高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析

張樂

摘 要：隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)與科技水平的穩(wěn)定增長，為各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自身運(yùn)營模式及管理機(jī)制的進(jìn)一步完善及優(yōu)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而建筑行業(yè)也不例外。本文就基于以上背景，對高層建筑中梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，旨在切實(shí)發(fā)揮出梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在保障高層建筑穩(wěn)定性及可靠性的積極作用，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)分析

1 前言

近些年來，各領(lǐng)域及國民對高層建筑需求的不斷攀升，促使高層建筑相關(guān)企業(yè)也將發(fā)展的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向至梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，并依托于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，提升高層建筑整體的質(zhì)量。不僅如此，為切實(shí)發(fā)揮出梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的積極作用，現(xiàn)階段相關(guān)管理人員也應(yīng)在原有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)及施工階段的管理及監(jiān)督，提升相關(guān)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)，切實(shí)推動(dòng)高層建筑行業(yè)可持續(xù)的發(fā)展進(jìn)程。

2 高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要特征

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要的作用是將高層建筑上部結(jié)構(gòu)所受到的荷載力轉(zhuǎn)移到下部結(jié)構(gòu)中，并利用此種開間大小的變化平衡建筑的受力水平。但這種荷載力的變化會使得高層建筑內(nèi)部豎向結(jié)構(gòu)出現(xiàn)重力的不連貫性，影響到建筑物整體的穩(wěn)定性及受力情況。不僅如此，如果地區(qū)間發(fā)生地震等災(zāi)害，也會導(dǎo)致建筑物下部出現(xiàn)變形的問題。

由此可見，在對高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員注重高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度、結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件的布置以及梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)等，合理控制梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的位置，使其能夠發(fā)揮出自身的積極作用。

3 高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理

3.1 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的布置

在高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)明確梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的布置。具體而言，由于高層建筑上部構(gòu)件與地面無法實(shí)現(xiàn)貫穿性的聯(lián)通，因此在設(shè)計(jì)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中就應(yīng)基于有關(guān)部門的規(guī)定以及工程的實(shí)際需求，選擇適宜的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)種類。同時(shí)在選擇梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置方式的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員也應(yīng)結(jié)合地區(qū)間的自然特征及發(fā)生地震等災(zāi)害的幾率，對其進(jìn)行更為合理且科學(xué)的設(shè)計(jì)。

3.2 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的位置

梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)位置對于其能否在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)揮出積極作用具有直接的影響，而梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的位置過高則會降低高層建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻自身的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，無法保障高層建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生期間的安全性。故在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際轉(zhuǎn)換過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)框支結(jié)構(gòu)的剛性進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)軸向可能會發(fā)生彎曲、變形等問題，利用所處于合理位置的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)改善內(nèi)部荷載力的變化。

3.3 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)自身需要有一定的剛度才能夠從根本上保障建筑自身的使用年限及安全性。通常情況下，在對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)的結(jié)合工程的實(shí)際要求，對其梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)承受荷載力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)材料。通常情況下，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的梁體結(jié)構(gòu)高度應(yīng)保持或大于百分之十二左右，并以此實(shí)現(xiàn)將梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及下部荷載力進(jìn)行分配，確保梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的受力均衡性。

3.4 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的剛度及抗震能力，才能夠確保在承受住建筑自身重力的情況下不發(fā)生變形。與此同時(shí)，在提升梁式轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可采用增加剪力墻數(shù)量、提升下部混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等的手段。但值得注意的是，在應(yīng)用此兩種方式的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保障高層建筑內(nèi)部剛度的合理配置，降低高層建筑結(jié)構(gòu)的重心發(fā)生轉(zhuǎn)變及偏移的幾率。

3.5 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剪力墻布置

在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剪力墻布置過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)注重以下要點(diǎn)：第一，保障梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中剪力墻及轉(zhuǎn)換柱之間應(yīng)處于受力對稱的狀態(tài)；第二，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的梁柱應(yīng)在轉(zhuǎn)換階段始終處于梁跨之中，以有效降低在高層建筑遭遇到地震危害的過程中梁體出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)角變形問題發(fā)生。

3.6 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計(jì)

高層建筑的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)在原有基礎(chǔ)上盡量減少豎向構(gòu)件，以切實(shí)提升梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換率及高層建筑的抗震性設(shè)計(jì)。不僅如此，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中也應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)自身的傳力效果及建筑工程的基本需求，進(jìn)行靈活多樣的設(shè)計(jì)及安排。同時(shí)高層建筑依靠其具體使用功能性的不同也應(yīng)對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行適量的更改。具體來說，在商用高層建筑中，其梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇在房面層中，并且在原有基礎(chǔ)上提升梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)樓板等厚度，降低地震災(zāi)害對高層建筑整體造成的不良影響。

3.7 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的系數(shù)計(jì)算

在高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，相關(guān)工作人員也應(yīng)基于系統(tǒng)且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南禂?shù)計(jì)算作為主要依據(jù)，對梁式轉(zhuǎn)換層在實(shí)際應(yīng)用過程中所出現(xiàn)的變形問題進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)利用相關(guān)技術(shù)軟件，構(gòu)建起梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的立體模型，將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的完善與優(yōu)化。不僅如此，在進(jìn)行梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的全面計(jì)算過程中，應(yīng)構(gòu)建起兩層計(jì)算模型，并確保模型條件與工程實(shí)際條件基本相似。

4 高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的框支柱

在高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的框支柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合具體計(jì)算公式對框支柱的頂彎系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，而后進(jìn)行配筋工作。不僅如此，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)框支柱所受到剪力應(yīng)與基底所承受的基本的剪力保持在相應(yīng)的比重之間，從而提升梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效率及應(yīng)用質(zhì)量。

4.2 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換梁

在設(shè)計(jì)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換梁過程中，應(yīng)結(jié)合剪壓力合理推算出梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要截面的尺寸。同時(shí)盡量保持梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的完整性，在遇到特殊情況需進(jìn)行開洞時(shí)需將洞口位置設(shè)置在梁體及軸向中附近，確保梁式轉(zhuǎn)換層混凝土結(jié)果符合相關(guān)規(guī)定。

4.3 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的梁截面

為切實(shí)發(fā)揮出梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過程中的實(shí)效性，現(xiàn)階段相關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的梁截面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，采用梁截面計(jì)算方式，合理制定及規(guī)劃出梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本位置。同時(shí)由于梁式轉(zhuǎn)換層梁體所需承受內(nèi)力較大，因此應(yīng)保證鋼筋伸入支座內(nèi)。當(dāng)高層建筑轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)為框架式結(jié)構(gòu)式，則可利用梁截面設(shè)計(jì)方式進(jìn)行計(jì)算，而高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)為斜桿框架結(jié)構(gòu)時(shí)，需實(shí)現(xiàn)對受力桿的重心進(jìn)行計(jì)算。

5 總結(jié)

總而言之，通過對高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行相關(guān)研討，我們不難發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)期間，設(shè)計(jì)人員應(yīng)事先明確及掌握高層建筑的具體特征及要求，針對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)性采取一定的控制及轉(zhuǎn)移措施，以提升設(shè)計(jì)人員專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)為發(fā)展重點(diǎn)，以構(gòu)建起一系列梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理機(jī)制為發(fā)展戰(zhàn)略，從而提升梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)及施工階段的質(zhì)量，進(jìn)一步鞏固與夯實(shí)建筑行業(yè)在社會主義市場經(jīng)濟(jì)中所占據(jù)的重要地位。

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