關于建筑轉換層結構的設計的要點分析

陳 奇

身份證：330621198808286353

關于建筑轉換層結構的設計的要點分析

陳 奇

身份證：330621198808286353

近年來，在建筑工程中，轉換層的設置已經成為常用措施。轉換層的增設在一定程度上提升了建筑工程設計難度，為了實現科學設計，對于轉換層的具體特點，具體的結構形式就應該有深入了解。這樣才能夠實現科學設計。

建筑工程；轉換層；結構設計

前言

在建筑物中，轉換層是非常多見的結構，因此，對轉換層設計特點進行全方位的掌握，才能更好地發揮其在建筑中的作用，使建筑達到更好的效果和目的，保證建筑物的使用壽命，同時也能更好地促進我國建筑業的發展。

1　建筑轉換層結構形式

1.1梁式轉換

在現在的建筑工程發展過程中，梁式轉換是現階段我國高層建筑中較為常用的結構形式； 在應用過程中，能夠實現直接傳力，方便工作人員對工程進行計算，并且所需要成本較低。

1.2箱式轉換

所謂的箱式轉換主要指的是單向托梁以及雙向托梁和厚度較大的上下層樓板通過澆筑形成一個整體，箱型整體受力，形成一個剛度較強的箱式轉換。

1.3板式轉換

在實際的建筑工程中，如果建筑的轉換層上下柱網的分布顯示不均勻，或者錯開較多，不能直接使用梁直接承托，然后可以將其作為厚板，形成轉換層。另外，結構設計人員還應該積極對建筑抗剪性以及韌性進行分析，并且板的厚度通常不小于2m，自身的重量較大，所以，施工難度較大。

1.4桁架轉換

在建筑轉換層設計過程中，桁架轉換自身存在較為明確的受力狀態，并且自身的重量以及抗震性能較好，另外，還能有效的節約建筑的空間，一定程度上降低了建筑工程的成本； 但是，在實際的建筑工程發展過程中，桁架轉換的受力節點較為復雜，相應的設計難度較大，施工難度大，嚴重限制了此種結構形式的使用。桁架轉換在設計過程中，工作人員應該注意以下問題，桁架轉換的高度一般都大于3m，如果桁架轉換轉換層的高度較小，就會導致斜壓腹桿會形成超短柱，使得建筑結構的承載力及延性，對建筑工程的質量造成一定的影響。設計工作人員應該保證上弦節點和上部集中荷載中心對齊，實現了受力均勻，使得其作用最大化； 相關工作人員在上下弦及斜拉腹桿中施加預應力，一定程度上減少了相應構件的截面，也改變了受力狀態。

1.5巨型框架轉換

在建筑工程發展過程中，巨型框架轉換主要是由矩形柱以及豎向筒體、大梁構成，因此，也被成為多次梁式轉換，此種結構具有良好的抗震性能。巨型框架轉換在設計過程中，設計人員應該采用模擬施工過程的方式進行設計，并且，在結構沒有固定前，積極的采取相應的措施，解決臨時支撐的問題，保證其剛度能夠符合實際的施工要求。

2　建筑轉換層結構設計要點分析

2.1轉換層的豎向設計

在對建筑物的結構進行轉換設計時，應該從建筑物的具體實際出發，依據建筑本身的設計結構來進行安排與改變。轉換層的剛度應該得到保證，否則會使得建筑出現受力不均的現象。因此，轉換層在豎向設計時應該注意以下幾個問題： 首先，要保證上部豎向結構與落地結構的貫通性； 其次，在對轉換層的上下部分進行設計時，要將水平轉換層設計成直接傳力，而避免復雜多變的傳力結構，在選擇平厚板時，要選擇那些對建筑傳力與穩定性有很大幫助的； 最后，要保證建筑物的轉換層在下部結構中的側向剛度，同時要減小上部結構的側向剛度，這樣才能使轉換層的上下結構的側向剛度接近，從而保證建筑物的質量。

