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高层建筑梁式转换层结构设计分析

时间:2022-03-11 09:44:48 公文范文 浏览量:

  摘 要:由于目前用地紧张,高层建筑更加受到人们的青睐。在实际的使用过程中,人们更加关注的是高层建筑的使用功能。梁式转换层的结构设计能够让建筑空间更加合理的利用,在设计方面也更加的灵活多变,能够满足人们日常生活对建筑的需求。文章从高层建筑梁式转换层的设计原则、具体的设计分析以及设计中需要注意的事项进行详细、深入的剖析。
  关键词:高层建筑;梁式转换层;结构设计
  改革开放至今,城镇化建设的速度是越来越快。在大多数的城市中,尤其是一线二线城市居住人口也是逐渐的增多,给城市的发展造成了很大的压力。尤其是在人口居住方面显得愈加的拥挤,城市的土地可以用寸土寸金来形容也不为过。为了有效的缓解这种情况,出现了更多的高层建筑,在城市中随处可见,城市中的大楼越建越多。高层建筑更加注重的是其使用的功能,梁式转换层是高层建筑中功能转换的一种常用的方法。
  1 梁式转换层结构的设计原则
  1.1 在高层建筑中减少竖向构件的使用
  高层建筑中的功能多少与建筑中采用的竖向构件是成反比的,竖向构件使用的越多,建筑的功能就实现的越少,所以梁式转换层应用的作用也就越来越不明显。这样在高层建筑的设计中会出现一些质量上的问题,严重的还可能会造成安全隐患。
  1.2 转换柱和剪力墙的布置要遵循对称原则
  高层建筑中,转换柱和剪力墙的布置要讲究对称性。尤其要注意位于转换梁上的转换柱确保要放置在中间位置。这样做的目的是为了在转换梁发生形变的时候,不会对转换柱产生过大的影响,从而能够最大程度的保证梁式转换层结构设计的安全性。
  1.3 梁式转换层的结构刚度必须要好
  高层建筑的抗震效果是与转换层的刚度有直接的关系的,抗震效果的好坏与建筑的安全性是直接相关的。所以,梁式转换层的设计中,必须要保证转换层的刚度,高层建筑中功能转换的实现前提是建筑的安全性。那究竟怎么保证转换层的刚度呢?首先在施工材料的选择上要选择强度最好的混凝土,从而能够保证混凝土的刚度,这样才能够对建筑物的功能进行自由的转换。
  1.4 转换层的结构位置选取要适中
  在设置转换层的时候,高度的决定一定要慎重,保证其高度是存在合理范围内的,要根据建筑物的标准进行合理的规划。如果在高度设置的时候与建筑物的标准要求不符合,转换层的刚度就会大大的降低,随之而来的问题就是转换柱和转换梁所承受的压力大大增加,从而导致发生形变,建筑的安全性得不到保证。
  1.5 梁式转换层结构计算要精密
  高层建筑设计中,梁式转换结构设计是非常重要的一个环节,它决定着建筑的安全性。在设计的过程中,计算工作必须要严肃,认真,保证数据的准确性和严谨性。
  2 高层建筑中梁式转换具体设计分析
  2.1 梁式转换层结构形式的设计分析
  在实际施工的过程中,梁式轉换层的结构设计有许多种形式。但是不论哪一个形式的设计都离不开一个最基本的原理:在高层建筑中,会设置一个转换大梁,以此来支撑上部分的结构。梁式转换层的结构是通过剪力墙、转换梁、转换柱这一系列的过程传导,经过力在这几个位置的传递达到梁式转换层的设计目的。在高层建筑中采用这种梁式转换层结构设计能够使各个阶段的工作都能够更加的简单,空间设计转换方面也更加的直观。梁式转换层的优点是显而易见的,不可避免的是依然会有一些不足之处存在:如果在施工的过程中,上下轴线的位置发生错位的情况,那么在高层建筑的结构设计中就需要增加转换梁的数量来改变这种情况。那么采取这种做法,不可避免的就是会让整个建筑物的空间受力变得复杂化,大大的增加了建筑施工的难度。这种情况的可以依据梁式转换层的结构设计,结合建筑要实现的功能需求,灵活的采用不同结构形式的梁式转换层。
  2.2 高层建筑中梁式转换层结构的受力原理
