滨州市建筑设计研究院256613
摘要:社会主义建设事业的蓬勃发展快速推进了我国的城市进程,城市建筑的大量增加,在满足居住等基础功能要求的同时,建筑物设计及功能等方面出现了功能向多样化发展、外观设计和内部结构更趋复杂等发展新趋势。本文重点对建筑中具体应用转换层相关的结构设计理念还有相关的设计原理以及技术的具体应用等方面进行相关探讨,探求在最优设计模式方面有所收获。
关键词:建筑转换层设计问题剖析
在建筑物结构中,转换层是实现结构转换以及楼层设置的具有水平转换作用的构件,整体的建筑结构主要通过相关的转换层结构分开,在结构形式上满足建筑上下结构的不同需求,对于下部结构而言,可以更好的形成空间较大的结构用以满足商用方面刚度要求较小的框架结构形式。对于上部结构而言,建筑的结构形式则可以根据不同的使用功能要求灵活进行设置。在建筑物结构中实际状况中由于转换层结构的具体设置造成在建筑物高度方向上其相关刚度均匀性在一定程度上受到破坏,致使在传力路线方面比较曲折,出现应力集中以及变形集中的问题,决定了相关的转换层结构其重要性不容低估,必须在设计方法以及措施实现转换层结构具有安全可靠的作用。
一、转换层结构在受力方面的特点
建筑物的转换层其功能方面的主要作用是把上部小房间在开间相应的竖向结构方面的荷载向下部相关的大开间方向的竖向结构上传递,事实上竖向结构其相关的上下结构由于没有实现连续贯通,致使竖向构件在传力方面并不直接,转换层结构在上下楼层相关的抗侧刚度问题上发生突变,形成整个建筑在结构受力方面情况复杂。会导致在发生地震时其转换层结构会有相关的薄弱层以及软弱层出现,造成建筑结构发生倒塌。
二、转换层结构相关的设计原则
(一)对于转换层结构而言,构件在受力方面需要更多的承受来自上部结构通过传导形成的竖向的巨大荷载,还有由于悬挂相关的下部结构形成的多层荷载,所以对于转换层结构相关设计工作主要控制因素是竖向方面的荷载,需要对结构构件相关的竖向挠度进行严格控制。
(二)结构传力以及建筑功能方面的相关需要是进行转换层设计必须考虑的要素,依据技术标准要求以及科学计算实现结构方面的灵活布置,确保刚度充足。同时如果整体刚度出现不足时,可在屋面梁和板的加大相应的尺寸以及厚度,尽量减少因地震造成的损害。
(三)一般而言刚度突变其主要来源就是竖直构件,要依据相关的计算数据在数量上科学减少竖直构件实际使用,防止因竖直构件过多使用而最终影响相关的转换效果。要依据比例严格分配,确保内部力度在传输方面的平衡性,把转换层在力度均衡方面的优势充分发挥出来,科学有效的承担建筑的实际内力。
(四)通常建筑的底层入口会有扩大的需要,其上下层过度柱列的疏密程度不一,水平转换构件需要布置在平面周边相关的角筒以及柱列上。转换层相关的结构设计要充分结合高层建筑相应的基础受力情况对强度分配进行调整,强度适当可以保证转换层的性能,优化转换层的应用。
(5)在转换层相关的转换构件方面可选择转换大梁或者是箱形结构和厚板以及桁架还有空腹桁架和斜撑等相应形式,在相关的框支柱以及落地剪力墙方面的布置要根据实际设计的刚度科学对墙体厚度适当增加,对于落地剪力墙的实际间距要按规程采取适当加严的方式等,控制好刚度突变情况的发生。
三、转换层结构相关的设计以及构造
(一)框支柱相关设计以及构造
对于建筑单位而言,要实际应用相关地理信息系统对建筑所在地相关的地震数据予以掌握,依照建筑实际要承受地震级别科学计算出转换层框支柱的具体分配。框支柱采用的截面尺寸具体由轴压比进行控制,在进行抗震设计时,实际尺寸要大于国家规定的450毫米,框支柱实际使用的混凝土相关强度等级要超出C30水平。在相关的抗震设计中框支柱在箍筋形式上适宜应用井字复合箍还有复合螺旋箍等形式,控制箍筋实际应用直径要大于10毫米。
(二)转换层相关结构中对于框支梁具体设计以及构造
