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摘要:凭借着结构简单、施工方便等显著优势,梁式转换层结构在当前的高层建筑中也渐渐得到了较为普遍的应用。但因为梁式转换层结构同时也具有受力复杂、抗震能力差等特点,所以该如何对梁式转换层结构进行一个科学、合理的设计,也成为了高层建筑整体方案设计中需要重点关注的问题。基于此,本文就将围绕梁式转换层结构的设计要点进行细致具体的分析和探讨,以期为行业贡献一些意见。
关键词:高层建筑;梁式转换层;结构设计
引言:这些年来,随着现代城市经济的快速发展,各地的高层建筑项目工程越来越多。梁式转换层作为高层建筑主要结构形式之一,使建筑空间结构的设计更加合理和灵活,有利于整个建筑结构的应力平衡,满足高层建筑不同上下空间结构的设计要求,借着这独有的优势,梁式转换层在高层建筑领域中的重要地位也正日渐凸显。
1 不同转换层结构的特点
目前常用的转换层结构是板式转换结构层,在结构中得到了广泛的应用。另外,常见的转换层结构有析架式转换结构和梁式转换结构,这些转换结构的具体特点如下:
1.1板式转化结构层
板式转换结构上部结构相对简单,但受力效果也相对较差,结构受力比较复杂,结构计算难度较大。另外,板式结构层集中了较大的质量和刚度,在具体应用中也会导致地震反应集中性强,结构层的抗震性能较差,在实际应用中,如果遇到地震灾害,可能会受到严重破坏。
1.2析架式转换结构层
析架式转换结构传力能力强,路径清晰,便于结构开孔、管道设置,结构的具体尺寸和位置灵活,这也使得传递层的具体空间得到充分利用,受此特点的影响,分析框架式转换层高层建筑的刚度和质量也变得更为缓和宽松,同时结构的地震反应也远小于带转换梁的高层建筑。
1.3梁式转换结构层
梁式转换结构具有传递性能好、传递路径清晰、计算结构相对简单等优点,并且在具体应用中具有可靠性高、受力好、施工方便等优点,因此在工程中得到了广泛的应用,需要注意的是,如果转换梁跨度较大,对转换梁截面的要求也会相应提高,这也会导致横向刚度和质量的变大,这也会导致结构的地震反应相对剧烈。因此,在具体应用中,应加强该项内容分析和研究。
2 梁式转换层结构在高层建筑设计中的侧重点
2.1科学布置
在结构设计,进行科学、准确的布置是非常有必要的,中对于转换结构,既要满足实际的建筑功能,又要满足结构传力的实际需要。根据高层建筑的实际高度,它们的布置非常灵活。在传力过程中,结构布置应十分直接,避免次梁与水平梁转换的目的。在结构布置过程中,通过对托梁的转换,可以保证不落地的竖向构件直接传递到竖向受力构件上,使传力路径变得很小。在对转换层位置进行设计时,为了防止其因位置较高而对结构刚度产生较大影响,此时就应该将转换层放置在一个相对较低的位置,如此才能够进一步提高结构的抗震能力。
2.2合理对刚度进行控制
在高层建筑梁式转换层的结构设计过程中,不仅要求上下结构的变形均匀,而且要保证结构的刚度均匀,为了保证结构的刚度非常均匀,上部应不断削弱,下部应不断加强,为从根本上保证底部空间具有很好的强度、刚度和抗震性能,转换层下的主体结构应不断加强,上部应不断削弱,并不断优化转换层的截面控制能力,保证转换层的刚度不发生突变,高层建筑满足相应的抗震要求。
2.3分析计算转换层情况
通过对转换层的分析计算,可以有效地提高局部力的补充计算情况,并在局部力分析时不断提高计算效率,应用平面有限元是非常必要的,相关人员要科学地控制平面内部刚度的影响因素,还要结合楼板的实际要求。
另外,在分析计算过程中,为了保证现代高层建筑梁式转换层模型数据的真实性和结构控制的有效性,有必要实现楼层平面刚度的三维空间盒子模型进行模拟,而框支剪力墙在实际应用中非常繁琐。如果没有准确的连接,容易产生计算误差,严重影响整体分析效果,为了更好地解决这一问题,在建立空间分析时,应以梁柱为基础,以剪力墙为基础,建立研究模型。
3 梁式转换层结构具体应用方法细节
3.1转换梁截面设计
根据建筑物的实际情况选择合适的设计方法,或者结合不同的设计方法,通过,对偏心受拉构件的截面有效的计算,提高结构的承载力,提高转换层的稳定性和科学性。在两个截面的作用下,斜截面的抗剪承载力按V计算,截面设计主要采用有限元分析方法,合理计算各力的分布,找出分布规律,确保钢筋混凝土结构符合设计要求。从而确保压力值满足建筑要求,增加建筑的刚度和稳定性。
3.2转换层楼板设计
一般来说,转换层中有许多水平力,特别是在电源和转换层两侧楼板的位置。这些区域的应力可以通过有限元分析法来分析,在设计中要注意转换层楼板的设计,需要遵循以下设计原则:在实际设计中,尽量避免开孔,这样会影响水平传力的连续性,从而导致局部力和整体力不能相互集中,导致转换层在实际使用中的性能发生变化,因此可以在洞口处配筋,还有,在一些重要位置可以使用钢筋来增加板凳厚度,从而提高每个位置的稳定性。
3.3模板支撑系统
在模板支撑体系的设计过程中,为了满足安全施工的需要,采用
专业的设计软件对建筑物的安全系数进行测量,确定建筑物的最佳施工安全参数。在此基础上,计算了钢管支撑面、跨长、层间距等主要工程参数,为便于后期施工,节约工程造价,对模板的拆装也有预先
设定的方便性要求,特别是对安装施工难点的分析设计,可以利用专
业的设计软件识别潜在的难点,并采取有针对性的措施进行处理。
3.4转换层分析计算方法
在进行结构层整体计算后,设计人员要使用专业的平面有限元计算软件对转换层结构进行分析计算,同时采用多种方法来补充局部应力计算,设计人员应确保转换层结构的上下两层都位于计算模型内,然后考虑结构刚度的同时要结合楼层平面图,在计算框支剪力墙结构时,要详细到各个方面,保证上剪力墙应与下压杆紧密连接,连接方法不当,可能会导致较大的连接误差。
3.5转换层抗震设计
在转换层结构的设计中,转换层的存在导致高层建筑在高度方向刚度的均匀性受到严重的影响,从而引起承载力构件、墙柱截面的突变、线路的弯曲等。因此,对转换结构的抗震性能要求较高,在此基础上,在建筑物的3层及以上有必要设置以框支剪力墙为结构的转换层,同时,相关框架的抗震等级也需按国家相关标准执行,为了有效地提高建筑物的抗震性能和高层建筑转换层的抗震效果,有必要对构件的抗震性能采取必要的结构措施。
结束语:
综上所述,转换层的使用与传统设计有很大不同。因此,在高层建筑梁式转换层的结构设计中,设计人员需要联系结合建筑的设计要求和功能要求,科学合理地选择转换层的形式,然后根据不同施工部位的抗震等级要求,科学合理地布置梁式转换层结构,通过梁式转换层的使用,确保高层建筑整体结构的稳定性和刚度得到有效提高,最大限度地保障建筑功能和结构的安全,提高高层建筑的施工质量,从而实现现代建筑更多的功能需求,促进经济的快速发展。
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