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摘要:现阶段,城市中建筑项目的高度逐步增大,因而转换层的设计质量对于高层建筑的整体设计效果有着重要的影响。具体设计工作中,要对建筑项目的具体状况进行全面分析,选取合理的转换结构形式,对关键设计环节进行把控,提高转换层的设计质量。基于此,以下对转换层结构设计在高层建筑中的应用进行研究,以供参考。
关键词:高层设计;转换层;结构设计
引言
在高层建筑工程中,多数为低层商用、上层住宿,低层商用多为大空间结构,上层住宿则为多墙多柱小空间结构,转换层的主要作用就是对两种结构进行转换处理。梁式转换层应用最为广泛,不仅受力明确,传力路径清晰,而且便于施工,因此梁式转换层的应用有效保证了建筑本身的稳定性,优化了建筑结构设计,提高了项目的经济效益。
1转换层的基本概念
在开展高层建筑的结构设计工作时,为了能够满足居民对于房屋住所的不同需求,往往需要为建筑项目预留更大的内部空间,同时还要对建筑工程的网柱进行扩大,尽可能降低墙体的数量。但是,对于高层建筑工程而言,其在上层结构中需要开设相对较小的空间。为达到这一目的,就需要设计多层墙体。在进行整个建筑的结构设计工作时,由于建筑内部的竖向杆件不能上下贯通,因而不能满足建筑结构设计的整体效果与功能方面的需求。这一过程中,通过转换层结构的应用能够有效解决上述问题,进而可以满足建筑项目在功能方面的各种需求,通常将这一高层建筑结构称之为转换层结构。
2梁式转换层的主要功能
虽然高层建筑通常都有密集的下部结构构件,但是随着建筑高度不断增加,上部结构的受力构件密度逐渐下降,建筑整体内部构件呈现出上疏下密的特点;高层建筑的下部一般为商业区域,上部建筑则主要为居住区域,由于使用功能差异较大,因此上下部结构的受力情况也存在很大区别,上下部结构在应力传导方面可能会出现受力不均衡、应力过于集中的问题。梁式转换层的主要作用就是改善高层建筑的内部受力情况,其可以将上部小开间竖向结构荷载传导至底端大开间竖向结构处,以提高荷载分布的均衡性,从而提高整个建筑结构的稳定性及安全性。
3高层建筑转换层结构设计要点分析
3.1转换梁的设计
转换梁的截面尺寸应由剪压比计算确定,以避免发生脆性破坏,同时确保截面具有合适的含箍率。转换梁不宜开洞,若需要开洞,洞口宜位于梁中和轴附近。洞口上、下弦杆必须采取加强措施,箍筋要加密,以增强其抗剪能力。上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数1.2。当洞口内力较大时,可采用型钢构件来加强。转换梁的混凝土强度等级不应低于C30。转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%,转换梁中主筋不宜有接头,转换梁上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通,下部主筋应全部贯通伸入柱内。
3.2剪力墙与转换柱的对称设计
在进行带结构转换层的设计过程中,必须要在设计初级阶段考虑剪力墙和转换柱之间的设计问题,在设计两者的空间关系是,尽量保障二者分布的对称性,因此对称结构能够满足受力均匀,从而保障建筑物的安全可靠。在实际的设计过程中为了更好地保障就应该保证剪力墙与转换柱两者将的注脚转角能够维持在规定的范围之内,这种情况下就需要梁跨的梁体来代替框架柱。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果在设计的过程中要保障建筑的经济效益,则在设计的过程中,就需要通过一定的计算来保障二者在空间上保持着最优的关系,从而保障建筑施工的经济性。因此只有在设计过程中尽量保证剪力墙和转换柱的之间的对称关系,才能保障建筑的质量安全以及经济效益。
3.3框支柱设计
在具体的建筑项目中可以根据高层建筑所承受的地震级别设计框支柱的级配,框支柱以一级与二级轴力值为基础标准参数,并根据实际情况对实际系数进行调整,放大受力,一级轴力值扩大系数取1.50,二级轴车值扩大系数1.25,根据该数值即可计算出梁式转换层框支柱的数量。框支层的类型、层数均由框支柱决定,如果某高层建筑使用框支柱大于10根,框支层取一层或两层,所有框支柱的受力总合应不大于基地受力的20%,才能将梁式转换层的稳定性价值充分发挥出来。框支柱的结构不同,其对于框支层、受力、剪力等均有差异,因此具体设计中要根据框支柱的设计情况得出梁式转换层的各项参数。
3.4框支柱设计
在具体的建筑项目中可以根据高层建筑所承受的地震级别设计框支柱的级配,框支柱以一级与二级轴力值为基础标准参数,并根据实际情况对实际系数进行调整,放大受力,一级轴力值扩大系数取1.50,二级轴车值扩大系数1.25,根据该数值即可计算出梁式转换层框支柱的数量。框支层的类型、层数均由框支柱决定,如果某高层建筑使用框支柱大于10根,框支层取一层或两层,所有框支柱的受力总合应不大于基地受力的20%,才能将梁式转换层的稳定性价值充分发挥出来。框支柱的结构不同,其对于框支层、受力、剪力等均有差异,因此具体设计中要根据框支柱的设计情况得出梁式转换层的各项参数。
4高层建筑中转换层结构设计的应用分析
4.1结构设计和布置
设计时,因为竖直方向上的钢筋混凝土构件无法达到上下贯通的效果,因而设计的首要任务就是进行转换构件形式的选择,确保建筑结构有着良好的稳定性能。此外,在竖向构件的布置时也要具体情况具体分析。一般来说,转换层设计中常用到的转换构件主要包含以下几种:①就是转换大梁以及桁架、空腹桁架结构;②由于不同的高层建筑在结构方面存在较大的差异,因而设计工作中要合理应用斜撑、箱形以及厚板结构。设计过程中,如果选用筒体结构作为高层建筑工程的转换形式,那么要确保内筒贯通落地。为确保结构的安全性,往往在设计时要对墙壁结构的厚度进行适当的增加。通过进行上述的改进工作,可以确保筒体结构在刚度和整体性方面满足安全性方面的要求。
4.2分别考虑不同层受力状况对于转换层的影响
由于高层建筑结构转换层在设计时需要考虑的因素很多,而且在设计项目上很复杂。因此在设计时首先要进行相应的受力计算和受力分析,保障高层结构转换层的设计能够承受相关力的作用。承载力的计算对于建筑设计来说至关重要,如果受力计算不合理,直接导致设计出现问题,在实际施工过程中就容易出现塌方师傅。因此这就需要相关设计人员在进行结构转换层的设计过程中,根据实际项目的设计需要,不断加强对于转化层的受力分析,同时对于带结构的高层转换层的周围压力值精确计算,一定要保障这个设计的压力值在允许的范围内。
结束语
在实践中,建筑工程转换层多采用以上的集中施工技术与设计方法,那么不但能够降低了整体施工难度,还可以显著节省了工程的施工成本,因此获得了较为可观的经济效益与实用价值。在开始建筑施工直至其上部结构完全施工完成时,建筑结构的混凝土表面并没有发现任何的裂纹问题,最终经过检测,建筑工程的混凝土结构梁式转换层的强度全部满足其设计要求,那么其主体结构也就一次性获优良。
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论文作者:凌震
论文发表刊物:《房地产世界》2019年7期
论文发表时间:2019/9/18
标签:结构论文; 支柱论文; 受力论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 建筑论文; 构件论文; 《房地产世界》2019年7期论文;