某工程項目的建設(shè)情況為例，該建筑工程項目主要組成部分是住宅結(jié)構(gòu)，將住宅結(jié)構(gòu)作為建筑的主體結(jié)構(gòu)，結(jié)合辦公、酒店及商業(yè)多項內(nèi)容于一體，構(gòu)成綜合性建筑工程項目。占地面積超過5萬m2，建筑面積為10萬m2，地上位置建筑總量在7萬m2以上，地下位置的面積為3萬m2。對該建筑工程項目進行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計，先對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進行布置與選型，該工程項目A樓地面以上共計30層，高度94m，塔樓結(jié)構(gòu)的框支層層高5m，每層的標準高度為3m。該樓利用放裂縫處理模式，與其余的裙樓相互間隔，而且地面之上的部分建筑物呈現(xiàn)出十字輪廓。在對樓塔進行設(shè)計的時候，選用框支剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并按照建筑的實際使用功能以及建筑的使用要求，分別對頂板位置進行剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換處理。梁板位置混凝土的強度設(shè)計為C30-C35，豎向的構(gòu)件混凝土強圖設(shè)計為C35-C60區(qū)間。剪力墻厚度按照項目的實際情況，設(shè)置為275mm，在對框支柱截面進行設(shè)計的時候，控制框支柱截面在1200mm，最后再按照項目建設(shè)與項目設(shè)計情況，對換梁截面位置進行設(shè)計。該建筑樓蓋采用現(xiàn)澆混凝土梁板結(jié)構(gòu)進行建設(shè)，設(shè)計樓塔的核心筒內(nèi)板厚度150mm，標準層厚度為100mm。之后對建筑物自身的應(yīng)力情況進行分析，并將建筑物轉(zhuǎn)換層與上下相鄰的樓板厚度增加到170mm，按照實際的狀態(tài)來提升混凝土強度等級，最終起到提升轉(zhuǎn)換層穩(wěn)定性的目的。
4結(jié)束語
上文首先從梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計研究、桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究、箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究、厚板厚梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)四個方面，對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進行了闡述。之后從高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則闡述、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計要點闡述兩個方面，論述了高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與需要關(guān)注的問題，再配合實例分析，對相關(guān)論點進行了補充與論證。希望可以通過上文的研究，對日后工作的開展奠定基礎(chǔ)，提升日后工作質(zhì)量。
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