带结构转换层的高层建筑结构设计分析 王方

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:王方
[导读] 摘要:随着城市化进程的不断加快,城市人口密集程度越来越大,可用土地资源变得越发紧张。
        天津市奥思建筑设计有限公司  天津  300070
        摘要:随着城市化进程的不断加快,城市人口密集程度越来越大,可用土地资源变得越发紧张。在这样的背景下,高层建筑就逐渐成为了城市基础设施建设中最常用的类型之一,其完善的结构体系将可以有效的保障城市内市民的居住安全,并可以极大的提升人们的生活质量。在高层建筑结构设计中,带结构转换层乃是其设计中主要的组成部分,其不仅可以满足人们对建筑物多功能的需求,还可以有效的提升土地资源使用率,从而为人们营造出符合心意且舒适安全的生活环境,极大的推动了建筑行业的可持续发展。基于此,本文将对带结构转换层的高层建筑结构设计进行深入的分析,希望可以为相关从业人员提供一定的参考与借鉴。
        关键词:带结构转换层;高层建筑;结构设计
        近些年来,高层建筑数量与规模的不断扩大,促使其使用优势也被凸显出来。高层建筑可以满足大量的居民使用,同时减少了土地资源因过度使用而带来的资源与环境问题,同时为城市建设塑造良好形象,并积极的推动城市经济的高速发展。但是现阶段的高层建筑在使用过程中,由于自身内部装饰与布置物品的增多,促使其每层建筑的上、下部承重力与负荷不一致,若是还沿用以往的建筑构件结构形式进行设计,将会造成建筑的偏移量增大,进而影响到整体建筑的安全性与稳定性。所以,在高层建筑结构设计中就要进行转换层设置,通过转换层作用的发挥来将高层建筑每层的结构受力进行简化,从而促使高层建筑的使用要求能够被满足,并为建筑工程整体设计水平的提升带来积极的帮助。
        1、高层建筑结构转换层应用的具体作用
        高层建筑中设置结构转换层的主要目的便是为了满足建筑每层结构的理想状态,从而降低每层结构受外界荷载因素的影响。高层建筑的每个楼层立面荷载排布方式都是不均匀且不一致的,因而每层建筑的上、下部分受力形态也就会不同,致使其需要使用的立面布置构件形式也会具有较大差异性,只有对每层建筑立面构件都采用不同的布置形式,才能确保其与理想构件受力形式相契合。这样就可以促使设计人员的构件力学性能分析过程变得简化起来,从而实现科学合理的构件配筋布置,以便保证高层建筑结构的整体稳定性。
        高层建筑中的杆件联系形式主要应用了串联方式,所以一旦建筑层数增加,其移随量也为随之增加,进而影响到高层建筑的结构稳定性与耐久性,同时也会对高层建筑的抗震性能带来巨大影响。为此,就要保证高层建筑立面结构具有较强的抗剪和抗压能力,并将每层立面结构的构件形式做到理想化,从而减小外界环境对构件性能的影响,促使其在使用过程中发挥出良好的稳定性和耐久性。因此,开展科学的高层建筑结构转换层布置是很有必要的。
        2、高层建筑中结构转换层的主要类型
        2.1高层建筑的梁式转换
        梁式转换主要是对高层建筑的箱型、梁以及桁架等进行有效的转换,这种转换类型的受力和传力都是相对比较明确的。在对这种类型的转换层进行应用的过程中,也能够在一定程度上增大建筑物的可利用空间,这也是目前为止被广泛应用的结构转换层类型。梁式转换层类型的主转换梁主要是对建筑底部的竖向构件进行支撑,而次转换梁主要是对主转换梁进行有效的支撑,同时也对主体结构的竖向构件进行有效的支撑,而主转换梁与次转换梁还应该支撑建筑的框架柱,进而有效保证高层建筑的稳定性。
        2.2高层建筑的板式转换
        在使用的过程中,厚平板的受力和传力过程是比较复杂的。一般情况下,当高层建筑的上部结构与下部结构之间出现明显的不协调现象之后,就无法使用梁式转换层进行结构转换,这时需要用到的就是板式转换层。
        3、探讨高层建筑结构转换层的主要设置原则
        3.1充分分析好建筑受力情况
        只有加强对高层建筑结构状态以及各层之间受力情况的分析与了解,才能确保结构转换层设计的科学合理。

