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      帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

      2018-09-18 07:34:38韓雪竹張俊霞
      世界家苑 2018年9期
      關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計

      韓雪竹 張俊霞

      摘 要:我國城市化建設(shè)的進程不斷加快,高層建筑的結(jié)構(gòu)形式也被廣泛應(yīng)用于中小型城市,但是高層建筑一般是由住宅小開間與商業(yè)大開間組成,在豎直方向上具有很大的剛度變化。為了更好地解決剛度變化情況對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響,這就需要結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層技術(shù),高層建筑轉(zhuǎn)換層是建筑內(nèi)部的重要結(jié)構(gòu),本文對其進行分析,了解了轉(zhuǎn)換層的作用特點與常見結(jié)構(gòu),并針對現(xiàn)在高層建筑的常見問題與需求,提出了建筑層設(shè)計中遵循實際、保證強度、合理安排等設(shè)計方案,希望能為未來建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計提供參考。

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

      引言

      在現(xiàn)代建筑中,轉(zhuǎn)換層已經(jīng)成為了非常常見的結(jié)構(gòu),在各種高層建筑中被廣泛應(yīng)用。通過轉(zhuǎn)換層的加入和利用,使得建筑物能夠更好的承載重量,建筑向更高的方向發(fā)展,在建筑用地越來越緊張的現(xiàn)在,對于充分利用建筑用地,發(fā)揮建筑物應(yīng)有的作用具有重要意義。研究轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu),可以更好的推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

      1高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的概述

      建筑的實際使用功能在不同施工技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在一定的差異,然而現(xiàn)代化建筑的綜合體呈現(xiàn)出多種功能,其需要劃分不同的功能區(qū),保證各功能區(qū)域的結(jié)構(gòu)比較科學合理。為保證上述情況順利完成,這就需要在各樓層之間設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層時,不同建筑所施工的目的也具有較大差異。轉(zhuǎn)換層主要是轉(zhuǎn)換高層建筑的結(jié)構(gòu)形式,如果各樓層之間出現(xiàn)相同的轉(zhuǎn)換層,則主要完成布置網(wǎng)軸線的變化。另外,結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層還同時具有網(wǎng)軸線布置變化與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的功能。[2]

      2轉(zhuǎn)換層的作用特點

      隨著經(jīng)濟的發(fā)展,現(xiàn)代的建筑越來越向著大型化、復(fù)雜化的方向轉(zhuǎn)變,綜合性的建筑中,不同樓層之間的使用功能和結(jié)構(gòu)性也是各不相同的,這大大提升了建筑的設(shè)置建造難度。建筑物的轉(zhuǎn)換層作為建筑當中的過渡結(jié)構(gòu)設(shè)置在建筑物內(nèi)部,可以對樓層上下各異的結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)換,以此來防止不同結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)變過大導致的結(jié)構(gòu)受力偏差,是大型建筑物重要的安全保障,在現(xiàn)代建筑學理念中占據(jù)著不可代替的作用,具體的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層在建筑中起著承上啟下的作用,在整體建筑中承受著極大的負荷,一旦出現(xiàn)問題,整棟建筑都會受到影響。因此在設(shè)計轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)時要結(jié)合實際,根據(jù)建筑物的自身結(jié)構(gòu)特點來設(shè)計轉(zhuǎn)換層,確保轉(zhuǎn)換層發(fā)揮應(yīng)有的作用,保證建筑物的使用安全。[3]

      3高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計原理

      從高層建筑的功能上來說,房屋不同的高度所決定的建筑功能也存在明顯的差異。上部的樓層主要是滿足住宅、旅館等要求,中部樓層主要考慮交流場所、辦公場所等要求,下部樓層主要設(shè)計為酒店、商場等公共的場地,不同用途的樓層所需的結(jié)構(gòu)形式大有不同。因此,隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,上部的結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用剪力墻結(jié)構(gòu)與小開間軸線布置滿足實際需求;中部結(jié)構(gòu)在設(shè)計時要具有一定的空間柱網(wǎng)以及大間距的墻體結(jié)構(gòu),進而滿足商務(wù)需求;下部的結(jié)構(gòu)需要采用空間大而深的軸線進行布置,盡量不采用墻體結(jié)構(gòu),進而滿足公共場所的實際需求。另外,在設(shè)計結(jié)構(gòu)布置方面,從高層建筑的實際功能與尺寸進行設(shè)計,沿著建筑物的高度傳遞相關(guān)的荷載。在結(jié)構(gòu)受力方面,高層建筑下部承受力明顯高于上部承受力,進而設(shè)計主體時應(yīng)該采用變剛度設(shè)計,逐漸減少底部結(jié)構(gòu)剛度沿著建筑的剛度,底部采用空間大、結(jié)構(gòu)剛度較小,上部采用空間適中、剛度較大的反常規(guī)設(shè)計。實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)形式需要在空間變化與剛度的連接處設(shè)置水平的轉(zhuǎn)換構(gòu)建,這就是轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。[1]

