高层建筑转换层结构设计关键问题的分析论文_赵三宁

高层建筑转换层结构设计关键问题的分析论文_赵三宁

四川东升工程设计有限责任公司 四川 绵阳 621000

摘要:在现今高层建筑的规划设计当中,有关于转换层构造的内容属于非常关键的项目,它的设计水平以及设计方案对于高层建筑整体的设计水平有直接的影响。此文具体阐述了高层建筑转换构造在受力层面上的主要特征,介绍了重要结构层具体的存在形式以及明显的特征,具体分析研究了设计当中的缺陷,提出了较为有效合理的解决方法。

关键词:高层建筑;转换层构造;设计关键;

1、对构造受力特点的研究分析

在建筑项目当中,常常遭遇含转换层的构造样式,也就是其底层是空间较大的剪力墙构造。在整个构造当中,剪力墙的落地,在底端变成一定形式的框架式构造,它的主要的受力特点是:

1.1 结构的受力主要特点

1.1.1剪力墙构造把转换层作为其界限,上端的剪力墙有着翔翔的变形曲线。针对遭受外力干涉的楼层剪力,因为剪力墙的等效刚度不同比例来分配,这就使其下端侧向的刚度发生快速变小的现象,最终使得底端框架必需担负的水平力发生急剧降低的现象,然而,底端剪力墙水平力会发生迅速增加的状况。

1.1.2水平力在底端发生的分配上的变化是依靠转换层完成的,主要用到了刚性楼板于力的传递方面的作用。在转换层实现对于楼层之间的力的分配以及传递以后,其在平面的领域遭受了非常大的冲击力,发生平面的严重变形,对严重的影响到楼板于平面范围内的刚度。

1.1.3若是水平力遭受落地剪力墙以及底端框支柱刚度的分配以后,了解到框支柱的侧向刚度比较小,在详细核算的过程当中,其所要担负的力量非常小。然而,只要转换层的楼板发生了变形,于框支柱的范围之内,它于水平方向位移的变化能够到达一个峰值,也就是讲,支柱现实的受力与理论值相比要大,并且有很大的相差。经过以上的分析研究能够了解到,在转换层四周的受力较为复杂且多变,在开展设计工作的时候,必须给框支柱以及剪力墙设置上安全储备。

1.2高层建筑的转换层结构种类以及主要特点

1.2.1梁式转换的阐述

在现今高层建筑转换层的规划设计当中,梁式转换层属于较为广泛使用的种类,传力具体流程先是上端的墙壁,之后是转换梁,再最后是下端柱。在力的传递角度,较为的直接,有着明确的方向,工程核算工作较为的便捷,方便设计规划,与此同时,没有很高的成本支出,所以,这种转换层的样式于建筑当中占有较大的比重。

1.2.2箱式转换层的阐述

这个种类是把单向与双向托梁还有厚度较大的上下层楼板统一进行浇筑,之后形成一个整体,完成统一工作作业,这种方法具有较大的刚度。

1.2.3 板式转换的阐述

若是转换层上下柱网表现为错开样式,在布局上极为错乱无章,难以借助梁对其承载,那么,必须用厚板进行协助,也就是利用板式转换层。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为必需比较大的抗冲力,因此对于厚度的标准要求较高。针对下层柱,设计规划能够更为灵活,然而因为有着比较大的自重,必须非常多的材料,非常容易发生延误工期的现象。

1.2.4桁架式转换阐述

桁架具体分成空腹式以及实腹式。和梁式转换种类互相比较,它在受力的方面更为的清楚,可以提供更为广泛的利用空间,与此同时它自身没有较大的重量,所以,具备较为强力的抗震性能,然而,它的不足是,节点规划设计有比较大的难度。在采用这种方法的时候,它的基础性设计原则是必须确保节点以及斜腹杆的强度。因为节点受力较为复杂,非常容易发生脆性的损伤,为施工工作带来诸多的不便,使得这种方法的使用难度提升。在对这种方法进行运用的时候,必须重视下面几个问题:第一是必须确保桁架的转换层高度,一般要高于三米,如果高度不合格,就能够出现超短柱,导致脆性损伤现象;再者,想要完成上弦基点和它相应的荷载对齐,必须将桁架于受力方面特有的优势发挥出来;还有,把预应力应用于斜腹杆以及上下弦上,那么就能够使得截面有效减小,节约费用,较为的实用经济。

