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

彭佳

摘 要：本文針對(duì)高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)例，從減少轉(zhuǎn)換、優(yōu)化轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、傳力直接、保證強(qiáng)度四個(gè)方面分析了梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，并提出具體的應(yīng)用路徑。分析結(jié)果表明，在高層建筑工程施工建設(shè)中科學(xué)合理的應(yīng)用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，可豐富高層建筑工程的結(jié)構(gòu)功能，也，符合目前我國(guó)我國(guó)高層建筑工程事業(yè)發(fā)展相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，值得大力推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；減少轉(zhuǎn)換；傳力

1 引言

大量工程實(shí)例表明，在高層建筑工程中應(yīng)用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，要格外注重經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，并全面落實(shí)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)施工理念和施工方式的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和管理模式，難以滿(mǎn)足梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的要求，無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的作用和優(yōu)勢(shì)。基于此，開(kāi)展高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)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(shí)際施工中，以主樓層為剪力墻結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)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(zhì)量和使用壽命，將該梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)為二級(jí)，承載力為3.5kN/㎡，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下樓結(jié)構(gòu)布置圖如圖1和圖2所示。

圖1 二層結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)圖

圖2 四層結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)圖

3 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理分析

在高層建筑工程中應(yīng)用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，會(huì)對(duì)高層建筑工程的豎向高度造成不同程度的影響，容易發(fā)生剛性突變。對(duì)抗震效果而言，由于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下結(jié)構(gòu)存在一定的薄弱環(huán)節(jié)，不利于抗震效果的提升。因此，必須有效提升建筑物的堅(jiān)固性，要嚴(yán)格遵循相應(yīng)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體而言，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 減少轉(zhuǎn)換

在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果上下主體結(jié)構(gòu)主要呈現(xiàn)豎向，則在進(jìn)行框架核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要多應(yīng)用上部的豎向結(jié)構(gòu)，直接向下落地，從而突出高層建筑工程施工的連續(xù)性。

3.2 全面優(yōu)化轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

為提升高層建筑工程總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，就必須充分考慮抗震效果，在進(jìn)行梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，要科學(xué)合理的應(yīng)用扁梁結(jié)構(gòu)和斜腹桿桁架。一旦發(fā)生地震，通過(guò)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(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)造成的破壞。此外，在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，還要高度重視重力荷載之下的強(qiáng)度和剛度標(biāo)準(zhǔn)，以滿(mǎn)足建筑工程對(duì)總體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的需求。

3.3 傳力直接

在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中直接的傳力方式起著非常重要的作用，可更好的轉(zhuǎn)換整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)。在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量避免發(fā)生多級(jí)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，從而為水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的直接傳力提供基礎(chǔ)保障。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量避免間接傳力，否則會(huì)降低整體抗震效果。如果在設(shè)計(jì)中存在柱網(wǎng)無(wú)法對(duì)齊的問(wèn)題，則要通過(guò)箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理解決。

4 高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用

4.1 合理選擇模板支撐系統(tǒng)

在進(jìn)行梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)選擇時(shí)，需要從高層建筑工程安全的角度入手，為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可借助專(zhuān)業(yè)的軟件設(shè)備，進(jìn)行有限元分析，再結(jié)合實(shí)際工程測(cè)量數(shù)據(jù)，構(gòu)建清除直觀的三維立體模型，在模型下計(jì)算梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工需要的安全參數(shù)、支撐鋼管的橫截面積等數(shù)據(jù)。此外，為提升梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的便捷性，需要對(duì)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(jìn)行綜合分析和考量，在此基礎(chǔ)上，保證梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工的合理性和科學(xué)性。搭設(shè)模板支撐時(shí)，要求上、下層支撐在同一位置。

4.2 合理選擇轉(zhuǎn)換大梁的結(jié)構(gòu)

在應(yīng)用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，還要對(duì)高層建筑工程總體功能需求進(jìn)行綜合分析，就案例工程而言，轉(zhuǎn)換大梁設(shè)計(jì)和施工中，對(duì)結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行全面分析計(jì)算，以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，重新組建建筑結(jié)構(gòu)，從而提升建筑工程的總體質(zhì)量。除此之外，還要對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行綜合分析，以達(dá)到提升建筑樓板負(fù)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(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工中，采用了很多大直徑、多排數(shù)的建材。在具體施工建設(shè)中，不但會(huì)受到鋼筋復(fù)雜性的影響，而且也會(huì)增加鋼筋處理的復(fù)雜性，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)影響梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度。因此，在具體施工中，要切實(shí)加強(qiáng)對(duì)鋼筋下料、鋼筋綁扎質(zhì)量的控制，可從兩個(gè)方面同時(shí)入手：其一，必須確保梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)鋼筋放樣和所下材料滿(mǎn)足設(shè)計(jì)效果和相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求；其二，需要對(duì)施工方案全面審核優(yōu)化，保證各道工序施工的科學(xué)性和合理性，避免因?yàn)殇摻罘胖貌缓侠矶l(fā)生混凝土振搗不密實(shí)的問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用，分析結(jié)果表明，在高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)受到多種因素的共同影響，為保證最終的效果能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，就需要進(jìn)行全面的計(jì)算分析，深入分析影響高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素，并以此為依據(jù)，制定行之有效的解決方案，提升設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量。要結(jié)合梁的承載能力，還要了解梁的受力性能，轉(zhuǎn)換梁與普通梁在設(shè)計(jì)時(shí)有著較大的差異，設(shè)計(jì)人員一定要保證轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這樣才能保證高層建筑使用的安全性。

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