高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理及其應(yīng)用分析

周瑞民

摘 要：在設(shè)計(jì)高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須能夠掌握全面的有關(guān)于梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，同時(shí)還必須要能夠有效的應(yīng)用在實(shí)際的建筑中，將理論知識(shí)有效的應(yīng)用在設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)出較為健全和完善的設(shè)計(jì)方案，保證設(shè)計(jì)工作能夠順利進(jìn)行。該文主要分析了高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高層建筑 梁氏轉(zhuǎn)換層 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 原理 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（a）-0067-01

隨著我國科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐漸發(fā)展，同時(shí)也使建筑行業(yè)取得了一定的發(fā)展，我國人民生活水平的不斷提高，使得人民對(duì)建筑物的要求也不斷的提高。為了能夠較好的使人們對(duì)購物和停車等要求，現(xiàn)代的建筑越來越多采用了梁氏轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)[1]。梁氏轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)上層部分主要是采用純剪力墻的轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)，而下部分的剪力墻則是采用框架式的建筑結(jié)構(gòu)，這樣的具備具有直接、明確和間接等優(yōu)點(diǎn)，梁氏轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)式現(xiàn)如今最為流行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本文對(duì)梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理和應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1 高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理以及應(yīng)用分析

1.1 轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)布置形式

轉(zhuǎn)化層的上面部分的豎向構(gòu)件不能夠直接的連續(xù)貫通落地，所以，轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)必須是安全并且可靠。根據(jù)現(xiàn)在的研究結(jié)果和安全規(guī)定，轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以使用斜撐和轉(zhuǎn)換大梁，厚板和箱型結(jié)構(gòu)等。但是轉(zhuǎn)換厚板很少應(yīng)用在地震較多的地區(qū)，可以應(yīng)用在6度抗震和非地震區(qū)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，相對(duì)于較大空間的地下室，因?yàn)橹車幸欢ǖ募s束作用，地震的反應(yīng)會(huì)比地面以上的框支結(jié)構(gòu)要小，所以第七層和第八層的抗震設(shè)計(jì)可以使用厚板轉(zhuǎn)換層[2]。轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)有布置必須要嚴(yán)格謹(jǐn)慎，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

1.2 全面的計(jì)算梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)換層是整個(gè)梁氏建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的十分重要和關(guān)鍵的部分，在對(duì)轉(zhuǎn)換層的實(shí)際受力變形進(jìn)行計(jì)算的過程中，必須要分析轉(zhuǎn)換層的三維空間的整體結(jié)構(gòu)，比如說可以利用有限元的計(jì)算方式計(jì)算和補(bǔ)充轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)實(shí)施布局。此外，在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)以上的地方必須要采用兩層的結(jié)構(gòu)踩可以進(jìn)行局部的計(jì)算模型，在使用的過程中，模型的外界條件和模型的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)必須符合。

1.3 梁氏轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)位置不能高但是可以稍微偏低

如果轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)位置過高，那么很容易降低框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度和內(nèi)力，不能很好的起到抗震的作用，不利于在抗震方面的設(shè)計(jì)，因?yàn)榭拐鹪O(shè)計(jì)的概念結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)有一定的差別[3]。在進(jìn)行高位轉(zhuǎn)換的過程中，必須嚴(yán)格的掌握好轉(zhuǎn)換層下面部分的框支結(jié)構(gòu)的剛度，重點(diǎn)考慮到軸向彎曲、剪切和變形等，因?yàn)閯偠鹊男时仨毷窍嗤模@可以有效的降低層間的未移角和內(nèi)力突變。并且，在設(shè)計(jì)落地剪力墻間距時(shí)，必須非常嚴(yán)格，必須做到一絲不茍。

1.4 轉(zhuǎn)換層必須具有一定的剛度

在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，必須要保障轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般情況下，梁的高度必須要大于跨度的12%，這樣才可以有效的確保內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層和下部構(gòu)建的合理分配，轉(zhuǎn)換梁和剪力墻柱的受力性能相對(duì)較好，才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換發(fā)揮重要的作用。

