【摘要】隨著我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑成為城市化發(fā)展進(jìn)程中重要的標(biāo)志，高層建筑結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，但是高層建筑通常是通過住宅小開間和商業(yè)大開間的合理應(yīng)用形成的，從豎向上來看有著很明顯的變化和不同，為了更好的解決剛度的變化和不同對(duì)高層建筑產(chǎn)生的負(fù)面影響，需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用轉(zhuǎn)換層或轉(zhuǎn)換構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)，因此，本文對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和研究。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

城市化發(fā)展為高層建筑的出現(xiàn)提供了便利，由于高層建筑在作用和功能方面有著明顯的差別，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取可靠措施保證傳力路徑簡(jiǎn)潔明確，且方便施工操作的設(shè)計(jì)思路。現(xiàn)階段，在我國的高層建筑建設(shè)過程中，轉(zhuǎn)換層技術(shù)使用頻率越來越高，通過應(yīng)用該技術(shù)可有效提高高層建筑使用效率，且隨著工程技術(shù)不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的實(shí)施方法也越來越豐富，但是在實(shí)施高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的過程中，需要注意很多問題，如設(shè)計(jì)構(gòu)件的應(yīng)力分析，構(gòu)造措施的切實(shí)保障，相關(guān)施工技術(shù)人員的技術(shù)問題，實(shí)施方法情況等等。而科學(xué)合理的對(duì)高層建筑進(jìn)行規(guī)劃，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)備等各個(gè)專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)可以更好的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的作用，從而提高建筑功能的使用效率和工程質(zhì)量。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的基本概述

1.1高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層介紹

不同的轉(zhuǎn)化構(gòu)件及結(jié)構(gòu)形式會(huì)對(duì)高層建筑的功能產(chǎn)生不同的影響和作用，因此要根據(jù)高層建筑的實(shí)際功能和作用來調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在現(xiàn)代化高層建筑的建造過程中，很多高層建筑都有著不同的作用和功能，因此就需要在建筑設(shè)計(jì)過程中對(duì)不同的功能和作用進(jìn)行劃分，以此來保障高層建筑物中各個(gè)功能區(qū)域得到科學(xué)合理的劃分。而這一作用的實(shí)現(xiàn)就離不開結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)。因此，在實(shí)施結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)不同高層建筑的實(shí)際作用和功能進(jìn)行合理的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層主要是對(duì)高層建筑中的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行調(diào)整和變換，如各個(gè)樓層之間的結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件不相同，就需要設(shè)置不同的網(wǎng)軸。但是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層就可以同時(shí)具備網(wǎng)軸線的變化和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的作用和功能，這樣就需要在高層建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)。比如上部剪力墻結(jié)構(gòu)部分墻肢需要轉(zhuǎn)換為框架柱等。

1.2高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)特點(diǎn)

和普通的建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層相比，高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的截面高度比較大，并且垂直荷載和橫跨面積都比較大。另外，對(duì)鋼筋的排布情況和鋼筋強(qiáng)度都有著比較高的要求，對(duì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的具體支撐能力有了很高的要求，這在很大程度上加大了高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工難度系數(shù)。并且在不同的高層建筑施工階段，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層可以承受的上部荷載有所不同。此外還會(huì)受到建筑澆筑混凝土因溫差變化而出現(xiàn)裂縫問題的影響，所以，一般情況下采取降低混凝土水化熱的方式，再根據(jù)鋼筋負(fù)荷情況和骨架跨度情況等來進(jìn)行穩(wěn)定性的控制，以此來保障結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層更好的實(shí)施。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)規(guī)范要求

2.1結(jié)構(gòu)布置方面

首先需要對(duì)底部的空間框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)地面上的空間層數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)定，如在8度的時(shí)候一般不可以超過3層，在7度的時(shí)候不可以超過5層，并且底部的轉(zhuǎn)換層框架結(jié)構(gòu)位置也要適當(dāng)?shù)淖鞒稣{(diào)整。另外，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下部分的側(cè)向剛度比也需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在1、2層時(shí)，可近似采用轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層結(jié)構(gòu)的等效剪切剛度比γe1表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化，γe1宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.4，抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.5[1]。

2.2截面設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換柱的截面設(shè)計(jì)是有一定限制條件：在配筋構(gòu)造方面，柱內(nèi)的縱向鋼筋配筋率也有嚴(yán)格要求;另外在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，轉(zhuǎn)換柱也是有一定要求：箍筋的直徑要不小于10mm，并且箍筋間距不大于100mm，同時(shí)也要小于6倍的縱向鋼筋直徑的最小值，還需要根據(jù)轉(zhuǎn)換柱的抗震等級(jí)進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整等。