      4轉(zhuǎn)換層的設(shè)計要點

      4.1確保轉(zhuǎn)換層的強度

      轉(zhuǎn)換層是樓體中承載重量,調(diào)整重心的重要保障,轉(zhuǎn)換層的好壞,可能會影響到整個高層建筑物的質(zhì)量。由于建筑結(jié)構(gòu)的限制,有時轉(zhuǎn)換層可能會承受巨大的壓力,想要保證建筑的穩(wěn)定安全,必須要確保轉(zhuǎn)換層有足夠的強度。為了確保轉(zhuǎn)換層的安全,建筑設(shè)計規(guī)定,轉(zhuǎn)換層的剛性結(jié)構(gòu)不可以低于其上層結(jié)構(gòu)的70%。為了達到這一標準,可以提高轉(zhuǎn)換層剪力墻的厚度,保證其穩(wěn)固。并且,在澆筑的過程中采用比起普通建筑更為優(yōu)質(zhì)的混凝土,從材料和設(shè)計上保證轉(zhuǎn)換層的剛度。另外,在進行轉(zhuǎn)換層的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計人員需要注重框支柱的強度,結(jié)合地震等級,應(yīng)用框支柱的柱頂彎矩進行配筋的設(shè)計。與此同時,在進行框支柱的剪力調(diào)整時,設(shè)計人員需要根據(jù)標準進行框支柱的設(shè)計,確保其地震剪力滿足標準規(guī)范。[4]

      4.2合理安排轉(zhuǎn)換層位置

      轉(zhuǎn)換層是高層建筑物中的受力層,在大型高層建筑中能起到承載壓力、提高建筑物穩(wěn)定性、安全性和抗震性的作用。但轉(zhuǎn)換層的安排也是有要求的,要根據(jù)建筑的實際情況,分析受力情況,合理安排轉(zhuǎn)換層的所在位置。越高的建筑物,其自重就越大,且伴隨著建筑物的不斷增高,樓內(nèi)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,因此高層建筑物的受力模式比起小型建筑物更加復(fù)雜,建筑物內(nèi)部的受力也會隨著建筑物高度的變化而變化,何況,大型建筑物可能還會面臨諸如地形、風力等外界因素的影響。因此,到達一定高度的建筑物會比普通建筑物承受更大的壓力、具有更多的變數(shù),在對建筑物進行設(shè)計時,就需要更多的考量,合理的安排轉(zhuǎn)換層的位置也是其中之一。如果轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置的過高,可能會改變轉(zhuǎn)換層內(nèi)部的受力狀況,在影響轉(zhuǎn)換層安全的同時,也影響到了上下層面的剛度和受力方式。自身被受力扭曲的轉(zhuǎn)換層不僅不能承擔建筑的受力,還會使轉(zhuǎn)化層反而成為建筑物中的薄弱環(huán)節(jié),對建筑物的抗震能力和安全性造成損害,因此,研究建筑物的受力,結(jié)合實際情況,正確的安排轉(zhuǎn)換層的位置,是保證建筑安全的重要方式。[5]

      4.3提高二者的整體性

      轉(zhuǎn)換層雖然是不會在樓層中開放的受力承載層,但仍然是高層建筑物的一部分,是不可分割的,因此,在設(shè)計中要注意,需要提高轉(zhuǎn)換層與整個建筑物的整體性,使其融為一體發(fā)揮作用。想要提高二者的整體性,首先需要設(shè)計人員著眼于轉(zhuǎn)換層的設(shè)計。設(shè)計人員在設(shè)計轉(zhuǎn)換層的時候,應(yīng)仔細了解建筑物設(shè)計圖紙,明確建筑物的設(shè)計要求,只有了解這些,才能更好的掌控全局,在設(shè)計轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的時候使其與整個建筑物更好的融為一體。注重轉(zhuǎn)換層與建筑物之間的整體性,可以更加科學的保障建筑物的抗震性與穩(wěn)定性,還可以延長建筑物的使用壽命。其次,設(shè)計人員應(yīng)該對轉(zhuǎn)換層的設(shè)計方案進行精簡,分析受力,使其更好的符合建筑的整體要求,進行科學的受力分析,明確受力的方向與強度。通過受力的分析,使得二者的質(zhì)量中心與剛度中心保持一致,更好的承載建筑,防止建筑物出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。

      結(jié)語

      綜上所述,隨著現(xiàn)代建筑的不斷發(fā)展,高層建筑中轉(zhuǎn)換層的作用變得越來越重要,轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)與設(shè)計也越發(fā)受到建筑者們的關(guān)注。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可以有效地轉(zhuǎn)換重量、保持建筑重心,具有多種形式以應(yīng)對不同的情況,在設(shè)計時,應(yīng)當按照建筑物的要求設(shè)計、保證轉(zhuǎn)換層強度、合理安排其位置、使轉(zhuǎn)換層與整個建筑物融為一體,從而使轉(zhuǎn)換層更好的發(fā)揮在建筑中的作用,促進高層建筑物更好的發(fā)展。

      參考文獻

      [1]呼延競飛.帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2016(10):116-117.

      [2]丁曉.高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中華建設(shè),2013(07):102-103.

      [3]呂鵬,徐剛,劉洪亮.某帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建筑結(jié)構(gòu),2013,43(S1):1284-1289.

      [4]劉慶.帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].科技創(chuàng)新導報,2012(01):43+45.

      [5]黃瑛.帶轉(zhuǎn)換層高層結(jié)構(gòu)綜合樓設(shè)計[J].鐵道標準設(shè)計,2005(01):79-81.

      (作者身份證號碼:1.150424198312130018;

      2.410725198504101701)

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