带结构转换层的高层建筑结构设计

1、    带结构转换层的高层建筑结构设计    马堃王冉摘    要：新时期背景下，人们对住房设计提出了新的要求，这将使得建筑企业应根据建筑的实际情况和用途，采用现代化的方式进行结构转换层的设计。因此，设计人员应充分掌握结构转换层方面知识，并且与实际要求相结合，在符合设计规范的基础上做出科学合理的设计，使建筑物的稳定性得到切实保障。本文对带结构转换层的高层建筑结构设计进行了探讨。关键词：结构转换层;高层建筑;结构设计;措施1  前言随着我国城市化进程的不断推进，城市人口逐渐增加，土地面积急剧减少， 因此高层建筑逐渐成为了缓解城

2、市土地资源短缺的主要途径。带结构转换层的高层建筑比较复杂，因此在进行设计时，需要将高层建筑的施工质量作为前提，深入探讨转换层结构设计要点，并结合高层建筑物的实际特点，合理设计转换层结构，最终实现建筑设计的快速、稳定发展。2  结构转换层的作用和类别2.1  作用高层建筑的商业效益和经济价值的增高可以通过提高高层建筑的功能性来实现，多功能的高层建筑在建筑物土地面积的利用上实现了最大化，并且可以解决传统意义上不同类别或功能的建筑物分离的问题，实现建筑用地使用的功能性集中，满足人们在快速的生活节奏下对商用建筑和民用建筑综合利用的客观要求。因此，现代的高层建筑建造非常重视建筑的结构

3、层次多重性和功能用途多样性，即按照不同的楼层区域将高层建筑内各楼层依据用途进行区分。例如，将首层临街位置作为商铺或餐饮娱乐之用，中部设为办公之用，顶部多为民用住宅或旅馆。还原到建筑结构和原理上来说，不同功能的楼层对房屋间数的开设以及实用空间的大小都有不用的要求，在两种用途楼层区域的衔接楼层处，就需要设计结构转换层来保证各种类型楼层的正常使用。2.2  类别第一种，板式转换层。是指结构转换层的主体为一块整体浇筑的有一定厚度的规则平板，这种方法主要应用于衔接楼层的上下结构差异很大，无法进行常规协调的情况。而且由于上下结构的复杂性较高，会引起转换层的受力不均的问题。另外，由于板式转换层是一

4、块整体浇筑的平板，在结构灵活性和空间利用率上都存在一定的限制。第二种，梁式转换层，这种转换层虽然在结构上相对复杂，但可以解决高层建筑中受力不均匀的问题。同时梁式转换层能够比板式转换层节省出更多有效的建筑空间，在我国的结构转换层设计中被普遍的认可和使用。3  高层建筑带结构转换层结构设计3.1  模板支撑的选择设计首先需要按照建筑物的具体情况选择合适的结构模板支撑。对于高层建筑而言，带结构转换层结构非常复杂，无论是钢筋分布情况，还是施工的耗材量以及负载情况都非常的繁琐。因此想要实现带结构转换层的高层建筑结构设计，需要按照施工模板支持施工系统，做好应力分布，保证施工建筑物的稳定

5、承载能力，使其能够支撑整个建筑系统与自身性能。一般情况下，常用的模板支持系统不多，但是在使用的过程中需要结合建筑物自身的特点，选择最佳的模板支撑设计，从而使建筑物的设计符合施工要求。3.2  过渡设计、防震设计高层建筑带结构转换层会受到建筑物上下连接的影响，因此转换层的结构会比较复杂，并且结构转换层需要携带整个高层建筑物的质量，因此一旦出现设计不达标现象，建筑物的施工会出现抗震能力不足等安全隐患问题。此外，高层建筑带结构转换层属于大跨度结构转换层，截面积较大，因此选择最佳的过度转换层才是设计最佳转换层面临的主要问题和难点。近年来，高层建筑结构转换层包含结构桁架式、板式、梁式、箱形和空

