转换层结构设计在高层建筑中的应用研究论文_赵坤朋

转换层结构设计在高层建筑中的应用研究论文_赵坤朋

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摘要:作为高层建筑的重要组成部分,转换层结构的设计质量会对整个稳定效果与建筑的安全有着直接的影响。高层建筑项目中的转换层结构贯彻起着承上启下的作用,该结构也是建筑的核心组成部分。因为转换层在跨度方面一般较大,所以结构得有一定的竖向承载能力。由于结构的受力形式有着复杂性的特点,同时力的传导不规则、不直接,上面所提的问题在结构设计环节都要进行研究。这篇文章对转换层的结构特点与形式进行探讨,并且将研究其带到高层建筑中的应用。

关键词:高层设计;转换层;结构设

引言

人员来到城市中,高层建筑也逐步的增加,相对建筑结构设计也就变的复杂起来。然而不同的人对住房的不同需求,为满足需求,在设计过程中将高层建筑的设计更加多元化,建筑服务功能也能够越来越完善。高层建筑用途不同,实际设计也会有差异,所以设计人员更加要细心的负责地做好各项设计工作。 如果想要确保高层建筑的结构布局合理,转换层结构设计的相关工作就得要用心做好,才能确保结构层在实际应用中的受力均匀。高层建筑的转换层结构对受力特性与内部结构尺寸会有非常大的影响,一定要采用必要的技术手段尽可能地运用转换层结构实随着我国社会经济发展越来越多的际作用,来増强高层建筑结构的整体稳定性

1转换层的设计原则

由于将转换层设置在建筑中会使竖向刚度发生改变,导致抗震能力下降,所以在设计转换层的期间一定得严谨遵循设计原则。竖向构件也要尽量选择直接落地的,以及结构转换的竖向构件也要尽量少用,这样才能避免它使向刚度的出现突变,导致建筑的抗震能力。还有转换层的竖向位置也要选择较低的位置,;使用传力路径对比明显的工程的实施与换层结构促进结构的分析。转换刚度方面要可能的选择宜大不宜小原则,才能避免建筑结构因减少建筑的刚度突变话导致框支柱被破坏,保证保证抗震能力。

2高层建筑转换层结构形式和特点

现在转换层结构的工程应用慢慢向着方法多样和形式样以及结构受力更好的方向去发展。随着高层建筑结构功能和建筑不同,然而转换层形式的设计方法又各不相同,转换层又分别有桁架式结构、厚板式结构、梁式结构、箱型结构、箱式、 巨型框架式结构等形式。

2.1桁架转换

桁架转换跟其于它的的换层结构形式不一样,它的转换受力路径更加清晰,并且使用灵活以及抗震能 力更好。但是由于设计节点的设计有些麻烦和运用范围相对较为狭隘,以及其他的因素的影响。施工方面也因为节点多并且复杂,剪切的难度提高以及用的配筋多导致施工困难。如果使用桁架转换层,建筑要求也要有一定的才层高,一定得有保持在3米以上。例外上部分的重心和节点一定要对齐,以及将力主要施在斜拉腹杆和上下弦中,这样能降低成本。

2.2箱式转换

然而箱式转换是由双向和单向两个方面来实现的,要跟上下两层较厚的楼板结合在一起形成一个整体。而这个方法的实现需要转换层有较大的刚度。

2.3板式转换

每个转换层形式的设计方法又各不相同,板式转换是将厚度大约在2.0至2.8米的转换板作为转换层,因为转换层厚,对于剪、 冲、切的耐力较好,主要用于转换层上下部分,错开较大、无次序、梁承托不了的时候。板式的转换层的下层灵活度大,施工的时候因为比较厚重很麻烦,所以难度也就跟着提高了。

2.4梁式转换

梁式转换结构形式是设计施工过程中使用频率最多的。梁式转换结构经常在垂直转换中用到。还有梁式转换结构力中的传导的过程中主要借助于上、下部墙以及转换梁等构造。梁式转换结构之所以得到广泛的应用,主要是由于梁式转换结构传力直接、明确。给建筑工程的研究计算和设计带来很大的便利,梁式转换结构的成本相对来说比较低,以及在计算分析过程中很方便,不过要注意的是转换梁的截面高度,转换梁的截面高度一般是0.8至6 米左右。