  在高层建筑中,梁式转换层是改变建筑受力分布的一种方式。梁式转换层的设计中受力的传导途径是墙、梁、墙,这样的力的传播途径更加的简单直接,简化了对力的分析、计算工作。剪力墙的刚度、转换梁自身的刚度与转换柱的刚度是影响转换梁的受力情况。在相关的数据分析中显示:在转换梁的跨度小于等于12米时,转换梁所能够承受的层数是三层,但是在实验数据中,把承托层数调整到4层、甚至5层的时候再进行计算的结果,数据上存在的偏差也没有大于5%,这些数据表明如果把成图层数调整成4层、5层的时候依然是在一个可承受的范围内。这说明在承托层处于三层到五层之间的时候,依然可以用三层的标准进行计算。从计算分析的角度上来看,在墙体具有一定的长度的时候,转换大梁中的弯矩的作用要小得多。出现这种情况的原因主要有两个方面。第一,转换大梁所处的位置是在结构整体的受拉区,转换大梁中就出现了轴向拉力;第二,因为力的作用,在转换大梁中出现了拱这样的传力方式,力的作用方向由竖向的变成了斜向的作用力作用于转换大梁中,这样就会在支座中出现轴向压力。
  2.3 高层建筑中梁式转换层设计的相关要求
  梁式转换层的结构设计中,需要根据建筑物的功能转化的需求和力的传导要求与标准,结合建筑物转换层的设计高度,在合适的高度设置转换层结构。高层建筑的安全性是非常重要的,所以在转换层结构设计的过程中,要考虑到建筑物抗震的需求,严格控制转换层的高度。
  3 高层建筑中梁式转换层设计的注意事项
  3.1 梁式转换层采用竖向布置
  在高层建筑中,建筑物的受力情况是非常不均匀的。建筑下方的受力要远远大于上方的受力情况,非常容易导致刚度发生突变。梁式转换层的结构设计与常见的受力规律是存在差异的。在梁式转换层结构设计中竖向的布置有以下几种方式。第一,要在一定程度上减少梁式转换层的竖向受力,通过对剪力墙的控制来达到控制竖向受力的目的。举个例子:在确保剪力墙的数量保持不变的情况下,可以适当的减少一下剪力墙的厚度,以此来达到降低梁式转换层的竖向承载力。第二,梁式转换层的稳定性对建筑的安全性影响是非常大的,所以在材料的选择上应该选取高级配的混凝土材料,提高转换层内部的稳定性。第三,控制核心筒的厚度在四百毫米以上,才能够让结构更加的稳定。
  3.2 梁式转换层的平面布局设计
  梁式转换层的平面布局是相对比较简单的。尤其是在高层建筑中,常见的是采用对称的布局方式,这样的布局能够使转换层的中心稳定。平面设计围绕着梁式转换层的周边进行,转换层的强度也能够增加,保障高层建筑的稳定性。在梁式转换层的设计中,需要根据高层建筑的实际需求情况,对平面设计布局的各项数据进行严格的把关,把结构设计的误差降低到最小,保障建筑的稳定性是好的。
  3.3 地震等级设计
  高层建筑中,转换层起到的是承上启下的作用,并且相对来说,其复杂程度是比较高的。在地震等级的设计方面上必须保障地震等级与梁式转换层的需求保持同步。在转换层的设计中,尤其是针对一些比较特殊的转换层,相应的地震等级就要提高。地震等级的设计与建筑的安全性有着莫大的关系,所以要根据建筑的相关情况来提高地震的等级。
  4 结束语
  为了更好的实现这些功能,在高层建筑中要通过梁式转换层的结构设计来实现建筑的功能需求。在设计的过程中需要根据建筑的实际情况,遵循相关的设计规范,在计算工作上要严格的把关,最大才限度的减少出现的误差,保证准确性。在平面布局中,也要依据实际情况。严格的做好结构设计的每一步,使高层建筑的设计更加的完美,安全性得到更多的保障。
  参考文献
  [1]鲍广洲,林雷,穆瑞宝,等.梁式转换层施工技术在高层建筑中的应用[J].施工技术,2014(9):19-22.
  [2]赵文文,祁娜.剪力墙构件在高层建筑带梁式转换层中的合理布置[J].施工技术,2013,42(22):94-97.

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