轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

王德明

摘 要：隨著我國建筑業(yè)的進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也朝著功能多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、高層化的方向發(fā)展。在現(xiàn)代城市建筑中，帶轉(zhuǎn)換層的小型高層建筑越來越多。這種新的建筑結(jié)構(gòu)形式不僅可以使建筑結(jié)構(gòu)更加靈活多樣，還可以豐富建筑的使用功能，從而滿足用戶對(duì)建筑的多樣化需求。然而，帶有轉(zhuǎn)換層的小型高層建筑在一定程度上增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員充分了解轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體功能，嚴(yán)格遵守小高層建筑和轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)規(guī)范，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，保證帶轉(zhuǎn)換層的小型高層建筑的穩(wěn)定、安全，促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體水平的提高。本文就轉(zhuǎn)換層的小型高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層;小高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通常，為了結(jié)構(gòu)的合理性，高層建筑需要在建筑的下部增加更多的墻體，以保證相應(yīng)的承載力。然而，在實(shí)際建筑中，上部需要一些墻體來滿足住宅的要求，而下部需要拆除許多墻體以獲得更大的空間，因此這些結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一些矛盾。因此，有必要在高層建筑中設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層，以保證結(jié)構(gòu)的使用性和安全性。

一、轉(zhuǎn)換層定義及功能

為了滿足人們的需求，需要在高層建筑的上層設(shè)置較多的墻體，軸線的布置較為復(fù)雜，而下部需要較大的空間，應(yīng)該盡量的減少墻體，保證柱網(wǎng)足夠大。在這種情況下，上層的荷載可能不會(huì)直接傳遞給地基，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生影響。對(duì)此應(yīng)該利用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)來將豎向荷載傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，這就是帶有轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)。

首先，通過轉(zhuǎn)換層能夠?qū)⑸喜康募袅奢d傳遞給下部的框架，屬于上下層結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)換，這種結(jié)構(gòu)類型主要出現(xiàn)在剪力墻和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中，這種方式能夠保證內(nèi)部自由空間的充足;另外還有上下層結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)和軸線的改變方式，這種方式使轉(zhuǎn)換層上下的結(jié)構(gòu)形式不會(huì)發(fā)生變化，但是利用轉(zhuǎn)換層能夠增加下部結(jié)構(gòu)的柱距，保證柱網(wǎng)的擴(kuò)大，這種形式主要在外框筒的下層來進(jìn)行設(shè)置，保證下部獲得較大的使用空間;還有就是能夠?qū)ι舷聦咏Y(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)類型和柱網(wǎng)，這種方式是上述兩種方式的結(jié)合，不但能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換層上部的剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成框支剪力墻，還能將上部剪力墻和下部柱網(wǎng)的軸線錯(cuò)開，這樣就能夠保證上下層不同使用功能的靈活性。

二、轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)復(fù)雜的高層建筑功能的需要，選擇恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，不但可以節(jié)省材料的用量，而且也可以減少建造費(fèi)用。同時(shí)還能夠?qū)⒔ㄖc結(jié)構(gòu)靈活的統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)建筑之美。那么，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)有哪些形式呢？?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)方面。從建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面來講，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜小高層建筑內(nèi)部上層和下層結(jié)構(gòu)形式以及柱網(wǎng)的變化，梁式轉(zhuǎn)換層、板式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層、桁架式轉(zhuǎn)換層和空腹桁架式轉(zhuǎn)換層都是我們可以采用的轉(zhuǎn)換形式。外圍結(jié)構(gòu)方面。對(duì)于外圍結(jié)構(gòu)來講，由于建筑功能的需要，通常會(huì)在建筑的底部擴(kuò)大柱距，而一般采用的方式也包括梁式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換，但同時(shí)還有墻式轉(zhuǎn)換、間接式轉(zhuǎn)換、合柱式轉(zhuǎn)換以及拱式轉(zhuǎn)換等方式。另外，還有V形柱式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和斜柱式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，這兩種轉(zhuǎn)換方式應(yīng)用的隨機(jī)性和靈活性更強(qiáng)，但同時(shí)對(duì)于技術(shù)水平的要求也更高，所以并沒有得到普遍應(yīng)用。

三、轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心探究

3.1轉(zhuǎn)換層的小高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震能力會(huì)受到很多因素的制約，因此當(dāng)小高層建筑對(duì)抗震性能有較高的要求時(shí)，應(yīng)盡量避免采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，不同的轉(zhuǎn)換層高度、其上層結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換層之間的側(cè)向剛度比以及其上下結(jié)構(gòu)剛度比等因素都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力產(chǎn)生重要的影響。

3.2轉(zhuǎn)換層的小高層建筑的縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻時(shí)應(yīng)保證其上下部分的受力相互一致，同時(shí)在設(shè)置剪力墻時(shí)還應(yīng)合理選擇開孔位置。此外應(yīng)合理控制剪力墻底部的受力情況，避免出現(xiàn)負(fù)荷過大的問題而影響建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和安全性。在設(shè)計(jì)中應(yīng)提高受力分配的均勻性，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。設(shè)計(jì)人員可以采用混凝土結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換柱來作為轉(zhuǎn)換層的縱向支撐構(gòu)件，而混凝土轉(zhuǎn)換柱不僅重量相對(duì)較輕，成本比較低，而且可以提高轉(zhuǎn)換層的空間利用率。

3.3轉(zhuǎn)換層的小高層建筑的橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在轉(zhuǎn)換層的小高層建筑的橫向結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)置剪力墻時(shí)應(yīng)盡量選擇樓梯間或電梯間附近以及建筑空間的四周，以提高平面布局的合理性。同時(shí)應(yīng)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的受力控制在合理范圍內(nèi)，以提高轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的承載性能，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的整體受力能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.4設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）對(duì)小高層的整體受力情況要進(jìn)行詳細(xì)的分析。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，由于轉(zhuǎn)換層的受力情況比較復(fù)雜，而且小高層建筑各層的使用功能也各不相同，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮各種影響因素，對(duì)轉(zhuǎn)換層以及小高層建筑各層的受力情況分別進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。（2）剪力墻的設(shè)置要科學(xué)合理。在轉(zhuǎn)換層的小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)的框架支柱，保證其間距均勻，且其間距應(yīng)為約11cm。同時(shí)在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中還應(yīng)綜合考慮小高層建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并確保其地下部分的抗壓性能能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。此外，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換梁時(shí)，應(yīng)充分考慮其承載能力以及應(yīng)力因素的影響，對(duì)轉(zhuǎn)換梁的兩端采取科學(xué)的處理方式，以提高其穩(wěn)定性和安全性。

結(jié) 語：

總而言之，轉(zhuǎn)換層的小高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了較高的要求，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，并結(jié)合建筑工程的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及功能要求，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面詳細(xì)的分析計(jì)算，合理選擇轉(zhuǎn)換層的具體結(jié)構(gòu)形式以及各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，充分發(fā)揮轉(zhuǎn)換層應(yīng)用的作用，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性，實(shí)現(xiàn)多元化的建筑功能，從而使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更好的適應(yīng)建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需要。

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