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摘要:在当前的社会背景下,城市用地变得更加紧张,对建筑工程的建设,提出了更高的要求,促进了高层建筑物的发展。对于高层建筑的建设来说,梁式转换层结构的设计是非常重要的。该结构形式主要存在承上启下的作用,在应用的过程中,需要对上部结构的荷载、力进行合理分配,才能保证主体结构在应用时,更加的安全稳定,避免后期出现结构开裂甚至倒塌等问题。施工企业需要联合资质更高的设计单位,制作科学合理的梁式转换层设计及施工方案。本文就高层建筑梁式转换层结构设计方法进行相关的分析和探讨。
关键词:高层建筑;梁式转换层结构;设计方法;分析探讨
近几年我国在进行建筑工程建设时,建设规模正在不断的扩大,楼层数也在不断的增加,提升了工程的建设难度。施工企业需要在现有技术的基础上,对其进行优化和完善,才能从根本上提高工程的建设质量和效率。尤其是在进行梁式转换层结构建设时,需要科学合理的设计方案,作为工程的建设支持,才能保证各个施工环节的顺利开展。因此施工企业需要做好设计管理,要对设计方案进行全面的审核,提高方案的应用可行性和经济性,才能促进工程的顺利建设[1]。
一、高层建筑梁式转换层结构设计要求
(一)采用剪力墙与转换柱的对称性布置形式
在进行转换柱与剪力墙建设的过程中,需要对施工位置进行合理地布置。在进行设计的过程中,需要保证剪力墙和转换柱呈现对称性的形式。如果转换梁存在变形等问题,转换柱的柱脚不会受其较大的影响,但是整体层面上会发生变形问题。因此要对变形程度进行严格的控制,尽量避免转换柱出现剪切破坏或者应力集中以及刚度突变的问题。这些问题的出现,都会在一定程度上,对转换柱结构的应用产生不良影响。会导致结构的应用安全性下降,甚至会对主体结构的稳定性产生影响。因此施工人员必须严格按照设计要求进行标准作业,尽可能避免出现人工失误问题,确保剪力墙与转换柱始终呈现对称性的建设形式[2]。
(二)采用竖向设计形式
在进行结构转换时,要尽可能减少竖向构件转换问题的发生,如果竖向构件的转换比较多,那么整体结构的刚度就会变小,在地震力的作用下,会出现位移过大等问题,这样会降低建筑物的抗震性能。在进行转换层结构设计时,设计人员要对建筑物的整体需求进行全面的考虑,在此基础上开展设计工作,确保建筑物的功能更加完善。如果需要在楼层的局部区域进行转换层的设计,要保证这个结构,与正常楼层之间的高度差异在标准范围内。对于带裙房的大型建筑物来说,要尽可能将转换层设计在裙房的屋面层,并且加大屋面层的楼板厚度。要明确上部结构的传递途径,才能降低地震作用对建筑物产生的不良影响[3]。
(三)精确控制施工位置
在进行高层建筑转换层设计时,要对施工位置进行严格的控制。结构的建设位置不能过高,需要将其控制在标准范围内,才能促进工程的顺利建设。如果建设高度超出了施工要求,就会导致转换层刚度下降,还会引发转换柱受力增大等情况。这些问题,都在一定程度上影响了建筑物自身的抗震效果。在进行功能转换时,要对转换层高度的提升程度进行严格的控制,还需要对落地剪力墙的施工间距进行适当调整,才能保证转换层的建设更加合理,避免后期出现质量问题[4]。
(四)保证结构应用刚度
对于高层建筑的梁式转换层设计来说,如果应用高度无法满足建设要求,就会降低建筑物的应用品质,同时会对主体结构的抗震性能产生一定的影响。因此在进行梁式转换层结构设计时,要提高转换层的综合刚度。一般情况下转换梁的截面高度不宜小于计算跨度的1/8,托柱转换梁截面宽度不应小于其上所托柱在梁宽方向的截面宽度,框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,且不应小于其上墙体截面厚度的2倍和400mm的较大值。在施工时,可以选用混凝土结构进行相应的建设,但要保证结构的刚性,能够满足施工要求,才能完善建筑物的功能。使其在应用时,能够发挥更大的作用[5]。