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2.5斜柱转换结构

斜柱转换结构使用时会出现较大的水平荷载,因而建筑项目的平面设计跟设计工作共同考虑。因此对斜柱转换层施工时可以借助拉梁、圈梁,将斜柱连接穿过较多的楼层,促使建筑达到平衡减少水平荷载,确保了建筑的安全。

2.6巨型框架转换

目前越来越多的建筑工程中都朝着巨型框架转换的方向发展。其由多个梁式转 换层构成,主要是通过_些巨型柱与大梁互 相平衡抗侧刚度好,抗震效果更佳。

3高层建筑中转换层结构设计的应用分析

3.1结构设计和布置

设计时因竖直方向上的钢筋混凝土构件无法达到上下贯通的效果,所以设计主要进行转换构件形式的选择,保证建筑结构的稳定性能以及具体情况具体分析。转换层设计中常用到的转换构件主要包含几种:①转换大梁以及桁架、空腹桁架结构;②不同的高层建筑在结构存在较大的差异,所以设计工作中要合理应用箱形、斜撑、箱和厚板结构。如设计过程中应用筒体结构作为高层建筑工程的转换形式,就要保证内筒贯通落地。为保证结构的安全性,设计中要对墙壁结构的厚度进行适当的增加。按照上述要求进行改进工作,保证筒体结构在刚度和整体性方面满足安全性的要求。跟筒体结构相同的是, 对框架剪力墙结构进行设计也要按照上述要求进行设计,保证结构贯穿落地以及对墙壁做出加厚处理。

4.2模板支撑设计

在选择进行梁板支撑时要对建筑结构做出相应的分析。高层建筑的转换结构有着较高的复杂性,以及梁柱内部的钢筋分布密集,钢筋、混凝土的消耗量比较较大,因此模板的承重要求较为严格。经过转换层的受力状况进行分析之可以应用合理的模板支撑系统,保证自身稳定性能和支撑结构的承载力达到设计要求。

3.3过渡设计与防震设计

经过分析看出转换层结构由于受到梁柱构造和结构形式等其他因的影响,其受力状况大多相对复杂。该结构要能承受整座建筑的总体重量以及要起到功能转换的重要作用。如果设计工作不达标或转换层设计工作存在不合理,就会对建筑整体的抗震效果造成严重的威胁。还有由于转换层需要满足相应的跨度要求以及在截面上也较大,所以在设计工作中要对转换层的合理过渡设计引起重视这也是转换层设计的一个要点。“强柱弱梁”思想的应用可以有效岱山高层建筑的抗震效果.

3.4钢筋设计

设计人员在设计工作要重点对钢筋的绑扎次序引起重视以及确保钢筋的制作尺寸满足建筑的受力方面要求。更加要注意设计过程时一定得做好钢筋间的避让,不断提高钢筋穿插的合理性效果。通常来说梁柱节点位置处的钢筋比较密集,在含钢量方面急剧增加以及这一位置处的主筋相对比较长,一些转换层设计工作中经常会用到工字钢,随意钢筋间的避让设计方面要做好。还有在次序的设计过程要根据建筑工程的实际状况进行合理设计钢筋的绑扎顺序,另外要仔细研究钢筋的制作尺寸进行,在保证安全性的前提下还要尽可能降低工程造价。

3.5落地剪力墙设计

设计过程中常用到的问题是洞口结构,在进行设计环节时要对洞口的布置进行仔细严格的把控,洞口设计一般都是在墙体的中部位置。例外设计人员在设计中还得对地剪力墙之间的间距进行仔细的研究,进行抗震设计工作时,其间距要控制在20~ 24m之间。而非抗震状态下时距也要控制在36m之内。

4结束语

转换层设计在高层建筑设计中发挥了极其重要的作用,具体设计工作中要对高层建筑的实际情况与抗震等级进行合理分析,然后进行选用合理的结构形式,通过计算工作中要对多方因素进行分析和整合,有效提高转换层设计工作的合理性,保证了整个高层建筑工程的安全稳定效果。

参考文献

[1]李秀峰.高层建筑转换层结构设计要点探析[J].中国新技术新产品 2013.5,193.

[2]霍泳琴.转换层结构设计在高层建筑中的应用分析[J].规划和设计 2019.8,115-116.

论文作者:赵坤朋

论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期

论文发表时间:2019/11/20

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