摘要:现阶段,城市中建筑项目的高度逐步增大,因而转换层的设计质量对于高层建筑的整体设计效果有着重要的影响。具体设计工作中,要对建筑项目的具体状况进行全面分析,选取合理的转换结构形式,对关键设计环节进行把控,提高转换层的设计质量。基于此,以下对转换层结构设计在高层建筑中的应用进行研究,以供参考。
关键词:高层设计;转换层;结构设计
引言
社会经济发展较快,大量人员涌入城市中,为城市发展提供人力物力,高层建筑的发展会随着人们的要求与需求变得复杂而全面。这就需要每位设计人员负责地做好各项设计工作。要想保障高层建筑的结构布局合理,就必须在设计转换层结构的相关工作过程中,要对高层建筑的转换层结构进行一个全面的了解,结构层对内部结构的尺寸和受力特性影响较大,必须运用可靠的技术手段的来设计结构层,让它在实际作用中来提升高层建筑结构的整体稳定性。
1转换层结构设计在高层建筑中的应用重要性
随着我国社会经济的不断发展,居民的生活水平也在不断的提高,对建筑工程的建设提出了更高的要求。施工企业在进行高层建筑工程建设的过程中,不仅要提高建筑物的外观形象,还要优化建筑物的内在功能。因此施工企业开始应用转换层结构进行高层建筑的建设,也促进了建筑物结构多元化的方向发展。建筑物的功能变得更加全面,能够满足居民的居住需求。在进行高层建筑工程建设的过程中,应用转换层结构,可以对建筑物的各个模块进行功能划分,从而满足居民在生活中的不同需求。在进行转换层结构设计的过程中,根本的设计理念,就是对建筑物中一些无法充分利用的空间,进行多功能的建设,以此来满足居民的使用需求。
2转换层结构的主要类型
在进行高层建筑工程建设的过程中,转换层设计理念是比较先进的设计形式,可以对建筑物的空间进行节约。但是在进行具体设计的过程中,还需要根据高层建筑物的具体建设需求,选择合理的转换层结构类型,才能保证设计方案更加科学合理,促进工程的顺利建设[3]。
2.1箱式转换层结构
在进行高层建筑物建设的过程中,如果一层楼板的刚度,不能满足结构的计算要求,而且整体建筑物的转换梁截面比较大。就需要通过结构设计,避免这一问题,对建筑物的建设产生不利影响。设计人员要采用箱式转换层结构设计模式,一般来说,在进行设计的过程中,可以在转换梁和顶梁的楼板上设置层板。采用这种设计模式,可以保证建筑物能从整体平面上形成比较完整的设备通道,在平面内可以进行箱式转换,从而作为建筑物的设备层使用,节省了建筑物的空间。但因为这种设计方式的造价成本比较高,所以需要根据工程的具体建设要求,对结构类型进行选择,而且这种转换层设计,有利于结构的传力建设[4]。
2.2梁式转换层结构
应用这种转换层结构设计模式进行高层建筑的建设,在施工的过程中,更加的简单,而且在进行力传递的过程中,也具备一定的优势,可以更好的将力传达到受力点,保证整体结构的受力准确。但是在进行结构设计的过程中,一旦空间出现了轴线布置错误的情况,就无法对所有的设计位置进行有效的修改,会造成工程的建设失误。因此这种设计模式,一般在框架剪力墙的结构中进行使用,也已经广泛的应用到了其他类型建筑结构的设计。
2.3桁架势转换层结构
在进行高层建筑工程建设的过程中,要想更好的功能区域进行划分,就可以采用这种设计模式。应用这种设计模式,可以对建筑物的管道进行合理的布置,桁架也可以很好的进行力的传递。在进行桁架建设的过程中,中间部分可以作为整个建筑物的管道设备布置空间,无需另外进行管道空间设计。而且在进行结构层布置的过程中,可以从建筑物的整体上,进行综合布置。
所以在进行这种转换层设计时,对施工技术的要求比较高。
