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關(guān)于轉換層設計建筑結構論文
1建筑結構設計中轉換層的主要功能及類(lèi)型
1．1轉換層的主要功能
近些年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟的持續快速增長(cháng)，人們對于建筑物尤其是高層建筑的需求呈現出一種多元化、全面化和綜合化的趨勢，在生活中也能進(jìn)場(chǎng)見(jiàn)到下部為大型商場(chǎng)或者娛樂(lè )場(chǎng)所而上部為民用住宅的建筑。單從這類(lèi)建筑的功能來(lái)看，其上部主要是需要有更多的墻體來(lái)進(jìn)行空間的分隔，從而滿(mǎn)足不同住戶(hù)對于住宅戶(hù)型的要求，下部則主要是以創(chuàng )建更大的靈活空間為主。轉換層設計中為針對不同建筑功能的需要，在有較大的層高作保證時(shí)可以作為正常的樓層使用，同時(shí)在層高受到限制或者處于設備需要時(shí)，也可以作為設備層。
1．2轉換層的主要類(lèi)型
轉換層的不同設計類(lèi)型主要是由于不同的建筑功能需要而決定的，其主要類(lèi)型可以分為以下幾種:
(1)箱式轉換層。箱式轉換層的設計主要是基于轉換梁截面過(guò)大，且一層樓板不能滿(mǎn)足平面內樓板剛度的假定值而考慮的，為了確保假定值和實(shí)際值更相符，可以采用在轉換梁底和梁頂之間設置一層樓板，從而形成箱形梁。該轉換結構一般情況下適合遍布整個(gè)層面，并在建筑周邊環(huán)通，最終形成箱式轉換層。其具有約束性強、轉換梁剛度大且上下部傳力均勻的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以將其作為設備層。但是該類(lèi)型的轉換層在設計過(guò)程中需要增開(kāi)的設備洞相對較多，施工技術(shù)較為復雜，隨之帶來(lái)的也是較高的造價(jià)問(wèn)題。
(2)梁式轉換層。梁式轉換層一般是采用底部大空間的框支剪力墻結構體系，其主要是將上部剪力墻固定在框支梁上并在框支柱的支撐作用下形成的結構體系，在需要進(jìn)行縱橫向的轉換時(shí)，會(huì )相應的采用雙向梁布置。該類(lèi)型的轉換層具有著(zhù)施工簡(jiǎn)單、傳力準確的特點(diǎn)，是目前在建筑結構設計中較常采用的轉換形式。但是其也有一定的缺點(diǎn)，比如在進(jìn)行上下軸線(xiàn)錯位布置時(shí)，需要增設的轉換梁次較多，會(huì )造成其空間受力情況較為復雜。
(3)桁架式轉換層。桁架式轉換層主要是在高層建筑結構下部為大型商場(chǎng)、上部為中小型寫(xiě)字樓或者是住宅用房，并且需要設置相應的設備層時(shí)所常用的一種結構形式。其上部柱墻可以通過(guò)桁架傳至下部柱墻，并且在桁架間的空間可以分設所需的管道。在進(jìn)行桁架式轉換結構設計時(shí)，一般情況下適合采用整層布置，并且各節點(diǎn)之間應與墻肢形心對中。該結構類(lèi)型在施工中具有較高的復雜程度，同時(shí)其在進(jìn)行軸線(xiàn)錯位布置時(shí)的難度也相對較大。
(4)厚板式轉換層。在上下柱網(wǎng)錯位較多并且不能用梁進(jìn)行承托時(shí)，就需要采用板式轉換層。其中厚板的規格以及厚度是由柱網(wǎng)尺寸以及上部結構載荷而決定的。該結構類(lèi)型具有靈活性大、受結構布局影響較小的優(yōu)點(diǎn)，且由于其厚板具有較大的剛度，能夠形成一個(gè)整體性較強的承臺，便于施工。
2建筑結構設計中的轉換層設計原則
