混凝土板式轉換層結構設計論文

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摘要：轉換層是高層建筑設計中的重要內容，其設計的合理性與有效性直接關系著高層建筑整體設計效果。為全面提高高層建筑工程建設質量，簡要探討高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計的相關問題，以推進建筑行業的發展進步，僅供相關人員參考。

關鍵詞：高層建筑；預應力；混凝土板式；轉換層結構；設計

現代社會經濟不斷發展進步，社會群體對高層建筑工程的設計效果以及建設質量也提出了更高的要求，預應力混凝土板式轉換層結構作為高層建筑中的重要組成部分，受到社會的高度重視。為進一步滿足用戶的多元需求，促進高層建筑實際功能的有效發揮，應當充分做好預應力混凝土板式轉換層結構設計工作，以保證建筑的整體性，進一步改善高層建筑整體設計效果。

1預應力混凝土板式轉換層結構的優點

一是預應力混凝土板式轉換層結構能夠在一定程度上改善建筑整體結構抗裂性能，提高高層建筑整體質量。通過研究可知，在采用預應力混凝土板式轉換層結構后，高層建筑轉換層結構的抗裂性得到明顯改善，裂縫發生的幾率明顯降低，為高層建筑質量控制打下良好的基礎。二是預應力混凝土板式轉換層結構能有效改善轉換層結構的抗沖切能力，且便于施工操作，一定程度上降低了施工難度。三是預應力混凝土板式轉換層結構能夠促進混凝土板中內部壓力均勻分布，便于高層建筑建設過程中對不同體積的混凝土內部收縮拉力進行科學化控制，減少混凝土內部裂縫發生幾率，切實提高了混凝土澆筑質量，提高轉換層抗震性能，確保高層建筑的使用功能得到最大程度的發揮。

2預應力混凝土板式轉換層結構的設計原則與設計方法

2.1設計原則

在高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計過程中，應當充分考慮高層建筑功能需求，對混凝土板式轉換層結構進行靈活布置，調整好上下剪切剛度，確保其滿足設計要求，對轉換層結構設計質量進行科學化控制。在基礎上應當依照建筑物高度方向設置轉換層結構，將其分為三種布置形式，分別是分段布置、間隔布置以及在建筑物頂部設置。在預應力混凝土板式轉換層結構設計過程中，應當結合工程項目的實際情況在上述布置方式中加以合理選取，依據實際情況進行合理選擇，最大程度上避免高層建筑物出現整體剛度不足而影響轉換層結構穩定性的情況。在設計中應當遵循一定設計原則，確保轉換層與加強層和設備層共同設置，從而全面提高預應力混凝土板式轉換層結構設計水平。

2.2設計方法

2.2.1設計計算。首先對預應力混凝土板式轉換層結構參數進行計算分析，根據計算結果，適宜將其設置在轉換層的下面，同時可以采用等效交叉梁系方法計算實體厚板，一般情況下等效交叉梁單側寬度小于板厚，一般為兩個支承距離的一半。其次應對厚板的具體荷載進行計算，按照實際柱、墻，將支座的各項參數輸入即可。再次由于三維單元計算方法精度較高，時間相對較短，所以采用此種方式對厚板的局部參數進行計算，在計算過程中，其主要形式為直角合格，所以還需要繪制網格，繪制過程中，應保證網格的長、寬、高的量級相同，并對尺寸相近的單元進行模式劃分。

2.2.2結構平面布置。轉換層結構形式有很多種，包括板式轉換層、梁式轉換層、箱式轉換層以及桁架式轉換層等等，在結構平面布置過程中，應根據建筑工程的實際情況，合理選擇轉換層結構形式。在所有轉換層結構中，板式結構層具有結構布置簡單、靈活等，缺點在于板的自重較大、材料消耗大；梁式轉換層有點在于施工簡單、傳力明顯，缺點在于空間受力復雜、高度受到限制等；箱式轉換層的優點在于剛度大、整體工作效果好，缺點在于施工較為復雜、施工成本較高；桁架式轉換層彎矩、剪力相對較小，缺點在于施工復雜。因此通過對不同轉換層結構形式的分析，結合工程實際情況，采取板式轉換層結構形式。

2.2.3結構豎向布置。對于結構豎向布置，關鍵在于控制好建筑的側向剛度，應遵循下大上小的原則，并嚴格控制轉換層上下等效側向剛度比。在設計過程中，應對轉換層的上部和下部分別進行強化和弱化，為達到這一目的，其具體做法如下：對于轉換層下部結構，如剪力墻、核心筒部分，應增加其厚度，同時在條件允許的情況下，應使其底部剪力墻不開洞；采取有效措施，提高底部柱的強度等級，與此同時剪力墻的強度也應有所提高。

3高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計的要點

3.1轉換層下部區域結構的剛度分布。在預應力混凝土板式轉換層結構設計過程中，下部區域結構的剛度分布是轉換層結構設計中的重點內容，一旦設計剛度較大，會導致地震反應發生，結構豎向剛度急速膨脹，使得轉換層上下受力不均衡，嚴重影響轉換層結構穩定性與經濟性。一旦剛度過小，在沉降差作用下會產生次應力，導致配筋增加。此種情況下，為切實提高高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計要點，應當充分做好轉換層下部區域結構的剛度分布，充分考慮豎向剛度變化情況，并全面衡量抗震設計相關內容，確保轉換層主體結構剪切剛度滿足高層建筑相關技術標準，通過提高混凝土強度或增加剪力墻等方式來保證剛度分布的均勻性。應當注意的是，在轉換層下部區域結構剛度分布中，應當高度重視筒體安全設計等相關工作，切實提高高層建筑的抗震性能。尤其是剪力墻的運用應當保證剛度均衡，最大程度上避免建筑物變形而影響高層建筑結構穩定性。3.2剪力墻作用于結構上下部分的剛度傳輸。在預應力混凝土板式轉換層結構設計中，為促進不同結構之間內力的有序傳遞，應當在結構上部對剛度分布進行科學化控制，通過減少剪力墻的方式縮短墻肢，從而促進剛度順利傳輸。與此同時，應當適度增大下部剛度，在確定剪力墻數量后對其進行優化布置，保證對稱分布，從而促進剛度傳輸的均勻性和有效性。3.3合理確定轉換層結構的剛度值。在進行轉換層結構設計的時候，一個重要的值就是轉換層結構的剛度值。一旦出現剛度超標的現象，地震反應就會出現，豎向剛度會急劇增大，使得上下層不利于受力和均衡性，另外，材料的需要增加，經濟上比較不合理。如果轉換層的剛度較小，那么豎向構件之間會出現沉降差，在結構與構件之間形成次應力。此時，就要選擇合適的次梁截面尺寸，保證其剛度達標。

總而言之，預應力混凝土板式轉換層結構在高層建筑設計中的合理應用，能夠在一定程度上改善結構性能，從整體上提高高層建筑設計效果。為保證預應力混凝土板式轉換層結構設計的合理性，應當結合高層建筑工程項目的實際特點開展綜合分析，掌握好設計要點，對轉換層相關參數進行合理計算，全面提高高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計水平，推動高層建筑行業的穩定健康發展。

作者:張曉妍 單位:大慶市規劃建筑設計研究院

參考文獻

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[2]孫福英，王霞.高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計[J].城市建筑，2016(17):79.