建筑設計論文高層建筑轉換層結構設計

　　這篇建筑設計論文首先從梁式轉換層結構設計研究、桁架式轉換層結構研究、箱式轉換層結構研究、厚板厚梁轉換層結構四個方面，對轉換層結構設計方式進行了闡述。之后從高層建筑轉換層結構的設計原則闡述、高層建筑轉換層結構設計要點闡述兩個方面，論述了高層建筑轉換層結構設計原則與需要關注的問題，再配合實例分析，對相關論點進行了補充與論證。希望可以通過上文的研究，對日后工作的開展奠定基礎，提升日后工作質量。《建筑設計管理》創刊于1985年，是由中華人民共和國住房和城鄉建設部主管，中國建筑東北設計研究院有限公司與中國勘察設計協會主辦的全國建筑設計協會會刊，國內外公開發行的建筑科學類綜合性期刊。雜志社在十日之內審核，并告知作者是否錄用;如通過審核，一般可在三月之內刊登。

　　摘要：隨著城市人口的不斷增加以及城市化建設進程的加快，城市用地緊張已經成為目前十分典型的問題。為了緩解城市用地緊張這一問題，各地區都開始提倡修建高層建筑，利用高層建筑來在一定程度上緩解城市用地緊張的問題，重慶市就是比較典型的一個地區。以當前高層建筑轉換層結構設計工作開展的情況為基礎，結合近年來的工作經驗，對高層建筑轉換層結構設計工作理念進行研究，并提出具體化的設計方法，為后續工作的開展提供參考。

　　關鍵詞：高層建筑;轉換層;結構設計

　　引言

　　近年來人們的生活水平不斷提升，對建筑物要求也逐年增高。轉換層結構設計可以有效提升建筑物的質量以及建筑物使用性能，屬于高層建筑設計過程中十分關鍵的一個環節。社會現代化進程的發展，帶動著高層建筑朝著更高、更復雜以及功能化更強的角度進發，結構也相對完善。為了滿足當下社會發展趨勢的要求，必須要做好高層建筑結構轉換層設計工作，下文將對相關問題加以闡述。

　　1轉換層結構設計方式闡述

　　1.1梁式轉換層結構設計研究

　　梁式轉換層結構屬于當前我國高層建筑中比較常見的一種轉換層施工形式，將墻體轉換成梁柱，以此來掌握傳力的具體途徑。利用這種結構比較簡單的轉換層來進行施工，不僅條理清晰，而且需要投入的項目施工成本也比較低廉。正因為有上述各種優點，所以高層建筑轉換層結構的使用頻率才會越來越高，操作起來也更加方便。因為結構結構存在多樣化的特點，所以在工程項目建設過程中，轉換梁結構形式也開始變得更加豐富多樣。轉換梁需要承受大量的荷載，這些盒子啊來自于豎向桿件的作用。對不同結構形式轉換梁受力狀態進行分析，深入研究不同受力狀態下轉換梁的具體情況，明確轉換梁設計方法所受到的荷載。

　　1.2桁架式轉換層結構研究

　　銜架式的轉換結構，其受力規律相對明顯，操作起來難度較低，十分靈活，可以有效起到抗震的作用。該轉換層結構屬于梁氏轉換層結構的一種深入變形，轉換層的主要構成要素是鋼筋混凝土，銜架結構的上桿件、下桿件都布置在轉換層結構當中。銜架結構高度比較高，但是下部的各種桿件界面尺寸相對較小。雖然當下銜架式轉換結構整體性能較為理想，但是在設計過程中，卻經常出現各種問題。如果節點的受力比較大，很容易導致剪切位置出現損壞，適當的增加一些配筋量可以緩解這一情況。銜架式的轉換層結構設計對高度的要求十分嚴格，所以在對其進行施工的整個過程中，相關工作人員必須要控制高度，避免因為受到地震等情況，對其造成破壞。

　　1.3箱式轉換層結構研究

　　箱式轉換層結構形式，是單向和雙向托梁與上下層樓板相互作用而形成的一種新式結構，傳力比較強。從近年來我國常見的高層建筑結構角度分析，這種傳統的結構占用空間比較大，并不適合在住宅轉換層設計中使用，因為如果強行的使用在住宅的轉換層中，會導致轉換層結構設計和設備布置以及管道等位置產生沖突。這種轉換層結構形式缺點比較明顯，其自重比較大，而且項目的整體施工成本高昂。

