袁擁軍

摘要：在現(xiàn)代高層建筑工程項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)是確保工程質(zhì)量的根本前提，同時(shí)也是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)的重要依據(jù)。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換層作為樓層的上下部之間的重要轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，且根據(jù)建筑功能的需要，不同的樓層的轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也存在較大的差異。而結(jié)構(gòu)又是確保整個(gè)工程質(zhì)量的重要部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低與工程質(zhì)量的高低有著密切的關(guān)系。因而作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須注重轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為最大化的確保設(shè)計(jì)水平的提升，為整個(gè)工程質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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

在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了更好地滿足高層建筑各部分結(jié)構(gòu)功能的正常發(fā)揮，就必須致力于設(shè)計(jì)水平的提升，才能更好地滿足當(dāng)前高層建筑多元化、復(fù)雜化的使用需求。那么作為新時(shí)期背景下的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)如何在實(shí)際工作中加強(qiáng)對(duì)其的設(shè)計(jì)呢？筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，做出以下幾點(diǎn)分析。

1.概述高層建筑結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

1.1加強(qiáng)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

為了更好地設(shè)計(jì)高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，作為設(shè)計(jì)人員對(duì)高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)有一定的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)查閱相關(guān)資料，總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡可能地結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，才能最大化的確保設(shè)計(jì)的有效性。因此，在此基礎(chǔ)上，必須對(duì)轉(zhuǎn)換層的定義有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。那么什么是轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)呢？

1.2關(guān)于高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的定義的分析

隨著城市化進(jìn)程不斷的加快，城市土地資源的日益稀缺，高層建筑已成為我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)，而作為新時(shí)期背景下的高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，往往為了滿足當(dāng)前人們對(duì)建筑功能需求日益增長(zhǎng)的現(xiàn)狀下，給建筑留下更大的內(nèi)部空間，促進(jìn)建筑網(wǎng)狀的擴(kuò)大而降低墻體的修建規(guī)模，且為了在建筑結(jié)構(gòu)的上層開(kāi)設(shè)小空間，就必須利用多層墻體而實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于豎向桿件難以貫通接地，這就難以達(dá)到高層建筑結(jié)構(gòu)與功能的銜接，此時(shí)就必須利用水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)連接下部的豎向桿件，以此來(lái)滿足高層建筑對(duì)各項(xiàng)功能的需要，而采用的這一建筑結(jié)構(gòu)就是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)[1]。

1.3轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的重要作用分析

通過(guò)上述分析，我們對(duì)高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的概念有了一定的認(rèn)識(shí)，那么高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)有哪些功能呢？通常情況下，一般有以下幾種：一是在上下層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中設(shè)計(jì)，此種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換形式主要在剪力墻結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)之中，從而創(chuàng)造出較大的內(nèi)部自由空間，二是在上下層柱網(wǎng)以及軸線變化時(shí)應(yīng)用，雖然轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)變化，但利用其將下層結(jié)構(gòu)構(gòu)成較大的柱網(wǎng)，因而主要在下層入口較大的外框筒應(yīng)用；三是轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的形式與軸線的布置，從而在上下層結(jié)構(gòu)中形成不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)中不同轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的類型較多，但主要有梁式、桁架式、厚板厚梁式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。因而為了確保設(shè)計(jì)的有效性，筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，就這幾種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略做出以下幾點(diǎn)分析。

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是最為常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形式。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要是為了把墻轉(zhuǎn)換為梁柱，從而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為設(shè)計(jì)人員掌握更多的傳力途徑。因而在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用具有十分重要的作用，不僅梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且高層造價(jià)低，所以在高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。因而作為設(shè)計(jì)人員，必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮轉(zhuǎn)換梁所承受的來(lái)自豎向桿件的荷載力，并結(jié)合不同轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)形式的受力規(guī)律，針對(duì)性的確定設(shè)計(jì)方法，并在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式的不同和荷載作用的大小帶來(lái)的影響，以此從根本上確保梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性[2]。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

在桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，其設(shè)計(jì)的重要的就在于如何設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)，一旦節(jié)點(diǎn)受力較大，則極易導(dǎo)致剪切出現(xiàn)破壞，因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)使得的提高配筋量，與此同時(shí)，由于桁架式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高度方面的要求十分嚴(yán)格，所以必須對(duì)設(shè)計(jì)的高度進(jìn)行嚴(yán)格地控制，以最大化的避免由于地震的作用給建筑結(jié)構(gòu)形成破壞。加上此類結(jié)構(gòu)受力規(guī)律十分明顯，應(yīng)用過(guò)程中具有較強(qiáng)的靈活性和抗震性能，所以我們可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為其是對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的升級(jí)和改造，而鋼筋砼作為轉(zhuǎn)換層的重要組成材料，在轉(zhuǎn)換層的樓面結(jié)合層內(nèi)應(yīng)設(shè)置此類結(jié)構(gòu)的上下桿件，但此類結(jié)構(gòu)的高度較高，且下部桿件界面的尺寸小，因而其雖然具有良好的整體性，在施工方面卻處理起來(lái)十分復(fù)雜。因而一旦在設(shè)計(jì)過(guò)程中節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不到位，就會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)十分注重。

2.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中厚板厚梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

在現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常由于上下柱網(wǎng)的軸線出現(xiàn)較大的錯(cuò)開(kāi)，而不得不利用厚板用于承重，因而為了滿足這一要求，就必須對(duì)厚板厚梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須充分考慮到，雖然利用厚板厚梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能靈活地布置下層的柱網(wǎng)，也不用同下層結(jié)構(gòu)之間相互對(duì)其，但是厚板厚梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的自重往往較大，且消耗的施工材料較多，加上在傳力過(guò)程中難題結(jié)算機(jī)構(gòu)，所以必須結(jié)合實(shí)際針對(duì)性地確定結(jié)構(gòu)的厚度，使其在承受荷載的同時(shí)保證整個(gè)結(jié)構(gòu)運(yùn)行的安全性[3]。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾點(diǎn)問(wèn)題

在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了做好上述幾種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)外，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際針對(duì)性的確定建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的類型，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題：

首先，由于在高層建筑中設(shè)置轉(zhuǎn)換層會(huì)導(dǎo)致其豎向的剛度出現(xiàn)變化，尤其是在地震的作用下極易形成諸多薄弱的環(huán)節(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)的抗震性能下降，所以，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能地減少豎向構(gòu)件的使用，進(jìn)而減少轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，在降低由于剛度突然變化的情況下帶來(lái)的影響的同時(shí)提高建筑的抗震性能，在此基礎(chǔ)上，高層建筑豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量選擇位置較低的部位，尤其是在確定結(jié)構(gòu)形式時(shí)必須對(duì)其傳力路徑進(jìn)行確定之后進(jìn)行選擇，進(jìn)而為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

其次，為了滿足高層建筑抗震設(shè)計(jì)的要求，需要對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層結(jié)構(gòu)的總體剛度進(jìn)行有效的處理，避免剛度突變地震作用下帶來(lái)的危害。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常采用加大截面尺寸、加強(qiáng)混凝土強(qiáng)度、增加剪力墻等方法來(lái)強(qiáng)化剛度。

最后，高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度要控制在地震作用影響的范圍之內(nèi)，不宜過(guò)大，也不宜過(guò)小，剛度太大，地震作用下容易增加建筑物地震發(fā)應(yīng)，剛度太小又會(huì)影響建筑物上下層結(jié)構(gòu)的受力作用。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，剛度的控制是非常重要，同時(shí)在材料的消耗方面也要進(jìn)行有效的控制[4]。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。作為新時(shí)期背景下的高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，必須充分意識(shí)到加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，并切實(shí)做好各種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)，且結(jié)合實(shí)際針對(duì)性的確定結(jié)構(gòu)的形式，以最大化的確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性，為整個(gè)高層建筑的施工提供科學(xué)的施工依據(jù)，為整個(gè)高層建筑工程質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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