建筑梁式转换层结构设计原理及其应用探讨

2015-04-16茹湖智

建材与装饰 2015年19期

关键词：框支梁式剪力墙

茹湖智

（鹤山市建筑设计院有限公司　广东　江门　529700）

建筑梁式转换层结构设计原理及其应用探讨

茹湖智

（鹤山市建筑设计院有限公司广东江门529700）

建筑行业的不断进步，人们对建筑工程的设计要求越来越高，建筑梁式转换层结构的设计对建筑的质量有着非常大的影响，本文通过对建筑梁式转换层结构设计原理及其应用进行分析，以期为相关人士提供理论参考，提高建筑梁式转换层的结构设计水平，提高梁式转换层结构在建筑工程中的应用。

建筑；梁式转换层；结构设计原理；应用

经济的迅猛发展，促进城市化规模不断扩大，对建筑的需求越来越大，目前我国城市土地资源利用紧张，高层建筑的建设能够缓解城市土地资源利用紧张的情况。梁式转换层结构设计通常应用在高层建筑中，为提高梁式转换层结构的应用效率，需要在设计的时候遵循梁式转换层结构的设计原则。梁式转换层结构将高层建筑的空间合理的进行利用，不仅能够缓解建筑空间利用紧张问题，还能增强建筑的平衡性，提高建筑的安全性，为人们的生命财产安全提供保障，方便人们的生活。

1　建筑梁式转换层结构设计原则

1.1合理布置转换层的主要结构

在建筑的转化层一般设置有竖向构件，在建筑的上面部分，竖向构件不能直接落地，并且无法实现连续贯通的状态，要保证建筑转化层的稳定坚固，必须要保证转换层结构的安全，转换层在设计使用建筑材料的时候，可以使用转换大梁和转换厚板，箱型结构和斜撑也应用的较多。在地震频发地区，建筑转换层结构就不应该使用转换厚板。转换厚板一般应用于地震发生率低的地区和一些地下室建筑中，地下室的周围有土层进行约束，地震发生时，地下室受到的影响比地面建筑要小，所以经常将厚板转换层应用到地下室建筑结构中。转换层结构在设计布置的时候，一定要根据建筑的实际情况和周边环境，进行严格的设计[1]。

1.2梁式转换层的结构位置要合理

梁式转换层的位置对建筑的抗震性能有较大的影响，将转换层结构设置在较高的位置，会影响转换层周围的框支剪力墙结构，会导致框支剪力墙的刚度和内力都下降，使转换层结构的抗震性能下降，剪力墙的结构不同于建筑抗震结构，会造成建筑设计人员很难精准的设计建筑抗震结构，对建筑结构质量造成影响。转换层结构在进行高位转换的时候，对转换层下面的框支结构要进行严格控制，尤其是框支结构的刚度，框支结构的轴向弯曲情况、剪切情况和变形情况都影响到框支结构的刚度，对这些因素要进行详细分析，将转换层之间的内力和末移角突然变化的发生率降到最低。对落地剪力墙之间的间距进行设计的时候，要严格按照建筑设计的相关规范标准，避免出现误差[2]。

1.3保证转换层具有一定的刚度

对建筑结构进行设计的时候，要重点注意转换层的刚度，转换梁和剪力墙对转换层的刚度影响都较大，要使转换层的刚度达到规范要求，在通常情况下，要保证转换梁的高度不能低于跨度的12%，促进转换层和下面结构部件的内力能够实现有效合理的分配，提高剪力墙和转换梁的受力能力，提高转换层结构的刚度。