1.2.5 斜柱转换式阐述

这种方法较为的特别,可以最大程度上将混凝土于受压方面特点充分发挥出来,提升建筑的空间。此种方法能够造成较为大的荷载,在开展具体的设计工作之时,能够参考借鉴平面分布的特点,依靠梁来完成对路径的缩短,于最小范围中到达均衡状态。在对其运用之时,转换站必须尽量依靠较多楼层,其目的是为了使水平力减小,方便设计。

2、高层建筑转换层构造设计当中必须重视的几个问题

2.1 设计规划依照的规则

2.1.1 对于转换层构造开展设计工作的时候,必须要减少使用竖向构件的数量,越少的竖向构件数量,所必需进行的转换规划设计就愈少,刚度变化的概率降低,对于结构于抗震方面作用的实现非常有利。

2.1.2转换层的构造在竖向位置上要在较为低的范围内进行设置。

2.1.3 重视对于转换层构造的不断改进。针对转换层样式的选用,必须确定传力的具体方向,其目的是完成和项目工程间有机的集合,确保其质量。出于经济性以及安全性的考虑,要把刚度把控在较为小的范围之内。

2.2 结构规划设计中的要点分析

2.2.1刚度于转换层下端的具体分布情况。

在对转换层的架构进行设计之时,对于刚度值的有效合理性必须高度重视。若有较大的刚度,构造竖向刚度以及地震反应会发生急速膨胀现象,转换层上下的受力都极不平衡,材料的使用量也提升,经济方面来说上也不够合理。若刚度太小,出现了沉降差,产生了次应力,配筋因而增加,特别在转换次梁当中表现的更为突出。所以,在转换层规划设计过程当中,竖向刚度变化属于经常遭遇的问题,会较为的复杂。在对抗震设计进行思考的时候,必须确保位于转换层主体构造其剪切的刚度符合技术标准要求,如此,对于较为大的竖向转换构件便能够派上用场,具体的包含混凝土强度的加大还有剪力墙增加等方法。这时,比较突出、需要重视的问题为:增大筒体的截面使其于下部构造总体刚度的比重提升,必须担负更为大的地震负荷,所以,必须高度注意筒体安全性设计规划,来确保其抗震性能;在对剪力墙进行运用的时候,要确保刚度于整体上的平衡性,使刚度和质量的中心可以重合,防止发生建筑物变形现象。

2.2.3 合理明确转换层构造的刚度值。在对转换层的构造进行设计规划的时候,一个关键的值便是转换层构造的刚度值。若是发生刚度超标的状况,便会出现地震反应,竖向的刚度就会急剧提升,对于上下层来说就会不利于均衡性以及受力,还有,材料的需求提升,经济方面较为的不合理。若转换层刚度比较小的话,那么竖向的构件间会发生沉降差,在构造和构件间会有次应力形成。这时,就必须选用次梁截面的适当尺寸,确保刚度能够达标。

2.3 把转换层构造和建筑专业进行有效结合

设置高层建筑的转换层的目的是与建筑现实的用途相迎合,必须在构造上对建筑物本身的特征进行充分考虑。首先,建筑物的外观特征必须进行充分考虑,比如,拱形以及巨型架构等等,确保受力能够合理,与此同时还必须满足外观上的需求;另外,转换层的构造特点必须将建筑物的功能作为基础,设备层必须与转换层兼顾,要确保转换层具有足够的空间,这时适合对实腹或者空腹桁架使用来取代梁式转换。

结束语

在高层建筑当中,转换层构造极为关键,必须高度的重视。转换层设置的目的是为了使建筑物不同的功能需求得到最大程度的满足,必须把此部分规划设计和整个建筑的设计规划思路进行有效的结合,两方面积极的配合。必须注意对于转换层构造的理解,了解设计的思路以及原则,确保构造在竖向以及平面都具备整体性,确保建筑物的经济性以及安全性。

参考文献

[1]包枚向. 简析高层建筑转换层构造设计[J]. 江西建材,2012,03:29-30.

[2]赵横. 对于高层建筑转换层构造设计的相关探讨[J]. 中国建筑金属结构,2012,14:93.

[3]孙宏威. 有关高层建筑转换层的构造设计分析[J]. 四川水泥,2012,09:110+113.

论文作者:赵三宁

论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期

论文发表时间:2017/11/14

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