梁体的稳定性很大程度上取决于框支梁设计,剪压比控制相关的截面尺寸,一般要大于其上部剪力墙两倍厚度,不能小于400毫米。通过剪压比控制能够更好的限制内力,保证构件实际的延性,防范弹塑性阶段发生脆性破坏。设计参数高度受框支梁跨度方面的影响较大,标准数值以跨度的1/6为宜。对于框支转换梁而言,相关的构造要求其混凝土等级要高于C30标准,对于偏心受拉框支梁而言在制作相应的上部纵向位置的钢筋时要有1/2沿梁实现全长贯通,确保其下部相关地方纵向钢筋都能全部直通入柱内。对于框支梁而言在支座处设置的箍筋要进行加密的特别处理,在洞口实际靠近框支梁相关的端部而且梁实际受剪承载力方面如果达不到具体要求时,可以实施增大框支梁洞口对应的连梁刚度或者通过对框支梁加腋等措施。
(三)转换层相关托柱转换梁方面的设计
对于托柱转换梁实际的截面尺寸而言,其尺寸应大于承托框架柱相对于梁宽方向实际的边长,在受剪压比方面其控制应该满足柱两侧实现各宽出50毫米的要求。对于转换梁而言其在荷载集中处,转换梁通常附加横向钢筋的相关位置,为配合转换梁相关截面对于抗剪承载力方面的实际数据要求时也可通过不配置相关附加相应的横向钢筋的方式处理。
(四)框支梁方面相关的剪力墙设计
对于转换层框支梁而言,上部相关的二到四层剪力墙与其共同工作,这些剪力墙内相应的剪应力以及相关的压应力在分布上实际并不均匀,通常框支梁端部附近的压应力会比较大,压应力在靠近框支梁跨中部的方向上会逐渐减小,具体在设置配筋实际强度的问题上需要具体依据剪应力以及压应力实际计算数值确定。
(五)转换层结构中楼板的设计
通常情况下转换层楼板实际承载上、下楼层的剪力传递,楼板相关的强度以及刚度要依据剪应力进行实际设计,避免楼板因剪应力的巨大作用下出现变形或开裂的情况。转换层楼板要依据相关国家规定其最小截面高度不得小于180毫米,并且要在板面以及板底设置双向配筋,在楼板周围的边梁或者是墙体内要保证有钢筋锚固其中。对于转换层楼板而言不应出现错层以及筒体,在落地剪力墙处相关的楼板不允许开洞,强化转换层楼板实现整体性。
四、建筑转换层结构相关设计要点
(一)对于建筑转换层而言,在相关的竖向布置方面,要重点解决好建筑在侧向方面出现受力不均衡的状况,避免刚度突变,必须在保持原有剪力墙实际数量不变的情况下对剪力墙实际厚度进行削减,以减轻竖直方向的实际承载力,以实现对转换层竖向承载力降低的目的。要严格按照国家和行业标准配相关的混凝土材料,保证结构的稳定和坚固。对剪力墙内部相关核心筒实际厚度加以控制,确保转换层结构的稳定。
(二)在转换层相关的平面布局方面,其设计重点围绕转换层结构的周边,充分利用堆成设计来实际对转换层重心予以稳定,对建筑在水平方向相关的位移距离加以控制,满足扭转标准方面的要求,对建筑的实际扭转能力予以提升。要强化平面布局数据测量和计算的准确性,提升图纸设计的质量,防范出现设计方面的误差。转换层在设计时要充分对地震级配相关问题予以考虑,结合实际情况适度提升等级级别。
五、结束语
转换层对于建筑物结构的稳定而言具有及其重要的意义,其重要作用不容忽视,在实践中应该根据实际建设需要通过对既往经验的总结和相关的数据验算工作,有效优化建筑结构设计,科学应用好转换层,在建筑物稳定性上下功夫,努力建造美观、实用、安全的建筑。
参考文献:
[1]覃文胜.高层建筑梁式转换层结构设计探讨[J].中国高新技术企业,2010.
[2]张博.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[D].湖南大学,2011.
[3]李中军,徐茂江,李龙.预应力混凝土转换层结构设计[J].建筑结构学报,2008.
[4]魏剑侠.高层建筑梁式转换层结构设计分析和应用[D].郑州大学,2007.
[5]李隽,刘宏伟,许建华.谈高层建筑梁式转换层结构设计[J].工程建设与设计,2005(10):21-23.