2.3結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化層設(shè)計(jì)

在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)減少豎向轉(zhuǎn)換構(gòu)件，盡可能多的將豎向構(gòu)件落地?？梢酝ㄟ^采用一些直接接地的設(shè)計(jì)，以減小建筑豎向剛度的變化，從而提高高層建筑物抗震性能;其次，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的時(shí)候要重視傳力路徑的直接有效，在保障轉(zhuǎn)換層的剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的受力進(jìn)行合理分配[2]。

2.4換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中除了要做好結(jié)構(gòu)形式方面的設(shè)計(jì)之外，在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際進(jìn)行針對(duì)性的高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

第一，因?yàn)樵诟邔咏ㄖ修D(zhuǎn)換層的使用會(huì)造成豎向的剛度變化，尤其是在遇到地震等外在的荷載時(shí)，很容易在薄弱部位形成結(jié)構(gòu)損傷，從而讓整個(gè)高層建筑的抗震性減弱，因此，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該盡可能的減少豎向轉(zhuǎn)換構(gòu)件的應(yīng)用，提高高層建筑的抗震性。

第二，為了增強(qiáng)高層建筑的抗震性，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)該注意轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層結(jié)構(gòu)的剛度變化，并對(duì)剛度進(jìn)行有效的控制，盡可能的減少地震對(duì)高層建筑產(chǎn)生的危害。所以在轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的過程中，常采取大尺寸的截面，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，并通過增加剪力墻等等方式來加強(qiáng)剛度。

第三，要對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度突變進(jìn)行合理控制，使其在合適的范圍內(nèi)，剛度突變?cè)诎l(fā)生地震的時(shí)候會(huì)使得高層建筑震害加大。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換構(gòu)件設(shè)計(jì)分析

3.1嚴(yán)格控制混凝土溫度

高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工過程中，混凝土構(gòu)件內(nèi)力會(huì)受到溫差變化的影響，尤其是在大體積混凝土構(gòu)件施工過程中，因此這就需要對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并且根據(jù)實(shí)際的需求情況來對(duì)混凝土的溫度情況進(jìn)行檢測(cè)和控制。在這個(gè)過程中要對(duì)混凝土中的水泥水熱化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，還要對(duì)澆筑過程中的溫度進(jìn)行把控，以此來確?；炷潦┕み^程中的溫度在適合高層建筑施工的溫度需求范圍內(nèi)，以此來保障高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工質(zhì)量[3]。

3.2完善鋼筋連接施工技術(shù)

在高層建筑結(jié)構(gòu)層轉(zhuǎn)換的施工過程中應(yīng)該對(duì)鋼筋連接技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行不斷的完善，首先在鋼筋的連接過程中，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)板鋼筋的連接進(jìn)行搭接接長(zhǎng)工作，保障主筋是通過電渣壓力來進(jìn)行焊接接長(zhǎng)的，在處理梁筋的時(shí)候，應(yīng)該通過直螺紋機(jī)械來進(jìn)行連接，以此來保障施工過程中所有的程序和結(jié)果都是嚴(yán)格的按照相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行的。

高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑來說是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。可根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)情況來采取不同方式的設(shè)計(jì)，如梁式、箱型、空腹桁架式和板式等，通常來說，轉(zhuǎn)換梁的使用比較頻繁，因?yàn)閭髁ν緩礁鼮榍逦鞔_，在使用的過程中也比較的方便和靈活。這些抗震手段和方法的選擇要根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層實(shí)際的需求情況來實(shí)施，以便更好的發(fā)揮出結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的作用。轉(zhuǎn)換構(gòu)件的設(shè)計(jì)一般需要不同計(jì)算軟件進(jìn)行對(duì)比分析。

結(jié)語：

通過上文的分析，可以了解到在高層建筑中，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層需要根據(jù)高層建筑的實(shí)際功能來實(shí)施，并且結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的實(shí)施還會(huì)受到多方面因素的影響，讓相關(guān)的技術(shù)人員真正的認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的作用，從而充分的發(fā)揮出結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的作用和效果，并且充分發(fā)揮出高層建筑的功能，實(shí)現(xiàn)高層轉(zhuǎn)換建筑工程的安全、適用、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)理念。

參考文獻(xiàn)：

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[2]呼延競(jìng)飛.帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（10）：116-117.

[3]鄭欽泉.高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2018（18）：112.

作者簡(jiǎn)介：

王運(yùn)成（1982.05-），男，漢族，碩士研究生，結(jié)構(gòu)工程專業(yè)。