2.2合理設計剪力墻

剪力墻在建筑物中如果設計不合理，會影響轉換層上下部分剛度的傳遞情況，為了避免出現這一現象，可以采取以下幾種方式來進行控制： 第一是弱化轉換層上部的剛度，盡可能地不在上面部分安排剪力墻； 第二是大大加強下半部分的剛度，必要之時，還可以安排落地剪力墻，但要保證剪力墻分布均勻，不能過于集中。

2.3選擇合適的結構剛度

在建筑中的轉換層設計中，要嚴格地把握轉換層的剛度，它關系到整個建筑物的穩定性。如果剛度過大，會加大豎向結構的應力，不能充分發揮轉換層的作用，使建筑在地震時受到更大的破壞，而且還加大了材料的用量，從而加大了建筑成本； 反之，如果剛度過小，就會使轉換層的上部在豎向結構方面和其他豎向結構有不小的沉降差，導致次應力的發生，同樣會加劇建筑的不穩定性。

2.4軸壓比和落地剪力墻之間的間距控制

因部分框支轉換結構框支柱失效將導致轉換層上部結構破壞嚴重甚至失效，框支柱的軸壓比限值應比同抗震等級的普通框架結構，框架剪力墻結構中的框架柱更為嚴格。一級抗震等級為0.60，二級抗震等級為0.70.關于落地剪力墻，應該在其間距方面加以控制，在選擇材料時，要選擇那些比較厚重的樓板，厚度應大于200mm。同時要減少樓板的開洞數，盡可能使用雙向雙面鋼筋，在角落處還要鋪設斜筋，避免在地震發生時建筑物因受力不均而發生破裂、坍塌等事故。因此，應該把握好剪力墻之間的間距。

2.5轉換層的抗震設計

在考慮到建筑物的抗震性能時，必須對轉換層的高度進行一定限制。如果轉換層位于高處，那么建筑的受力分布產生突變，從而影響建筑的抗震能力。同時，不落地剪力墻所承受的剪力會經過樓板傳給落地剪力墻。如果轉換層處在較高位置，剪力在傳遞時就會遇到各種阻力，從而影響其準確的傳遞方向，且高位地震力較大。而落地剪力墻則會在這樣的壓力下發生破裂，框架剪力墻無論在轉換層的上部，還是下部，都容易遭到破壞，因此形成薄弱層。所以，為了建筑的安全與穩定，盡可能地降低轉換層的高度，如果確有必要在高處，可以強化框支柱抗震等級，最高為特一級。

加強對抗震結構的改進，除了轉換層已經是框架加核心筒結構的抗震級別和筒中筒結構的抗震級別不用再提高。在目前我國的大部分建筑中，已經使用了底部加核心筒這種形式，但是仍舊不能應對等級較高的地震所帶來的破壞力。上部豎向構件不能很好地貫穿到下部，使轉換層成為薄弱環節，因此，地震剪力就應該在原來基礎上乘以1.25倍。因此，在對轉換層設計時，不能僅從側向剛度的角度來考慮，認為剛度達到了標準樓層就不存在問題。相應的增大轉換結構構件在水平地震力作用下的內力值。

在對轉換層的構件進行計算時，還應考慮豎向地震的作用，采取反應譜方法或是動力時程的辦法。近似計算，可將轉換構件在重力荷載標準作用下的內力乘以增大系數1.1 即可。轉換柱內力應該增大幅度，在適當范圍內不斷提高。由于轉換層在地震中受到的損壞不小，因此，抗震設防要求較高的建筑就應該采取更為保險的結構形式，要依據建筑本身的高度，所需要的設防烈度、結構類型、構件種類，采取相應的防震等級來完成設計與構造。

3　結束語

綜上所述，在建筑工程發展過程中，積極對建筑轉換層結構的設計問題進行研究分析具有重要意義，不僅能夠保證良好的建筑質量，還能保證保證建筑工程成本的合理性。

［1］龍真信.建筑轉換層結構的設計研究［J］.科技與企業，2015（ 09） .

［2］代玉玲.建筑轉換層結構的設計問題分析［J］.房地產導刊，2015（17）.