在土地資源日益短缺的背景下,高層建筑因其空間利用率高、占地面積小等優(yōu)勢,目前已經(jīng)成為城市的主體建筑類型。與此同時,高層建筑功能屬性也在增多,以商務型酒店為例,其結構中分為住宿、接待區(qū)、餐飲區(qū)、會議區(qū)等,每一類結構所需要的空間和建設結構強度也不同,這就需要在建筑結構中應用到建筑轉換層結構。通過研究建筑轉換層結構設計方案的核心內(nèi)容要點,對于提高設計方案可行性有著積極的意義。
轉換層在建筑施工中屬于一種較為常見的結構。對于不同層面的建筑物,使用功能、結構等存在一定差異,通過轉換層結構過渡,能夠?qū)翘萆舷虏拷Y構、設施等進行轉換。轉換層結構的主要功能包括:對建筑工程上下受力柱的分布狀況、分布密度等進行調(diào)整;對建筑結構軸網(wǎng)、結構形式進行調(diào)整,布置出上下不對齊的結構形式;改變建筑物框架剪力墻體系、內(nèi)部剪力墻結構等,調(diào)整建筑框架和剪力墻。在建筑轉換層結構設計中,設計師應綜合考慮各方面因素,包括建筑功能要求、建筑自身特點等,在此基礎上進行轉換層設計模式的選擇,確保設計合理,將建筑轉換層的作用充分發(fā)揮出來,實現(xiàn)建筑物穩(wěn)定性的提升,增加建筑壽命。在建筑工程中,轉換層結構既要承擔上部建筑物的重力荷載,又要承受下部建筑物的懸掛荷載。這種情況下,建筑轉換層中的內(nèi)應力會持續(xù)很長時間。
在建筑轉換層結構設計中,梁式轉換層結構屬于常用的銜接結構之一。該結構的應用主體是梁結構和支柱結構,同時結合實際應用需求,還會在適當位置增加剪力墻來分擔梁柱結構的受壓載荷,從而穩(wěn)定支撐上部結構強度的作用。
此類轉換層結構的施工過程相對簡單,并且剪力墻的使用可以進一步提高結構本身的可靠性,而且在計算結構受力情況時,可以直接根據(jù)結構分布來進行受力載荷的綜合評價,其傳力的結構途徑也非常明確,目前在很多建筑施工中都得到了很好的應用。
相比于梁式轉換層結構,板式轉換層結構是將轉換板作為主要的受壓結構,即在既定位置上鋪設板式結構。該結構的應用優(yōu)勢在于能夠包容多種類型的建筑結構形式,在整體結構相對復雜的建筑設計中,該結構有著非常好的應用。不過由于主體承重結構為板式轉換層,因此,在對其進行受力分析時,其傳力途徑不明確,分析過程也相對復雜,而且非常容易發(fā)生結構剛性減弱的情況。對此,在設計過程中應結合實際情況進行選擇應用。
在建筑轉換層結構中,桁架式轉換層的穩(wěn)定性更強,該模式是將桁架來作為建筑節(jié)點的銜接,同時在其中穿插梁柱結構,起到輔助結構受壓的作用。此類型結構的轉換層傳力途徑非常明確,而且結構自重相對較低,具有較高的抗震性。相對于其他結構而言,桁架式轉換層的施工工序相對復雜,在設計中需要考慮多方面應用因素,因此,在許多施工工期較為緊張的建筑工程中,該結構應用較少。
在建筑工程施工結構組成中,混凝土依舊是非常重要的主體施工結構,其應用質(zhì)量也將直接影響整個建筑工程使用效果。在建筑工程組成結構中,斜柱式轉換層結構的特殊性相對較高,其主體應用結構為斜柱,以此來輔助混凝土結構,發(fā)揮其主體的荷載能力。在應用斜柱式轉換層結構時,需要對結構內(nèi)部的水平載荷進行分析,優(yōu)化水平載荷的最短平衡路徑,在該路徑中添加斜柱結構,從而有效提升整個轉換層的綜合剛度。