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,因为竖直方向上的钢筋混凝土构件无法达到上下贯通的效果,因而设计的首要任务就是进行转换构件形式的选择,确保建筑结构有着良好的稳定性能。此外,在竖向构件的布置时也要具体情况具体分析。一般来说,转换层设计中常用到的转换构件主要包含以下几种:①就是转换大梁以及桁架、空腹桁架结构;②由于不同的高层建筑在结构方面存在较大的差异,因而设计工作中要合理应用斜撑、箱形以及厚板结构。设计过程中,如果选用筒体结构作为高层建筑工程的转换形式,那么要确保内筒贯通落地。为确保结构的安全性,往往在设计时要对墙壁结构的厚度进行适当的增加。通过进行上述的改进工作,可以确保筒体结构在刚度和整体性方面满足安全性方面的要求。与筒体结构相同的是,在对框架剪力墙结构进行设计时,也需要按照上述要求进行设计,确保结构贯穿落地,并且要对墙壁做出加厚处理。
3.2截面设计
截面设计要先合理分析梁的受力性能及转换层的受力形式,转换梁的截面设计包括柱型与托墙型两种形式,柱型式转换梁的截面设计除了要准确计算截面尺寸外,还要充分考虑配筋问题。具体设计过程中可根据剪压比计算转换梁的截面尺寸,可有效避免脆性破坏的问题,截面必须保证有合适的含箍率,可用剪力设计值乘放大系数1.2,且转换梁中主筋不得有接头,上部主筋至少50%全长贯通全梁,上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%,下部主筋要全部贯通伸入柱内。确定上弦杆、下弦杆的箍筋。尽量避免在转换梁上开洞,如不可避免可在梁中及轴附近开洞,且洞口、下弦杆等位置要加密箍筋,以提高结构的抗剪能力;如洞口内力较大则需采用型钢构件加强。转换梁的混凝土强度等级至少C30以上。如建筑上部墙体出现满跨则城要进行深梁设计,才能保证框架转换梁与墙体之间共同发挥作用。计算框架转换梁跨中部分的轴向拉力时,不能采用普通梁的设计及计算方法,要适当提高纵筋配筋量,且不能按照偏心受拉构件进行处理。
3.3剪力墙与转换柱的对称设计
在进行带结构转换层的设计过程中,必须要在设计初级阶段考虑剪力墙和转换柱之间的设计问题,在设计两者的空间关系是,尽量保障二者分布的对称性,因此对称结构能够满足受力均匀,从而保障建筑物的安全可靠。在实际的设计过程中为了更好地保障就应该保证剪力墙与转换柱两者将的注脚转角能够维持在规定的范围之内,这种情况下就需要梁跨的梁体来代替框架柱。
3.4框支梁设计
相比其它结构,梁式转换层中框支梁的设计难点在于参数及受力分析。框支梁承受高层建筑多方作用力,其不仅要承载高层建筑双层结构的载荷力,还要承受传输框支梁的内部受力。上文中提到,框支梁截面尺寸根据剪压比得出,而框支梁截面又直接影响到梁体的稳定性,因此要保证框支梁设计的合理性。具体设计过程中,要根据框支梁的跨度设计其高度参数,通常取框支梁跨度的1/6为标准数值;高层建筑的墙体决定了框支梁的宽度,通常是墙体厚度的两倍,至少要大于400mm。总之,框支梁属于梁式转换层内复杂结构之一,必须严格、准确的设计各项参数,以将框支梁最大的级配受力充分发挥出来。
4结束语
在建筑业蓬勃发展的今天,高层建筑如雨后春笋般拔地而起,各种转换层的需求也日益增加。作为一种转换形式的方案比较和最常见的梁式转换层结构的设计,也成为相关人员关注的问题。同时,根据实际情况的需要,及时处理设计工作中出现的问题。只有这样才能保证过渡层结构设计的标准,为人们创造高品质的生活或办公环境。
参考文献
[1]郭兆伟.高层建筑梁式转换层结构设计原理与应用解析[J].住宅与房地产,2018(36):47.
[2]杨拓.高层建筑中转换层结构的应用和发展[J].建材与装饰,2018(46):99-100.
[3]凌红军,谢望杰,吴琰.高层建筑梁式转换层结构设计原理与应用探析[J].居舍,2018(29):82.