　　1.4厚板厚梁轉換層結構

　　高層建筑結構當中，一般都存在上下柱網軸線錯開的問題，并且這些位置的軸線錯開程度比較大，需要使用厚板來承重，并形成專業的厚板式轉換層結構體系。這種轉換層結構體系形式靈活多變，可以十分靈活的布置一些下層的柱網，且這種柱網并不需要和下層結構相互對齊。該結構的自重比較大，項目施工需要消耗的材料總量比較多，嚴重影響了項目的經濟效益，導致項目施工成本明顯提升。厚板式的轉換層結構強度比較大，工作人員在對上層結構進行布置的時候難度較小，整個操作流程比較簡單易懂。因為傳力形式比較模糊，所以結構計算會受到一定的限制，且這種限制會對結構的整體設計產生影響。厚板式的轉換層結構會受到地震的影響，反應比較強烈，導致厚板層自身的受力明顯增加，同時也會產生一定量的剛度變化，讓上下層結構都承受到荷載的作用，轉換層結構設計方式總結如圖1所示。

　　2高層建筑轉換層結構設計原則與需要關注的問題闡述

　　2.1高層建筑轉換層結構的設計原則闡述

　　根據不同高層建筑的具體情況，來對轉換層進行布置，并改變建筑物豎向剛度，讓建筑物的豎向剛度產生一定的變化。因為受到地震作用力的影響，導致建筑物的許多位置都成為薄弱環節，會影響到高層建筑物結構體系的抗震效果，所以在對其進行設計的整個過程中，都必須要嚴格遵守設計理念及設計原則。在對結構體系進行設計的整個過程中，要盡量減少結構轉換豎向構件數量，如果豎向的構件數量不斷減少，則對應的轉換結構也會明顯減少，對建筑物豎向剛度突變的影響也會明顯縮減，進而提升建筑結構的抗震性能。高層建筑結構轉換層豎向設計，要盡量的選擇一些地勢相對較低的位置進行設計，并且在對轉換層結構形式進行選擇的時候，盡量選擇一些傳力路線比較明顯的結構，這有這樣才能為后續結構設計及施工奠定良好的基礎。

　　2.2高層建筑轉換層結構設計要點闡述

　　轉換層剛度突變，是高層建筑轉換層結構最常見的一種問題，同時也是解決起來難度最大的一個問題。為了全面滿足當下高層建筑抗震設計的硬性需求，相關工作人員必須要做好轉換層結構上下層總體剛度處理，盡量減少剛度突變地震所帶來的負面影響。在對其進行設計的全過程中，盡量增加截面位置的尺寸，并提升混凝土材料強度，利用增加剪力墻等形式來從根本上提升部分環節的剛度水平。負責對項目進行設計的工作人員，在對轉換層結構進行設計的過程中，必須要多考慮這方面的影響要素。高層建筑轉換層結構剛度必須要始終都控制在地震作用的影響范圍以內，不能超過規定的地震作用影響范圍，也不能過小。如果剛度超標，并且受到地震的作用，很容易提升建筑的地震反應。如果剛度比較小，會影響到建筑物上下層結構受力狀態，所以從整體上來看，在對建筑進行設計的過程中，必須要控制好建筑物的剛度，并保證材料消耗控制質量，避免高層建筑轉換層結構出現問題。

　　3實例分析

　　以貴州省某工程項目的建設情況為例，該建筑工程項目主要組成部分是住宅結構，將住宅結構作為建筑的主體結構，結合辦公、酒店及商業多項內容于一體，構成綜合性建筑工程項目。占地面積超過5萬m2，建筑面積為10萬m2，地上位置建筑總量在7萬m2以上，地下位置的面積為3萬m2。對該建筑工程項目進行轉換層結構設計，先對轉換層結構進行布置與選型，該工程項目A樓地面以上共計30層，高度94m，塔樓結構的框支層層高5m，每層的標準高度為3m。該樓利用放裂縫處理模式，與其余的裙樓相互間隔，而且地面之上的部分建筑物呈現出十字輪廓。在對樓塔進行設計的時候，選用框支剪力墻結構進行設計，并按照建筑的實際使用功能以及建筑的使用要求，分別對頂板位置進行剪力墻結構轉換處理。梁板位置混凝土的強度設計為C30-C35，豎向的構件混凝土強圖設計為C35-C60區間。剪力墻厚度按照項目的實際情況，設置為275mm，在對框支柱截面進行設計的時候，控制框支柱截面在1200mm，最后再按照項目建設與項目設計情況，對換梁截面位置進行設計。該建筑樓蓋采用現澆混凝土梁板結構進行建設，設計樓塔的核心筒內板厚度150mm，標準層厚度為100mm。之后對建筑物自身的應力情況進行分析，并將建筑物轉換層與上下相鄰的樓板厚度增加到170mm，按照實際的狀態來提升混凝土強度等級，最終起到提升轉換層穩定性的目的。

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