除了上述應用結構外,在建筑轉換層結構中,巨型框架轉換層結構屬于新類型應用結構。其結構的主體是一些大型立柱,起到分擔結構受壓、提高建筑結構穩(wěn)定性的作用。在實際應用過程中,此類型結構的應用形式相對靈活,并且其結構性能相對較好,這樣也可以綜合提升整個結構的應用剛度。巨型框架結構自身存在著拉應力,因此在設計過程中,應綜合考慮這一內(nèi)容,在平衡結構拉應力的基礎上進行轉換層結構的設計。
社會經(jīng)濟水平提升,使人們對于建筑結構美觀性、功能性有了更多要求,同時為了提高建筑影響力,還會在結構設計中添加個性化設計內(nèi)容,這樣對結構本身的承壓情況提出了更高要求。因此,在建筑轉換層結構設計過程中,需要結合作業(yè)區(qū)域的實際環(huán)境,以及建筑結構本身的客觀屬性進行設計,從而提高整個設計方案的可操作性。在具體操作過程中,設計人員可以借助模擬系統(tǒng),模擬運行目前所設計的轉換層方案,根據(jù)運行中存在的問題進行參數(shù)修改,再次進行模擬運行,使整個設計方案更加滿足作業(yè)區(qū)的實際應用需求,本身也更加具備可操作性。
在建筑轉換層結構設計環(huán)節(jié)中,轉換層的綜合強度將會影響到整體建筑結構的應用質(zhì)量。在高層建筑結構中,高度的增加也會提高結構本身的自重能力,也會對結構本身造成較大的負荷。若不能合理控制,將直接導致轉換層結構出現(xiàn)剛性突變的情況,造成建筑結構出現(xiàn)形變。對此,在進行建筑轉換層結構設計中,需要對結構的綜合強度進行分析,同時將轉換層剛度設置在上部結構剛度的70%以上。同時對于轉換層結構中的剪力墻,在設計過程中可以適當增加其綜合厚度,從而提高轉換層結構的綜合強度,提升建筑工程整體的抗震性能。
目前,城市建筑的主體類型為高層建筑,很多建筑的高度已經(jīng)超過了60 m,部分城市的建筑高度已經(jīng)突破了100 m。在建筑高度不斷增加的背景下,建筑結構的受力情況、結構受壓分布也變得越來越復雜。在設計轉換層位置時,需要綜合考慮建筑工程的設計高度,結合以往的設計應用經(jīng)驗,再對其進行設計時,應適當降低轉換層的設計高度,將其設置在三層左右的位置。此類設計方法不會給建筑結構增加過多的負擔,同時建筑結構的受力形式也不會發(fā)生較大改變,能夠有效滿足實際的應用需求。
在建筑結構的組成中,轉換層結構雖然不屬于開放性的受壓結構,但是該結構是整體建筑結構中的一部分,可以分擔主體結構的載荷內(nèi)容。在對建筑轉換層結構進行優(yōu)化設計時,需要綜合考慮建筑結構與轉換層結構之間的整體性,使其可以組成綜合性的整體結構。在具體設計過程中,需要對建筑設計圖紙進行了解,明確建筑結構本身的設計參數(shù),結合設計參數(shù)的相關內(nèi)容來確定轉換層所在位置、結構應用方式、結構應用參數(shù)等內(nèi)容,從而提高建筑工程的可靠性,延長建筑工程的使用壽命。
綜上所述,在建筑工程設計中,建筑轉換層屬于非常重要的應用結構,其穩(wěn)定性也將影響到整體結構應用的可靠性。通過梳理建筑轉換層結構設計方案的核心要點,一方面,可以梳理設計過程中需要注意的重點內(nèi)容;另一方面,可以起到優(yōu)化設計方案的作用,提升建筑工程的社會應用價值。