建筑結構設計中的轉換層主要起到承上啟下的功能作用，其設計對建筑工程具有相當重要的經(jīng)濟意義與功能意義，對轉換層進(jìn)行科學(xué)合理設計不僅能避免建筑資源的浪費還能杜絕一定的建筑結構安全隱患，其在設計過(guò)程中應遵循以下設計原則:首先，在轉換層設計過(guò)程中應盡量減少結構轉換的豎向構件，應盡可能的多采用直接接地的構件，其能有效避免建筑剛度的減小，對建筑物抗震性能的提升有著(zhù)重要的作用。其次，轉換層的設計位置不能偏高，應盡可能的靠近底層位置。主要是由于建筑框支剪力墻結構的傳力途徑以及剛度發(fā)生變化時(shí)會(huì )直接造成轉換層成為薄弱層，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。再次，在進(jìn)行轉換層的設計時(shí)應注意傳力路徑的明確性，并且確保轉換層的剛度。由于轉換層結構本身起到的是結構轉換作用，所以應保持其自身的受力平衡性。第四，要對剪力墻以及框支剪力墻的比例進(jìn)行綜合考慮，保證其橫向落地剪力墻的數目超過(guò)橫向墻的50%。第五，為了避免立柱柱角發(fā)生變形，在進(jìn)行轉換層設計時(shí)應保持其上部柱子和剪力墻的對稱(chēng)分布，將梁上立柱設置在轉換梁垮中，從而避免轉換梁變形作用下產(chǎn)生的支柱柱角變形加大。
3建筑結構設計中轉換層設計的建議
3．1梁式轉換層設計作為在建筑設計中的轉換層結構設計中最為常用的一種結構設計模式，其在高層建筑轉換結構中占到了大約80%以上的比例，并且具有受力清晰、構建簡(jiǎn)單、方便施工的優(yōu)點(diǎn)。但是在該類(lèi)型的轉換層設計時(shí)，應注意上下結構布置的優(yōu)化協(xié)調，從而確保整個(gè)建筑結構的穩定性。比如在進(jìn)行相對高度較高的結構設計時(shí)，剪力墻的內力和剛度以及傳力途徑會(huì )發(fā)生一定程度的改變，會(huì )使之成為較為薄弱的部分層，一定程度上對建筑結構的抗震性能產(chǎn)生了影響。所以在施工設計過(guò)程中應盡量減少轉換的構件，多采用非轉換的鋼筋混凝土形式，避免轉換構件的過(guò)度集中的情況出現，從而做到豎向剛度的均勻合理，以保證轉換層施工和整體建筑的施工質(zhì)量。
3．2桁架式轉換層設計桁架式轉換層主要用于建筑不同功能區域上下部的連接，是由多榀鋼筋混凝土桁架組合而成的一種承重結構。一般情況下桁架的下桿的截面面積較小并且高度較高，所以這一結構形式的施工難度較大且工序較為復雜。在具體施工設計過(guò)程中，應對轉換層的內部結構進(jìn)行綜合分析，并對其受力情況進(jìn)行分析計算，從而保證設計符合建筑質(zhì)量要求。
3．4厚板式轉換層設計厚板式轉換結構雖然具有布置靈活、不需要正對下層結構的優(yōu)點(diǎn)，但是其在施工設計過(guò)程中多需要的材料耗費較大，所以如果在采用厚板式轉換層結構時(shí)，應注意對其受力角度的分析，適當的加強其配筋量，同時(shí)也可以從抗剪力和抗沖切力的角度出發(fā)，減輕其受力程度，對其內力以及配筋量進(jìn)行合理準確的計算，并從其經(jīng)濟效益出發(fā)對其進(jìn)行綜合考慮。
4結語(yǔ)
建筑結構設計中的轉換層設計問(wèn)題一直以來(lái)都是建筑行業(yè)最為關(guān)心和一直探索的重要問(wèn)題，在建筑結構設計中，應針對建筑結構實(shí)際需要選擇出符合建筑物實(shí)際需要的結構模式，并在安全、經(jīng)濟、適用等指標基礎山，努力提升轉換層設計的強度、抗震能力以及剛度，從而對其結構進(jìn)行優(yōu)化設計，使之完美的與建筑結構和建筑實(shí)際功能需要相結合。
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