二、高层建筑梁式转换层结构设计方法的具体应用
(一)创新设计思维
以我国某一高层建筑项目的建设为例,设计人员在进行梁式转换层设计时,采用了钢骨架混凝土结构的建设形式。随着我国现代科技的不断发展,在进行梁式转换层建设时,已经应用了一些新型的材料和设备,其中钢骨架混凝土结构的应用存在一定的优势,不仅降低了空间资源浪费问题的发生几率,还可以提高建筑物的力学性质和抗震性能。在进行结构设计的过程中,还可以采用预应力混凝土材料。这项材料的应用效果比较好,与钢骨混凝土结构的应用相比较,这种材料的优势更加明显在进行结构建设时,可以缩小结构的体积,减轻自身的重量,而且能够规避裂缝问题的发生。因此施工人员在进行工程建设时,需要尽可能采用相关材料进行结构的建设,为梁式转换层的正常应用提供有效的支持[6]。
(二)拓宽设计形式
在进行工程建设的过程中,梁式转换层结构的设计,主要存在斜向支撑和竖向传力多道转换等方面。因为在进行工程设计的过程中,高层建筑物的楼层数比较多,需要转换多层楼层,且整体跨度比较大。在进行实际设计时,要保证最终计算结果的精确性,才能满足整体受力要求,可以通过增加斜向腹杆的方式,将部分竖向荷载力传递到其他构件中,使得转换梁的荷载力不断缩小。对于荷载的设计来说,是通过转换梁的设计,实现荷载的转换。但结构在实际应用的过程中,经常出现力学性能无法满足建设标准的情况。要在多个楼层进行转换梁的设计,且每个转换梁要承担一定的荷载力,才能对主体结构的受力情况进行有效的控制。避免因为上部结构受力过多,导致主体结构的应用稳固性下降。
(三)积极总结经验
设计人员在进行结构设计的过程中,要积极的积累经验,还要借鉴国内外一些先进的经验和技术。早在上世纪五六十年代,西方的一些发达国家就开始进行高层建筑物的建设。在进行建筑设计的过程中,通常情况下采用了上部剪力墙与下部框架结构相结合的方式进行主体结构的设计。这种结构的应用稳定性比较高,但在长期的发展过程中,已经无法满足当前的建设要求。设计人员研发出转换层结构之后,可以满足高层建筑物的功能建设需求。但当前在实际设计的过程中,还存在一定的不足之处,需要对一些典型例子进行分析和研究,对其中的优秀设计思想进行总结和归纳,才能提高我国设计行业的发展水平。
结语
综上所述,当前我国在进行高层建筑建设时,施工水平正在不断的提高,完善了建筑物的功能。但因为不同功能区域,对空间存在不同的需求,因此需要做好结构功能的转换,这在一定程度上提高了结构的设计难度。设计人员需要转变原有的思维模式,引进更加先进的设计手段,才能制作科学合理的方案。要做好结构的计算和分析工作,才能保证转换层结构在应用时更加合理,尽可能降低质量问题的发生几率。施工企业要提高对这一环节的重视程度,需要对其进行针对性的管理,才能促进工程的可持续发展。
参考文献:
[1]梅素娟.高层建筑梁式转换层结构设计出现裂缝的原因及对策研究[J].中国住宅设施,2021(05):48-49.
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[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.
[4]刘子健,吴琦锐.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[J].信息记录材料,2018,19(07):229-231.
[5]刘华丽,徐铁山.高层建筑梁式转换层结构设计原理及应用[J].建筑技术开发,2017,44(16):19-20.
[6]闰淼,周兰翎,查小鹏.浅析带梁式转换层的高层建筑结构设计[J].河南建材,2016(04):181-182.