6、腹桁架式等不同的桁架型常用形式。对于大型系统和大跨度梁组件而言，力传输方式具备很强的灵活性，因此具有较大的优势。而梁主要应用在空间剪力墙结构当中，虽然梁具备清晰的优点，但是实际耐用性较差，抗震能力不足。在对高层建筑物的带结构转换层进行设计时， 需要结合建筑物的实际情况，选择最佳的设计方案。3.3  转换层结构的钢筋设计对于高层建筑带结构转换层的钢筋设计而言，首先需要合理选择钢筋设计方案。梁柱接头属于钢筋比较密集的地方，该区域需要使用较多的钢筋。在设计高层建筑转换层时，需要使用大径梁或者钢筋量，因此合理安排钢筋的使用顺序对于高层建筑转换层而言非常重要。在设计结构转换层之前，需要对整个建

7、筑物的设计具有充分、全面的了解，然后才能够确定钢筋的使用顺序，同时还需要全面考虑钢筋之间的关系。当出现转换板厚度较大或者结构转换梁高度较大时，需要采取稳定钢骨架的措施，确保带结构转换层设计可以满足高层建筑物的设计要求。4  带结构转换层高层建筑结构设计中的优化策略4.1  减少转换层竖向结构刚度的差异性在对高层建筑的设计过程中，设计人员应该将结构转换层的刚度差控制在一定的范围内，并在设计的过程中不断地对建筑的落地墙的厚度进行有效的增加。与此同时，建筑物的落地构件也应该保证设计均匀，并采取一定的方式来选择构件的尺寸和大小。在这个过程中，设计人员还应选择刚度比较大的混凝土材料来

8、作为转换层，这样就有效的增强了建筑结构转换层的抗侧力的效能，也能够对高层建筑的性能进行有效的评估。4.2  充分考虑不同层受力状况对转换层的影响在高层建筑当中，不同楼层之间的受力情况是不相同的。所以，在对高层建筑的结构转换层进行设计的过程中，应该对不同楼层之间的受力情况进行综合的考虑。设计人员可以将转换层不同部件之间的应力值进行计算，并结合结构转换层的应力分布情况，这样就能够有效的提高结构转换层的实际效果。与此同时，转换层设计人员，还应该掌握高层建筑的特点，并针对建筑的实际情况来对全埋式锚固结构进行设计。4.3  合理布设剪力墙，保证转换层整体结构的合理性在对带转换层高层建

9、筑结构进行设计时需要合理布设剪力墙，在设计转换层时需要保证剪力墙框架支柱的均匀性，使剪力墙与支柱之间的距离控制在11m 左右范围内，进而保证转换层整体结构的稳定性。在设计高层建筑转换层结构时，需要严格按照剪力墙的具体要求进行布设，有效增强地下结构整体的抗压能力，在设计转換大梁时需要充分考虑整体结构的受力能力，同时严格控制短肢墙的内力，进而达到整体结构稳定的效果。4.4  注重空间的计算分析转换层作为建筑结构的重要组成部分，对空间整体进行计算分析时，应该采用合适的计算模型，保证和实际受力情况相符合。在必要情况下，为了弥补转换结构的不足，可以采用有限元分析法，以保证良好的受力性能。施工设

10、计上，考虑到支撑方案的重要性，通过对比钢管排架支撑、钢桁架两种方案的优缺点，一般认为前者费用低、工期短、而且拆装方便，因此作为首选支撑方案。4.5  做好设计协调工作在建筑的竖向结构上，如果上下楼层差异明显，或者竖向柱的轴线发生错位，此时就需要对转换层进行协调，针对以上情况应该选用板式结构的转换层。斜柱转换之间会形成水平荷载力，而且力度较大，应该根据建筑现场的实际情况，来架设圈梁或者拉梁，最好通过最小路径达到平衡的目标。除此之外，为了减少上下楼层之间的压力差，可以在多个楼层共同架设转换斜柱。综上所述，高层建筑转换结构在设计过程中需要考虑多方面的影响，同时也要把材料因素和施工的因素考虑在内，只有这样才能更好促进我国高层建筑的发展