1.4转换层下部主体的结构刚度要增强

要保证建筑的施工质量，就要保证建筑下部结构的刚度、强度和抗震能力都能达到规范要求，所以对建筑主体结构进行设计的时候，对转换层下部结构的设计要尤其重视，保证转换层下部结构的刚度符合规范要求。转换层上部结构对刚度的要求不高，在设计的过程中，要对上部结构的刚度进行弱化，让转换层上部结构的刚度与下部结构的刚度能够适应转换层结构变形的特征，使转换层更加平衡稳定。增强转换层下部结构刚度的方法有很多，最常用的方法就是增加剪力墙的设置来增强转换层下部结构刚度，在进行增设剪力墙的时候，一定要注意将建筑结构的整体刚度进行均匀的分布，有效的促进质量中心与刚度中心吻合，防止质量中心和刚度中心出现偏移的现象，一旦质量中心和刚度中心任意一个出现偏移状况，就会影响建筑结构的稳定性和安全性。也可以将转换层下部主体结构的截面尺寸增大来提高刚度，增加截面尺寸要注意合理的选择截面，如果选择简体截面来增加尺寸，在转换层的下部结构中，就会加大简体截面抗震总刚度的比重，也会加大抗震荷载，所以在转换层设计的时候，一定要将抗震性能进行重点设计。还可以通过提高混凝土的强度等级来提高转换层下部结构的刚度[3]。

1.5对称布置剪力墙和转换柱

建筑梁式转换层在设计的过程中，要保证剪力墙与转换柱实现对称布置，这样可以在转换层的梁跨中将梁上面的立柱进行转换，因为转换梁在变形的时候，转换层梁上立柱的柱脚位置受到力的作用，转角的幅度会增大，从而使立柱出现弯曲和剪切的现象，严重的话会导致立柱的内力发生超筋现象，严重影响建筑梁式转换层的稳定性。如果实现剪力墙与转换柱对称，能够避免这些问题的发生，有效提高建筑梁式转换层结构的质量[4]。

1.6合理的对转换层进行竖向布置

建筑梁式转换层结构在设计的时候要考虑到结构的刚度，就需要减少竖向构件的设置，在转换层设置较多的竖向构件，会减少进行转换的结构，降低转换层的刚度，对建筑的抗震设计造成不利影响。根据建筑的实际情况，分析建筑对功能有哪些需求，在布置转换层的时候，可以将技术的设备层设置在转换层自有的空间内，转换层自有的空间也可以设置为普通的楼层以供使用，在设置的时候要保证转换层的刚度符合要求，防止转换层竖向的刚度出现太大的差异。

1.7全面计算梁式转换层结构

建筑梁式转换层是建筑结构中非常重要的组成部分，计算转换层实际受力的时候，首先要对三维空间整体结构进行详细分析，通常采用有限元的计算方式对转换层结构布局进行计算和补充。局部的计算模型一般用在两层的结构中，利用局部的计算模型进行计算的时候，要保证模型的实际运行状况符合外界实际条件[5]。

2　建筑梁式转换层结构的应用

2.1工程概况

本文通过对广东韶关的一栋高层多功能楼房为例，来分析梁式转换层结构的应用情况。广东韶关某栋多功能楼房在地面上总共有22层，地下有2层，楼房总共有70m高，1～4层都作为商业门面，第4层采用的是梁式转换层结构，作为商业门面与住宅房的转换层。5～22层都设置为住宅房，采用的是剪力墙结构。

2.2建筑梁式转换层结构应用分析

广东韶关的这栋多功能楼房应用梁式转换层结构，依据转换层结构设计原则对其进行设计，为保证结构刚度，将转换层结构的构件截面尺寸设置的较大，应使用不同种类且直径较大的主筋和箍筋，框支柱和框支梁都使用三级钢筋，主筋的直径有32mm和34mm。转换层有5.43m的层高，框支梁有两种，其截面尺寸分别为1000×2000和1400×2200，而1400×2000和1400× 1400是框支柱的截面尺寸。箍筋的直径较大，并且箍筋的种类较多，按照设计图纸上设计的尺寸来制作箍筋，为避免箍筋尺寸出现误差，每次制作箍筋的时候，不能同时制作太多的箍筋，并且对箍筋进行绑扎的时候一定要用正确的绑扎方法，保证箍筋的质量[6]。该工程的梁式转换层结构上层为剪力墙，结构下层为转换的框架结构，利用双向梁布置的转换方式可以进行纵横两个方向同时转换[6]。