1.5 注重轉(zhuǎn)換層下部的結(jié)構(gòu)剛度

為了有效的確保建筑物的下部結(jié)構(gòu)能有一定的剛度、強(qiáng)度、延性和抗震等能力，應(yīng)該注重轉(zhuǎn)換層下部分的主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使它能夠有足夠的剛度，而轉(zhuǎn)換層的上面部分則應(yīng)該弱化結(jié)構(gòu)的剛度，使得轉(zhuǎn)換層的下部分和上部分的結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)變形的特征能夠更為接近。強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層的下部分結(jié)構(gòu)剛度，通常都是采用增設(shè)剪力墻、增加轉(zhuǎn)換機(jī)的下部分的主體結(jié)構(gòu)的截面尺寸和使混凝土的強(qiáng)度等級(jí)得以提高等多種方法強(qiáng)化轉(zhuǎn)換機(jī)的下部分主體結(jié)構(gòu)的剛度[4]。這個(gè)過程需要注意兩個(gè)方面的問題：第一是一般情況下在增設(shè)剪力墻提高轉(zhuǎn)換機(jī)抗測(cè)剛度的過程中，均勻的分布好建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度，使剛度的中心和質(zhì)量的中心能夠有效重合，避免兩者的中心出現(xiàn)偏移，導(dǎo)致整體建筑物的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)；第二是如果增大簡(jiǎn)體截面的尺寸，會(huì)造成簡(jiǎn)體處于整個(gè)下部結(jié)構(gòu)的抗測(cè)總剛度比重加大，這樣的話，簡(jiǎn)體所能承受的抗震荷載也會(huì)加大，安全的設(shè)計(jì)抗震的第一層防線必須受到重視。

1.6 剪力墻和轉(zhuǎn)換柱的對(duì)稱布置

在設(shè)計(jì)梁氏轉(zhuǎn)換層的過程中，剪力墻和轉(zhuǎn)換住應(yīng)該處于對(duì)稱的狀態(tài)，梁上面的立柱必須能夠轉(zhuǎn)換在梁跨中，避免轉(zhuǎn)換梁在變形的過程中，立柱于梁上面的柱腳位置發(fā)生較大的轉(zhuǎn)角情況，同時(shí)導(dǎo)致立柱的柱腳也出現(xiàn)較大的變形，造成柱的彎曲和剪切，導(dǎo)致立柱發(fā)生較大的內(nèi)力超筋。

1.7 轉(zhuǎn)換層的豎向布置

在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的過程中，應(yīng)該盡量的減少豎向構(gòu)件，因?yàn)樨Q向的構(gòu)件越多，結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換接越少，所以也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)剛度突變會(huì)越來越小，不利于建筑的抗震設(shè)計(jì)。另外，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)傳力和建筑功能的需要，沿著高層的建筑較為高度的方向的多處或者是一處靈活的進(jìn)行布置；也可以根據(jù)建筑的功能的要求，在樓層的局部設(shè)計(jì)和布置轉(zhuǎn)換層，并且它自身的空間不僅可以作為技術(shù)的設(shè)備層，也可以作為正常的樓層使用，但是也要確保轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，避免導(dǎo)致豎向的剛度太懸殊。商住的大底盤多大樓的建筑，塔樓的轉(zhuǎn)換層最好是布置在裙房的屋面層，并且加大厚度、板尺寸和屋面梁，有效的防止中間的位置出現(xiàn)剛度較小的樓層，降低震害[5]。部分的框支剪力墻，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)特別注意轉(zhuǎn)換層的位置，7度區(qū)不能超過第五層，而8度區(qū)則不能超過第三層。如果轉(zhuǎn)換層的位置超過了以上所描述的，那么就應(yīng)該要采取一定的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

2 結(jié)語

該文主要探討了分析了高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)原理以及應(yīng)用，在設(shè)計(jì)高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層的過程中，必須要做好充足的前提準(zhǔn)備工作，必須具有一定的理論性知識(shí)，并且合理的應(yīng)用到實(shí)際的施工過程中，要能夠有效的對(duì)容易出現(xiàn)的問題做好防護(hù)措施，設(shè)計(jì)好細(xì)節(jié)，避免在細(xì)節(jié)的上出現(xiàn)問題埋下安全隱患。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該總結(jié)在設(shè)計(jì)上存在的不足點(diǎn)，并且認(rèn)真改正，確保在下一個(gè)建筑中不會(huì)出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤，進(jìn)而有效的促進(jìn)高層建筑的良好竣工，同時(shí)也促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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