为此,在实际的结构转换层设计过程中,先要对建筑工程结构的受力传递性进行有效的考量,之后再对转换层的核心结构进行科学选择,尽量选择那些受力可靠的结构形式,这样才能方面施工人员尽早的发现结构中存在的安全隐患。
        3.2提高安全性设计
        高层建筑结构转换层的设计应用主要目的便是为了提升高层建筑的整体安全性。为此,在实际设计过程找那个,需要加强对转换层刚度变化情况的分析与了解,这样才能确保整个建筑工程的安全性得到增强。除此之外,结构转换层的应用在很大程度上降低了高层建筑的抗震效果,所以相关设计人员就要在保证高层建筑安全性的前提下,合理控制好结构转换层的刚度,使其参数保持在一定的范围内,这样将有效的提升高层建筑抗震性能。
        4、高层建筑结构转换层的具体结构设计方法
        4.1合理设计结构转换层竖向刚度差
        设计人员要在高层建筑结构转换层设计过程中,将其刚度差控制在合理的范围内,同时对高层建筑的落地墙厚度进行不断的增加。此外,要根据建筑物的实际需求与建设情况来科学选择落地构件的尺寸和大小,并保证这些构件的设计具有均匀性与统一性。再者,结构转换层材料的选择方面,设计人员也要选择刚度大的混凝土材料,这样做的主要目的便是为了增加建筑结构转换层的抗侧力效用,从而为高层建筑整体性能的评估带来积极帮助。
        4.2加强对高层建筑不同楼层受力的分析
        由于高层建筑的不同楼层之间具有不同的受力情况,这些受力的不断变化会对高层建筑的结构转换层设计效果与质量带来较大的影响,所以就要在实际设计过程中加强对不同楼层之间受力情况的综合考虑。为此,相关设计人员就需要提前对转换层不同部件之间的应力值进行精准的计算,并在分析好结构转换层应力分布情况的前提下,进行合理的结构转换层设计,从而确保高层建筑结构转换层的实际设计效果得到增强。除此之外,相关设计人员也要在把握住高层建筑特点以及建筑实际情况的同时,做好全埋式锚固结构的设计工作。
        4.3重视高层建筑剪力墙的科学布置
        在对高层建筑结构转换层进行设计的过程中,相关设计人员在对一些建设数据进行检测与分析以后发现,转换层高度是与剪力墙内力波动有着直接关联的,高度越高,则剪力墙内力波动越明显。鉴于此,设计人员就要根据高层建筑的结构特点,加强转换层设计方案的优化与改进力度,从而才能提升建筑结构的稳定性与安全性。在实际设计过程中,设计人员需要先对大梁整体结构的承受能力进行综合分析,并采取适当的方式来对其内力结构进行合理控制,这样才能确保转换大梁设计效果,从而为高层建筑的稳定性、牢固性与可靠性提升带来巨大的贡献。
        结语:
        总而言之,在高层建筑结构设计中进行转换层结构形式设计乃是建筑物多样化发展的必然趋势。相关设计人员在对结构转换层进行设计的过程中,需要先对工程建设当地的地质条件以及环境情况进行充分的了解与掌握,同时确定好结构内部装饰布置的参数,这样将有效的提升建筑每层结构载荷量设置的科学性与合理性,从而为高层建筑转换层设置带来良好的帮助。此外,要制定科学合理的设计方案,不断的对设计方案进行优化与改进,从而才能控制住施工成本,提高高层建筑转换层布置的可行性,进而增强筑物的使用质量,延长使用寿命。
        参考文献:
        [1]带结构转换层的高层建筑结构设计初探[J]. 皇甫涛.  建材与装饰. 2018(21)
        [2]论述带结构转换层的高层建筑结构设计[J]. 解雪松.  建材与装饰. 2017(45)
        [3]带结构转换层的高层建筑结构设计[J]. 徐铁山,刘华丽.  资源信息与工程. 2017(03)
        [4]吕鹏,徐刚,刘洪亮.某带转换层的高层建筑结构设计[J].建筑结构,2013(12).
        [5]赵海杰.带转换层的高层建筑结构设计与分析概述[J].四川水泥,2015(11).
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