建筑转换层结构的设计问题分析

建筑转换层结构的设计问题分析
发表时间：2017-03-30T10:42:13.787Z 来源：《北方建筑》2016年12月第35期作者：周晓强[导读] 预应力混凝土板式结构在建筑结构中被广泛的使用，本文就是通过对具体工程的分析。

哈尔滨工业大学建筑设计研究院摘要：经济在不断的发展，社会在不断的进步，建筑行业也在不断的发展，在建筑行业的发展中，需要对预应力混凝土板式转换层结构设计进行具体的分析，预应力混凝土转换层结构在防裂和抗震能力上都有着较大的作用，预应力转换层结构需要将混凝土结构结合到其中，这样可以最大程度的预防混凝土裂缝的情况。

本文就是对预应力混凝土板式转换层结构设计进行分析，为相关的研究提供借鉴。

关键词：预应力；混凝土；板式转换层；结构设计
预应力混凝土板式结构在建筑结构中被广泛的使用，本文就是通过对具体工程的分析，对预应力混凝土进行简单的介绍，在工程的施工中使用预应力混凝土板式转换层结构可以提高建筑物的使用性能，将钢筋的选用做好，尤其是在一些较为薄弱的环节上，如果没有将配筋问题解决好，那么就会影响着结构的设计工作，也会对转换层结构设计中的计算有着影响，因此，要重视预应力混凝土板式转换层结构设计工作，为建筑行业的发展做出贡献。

一、本次工程施工的情况本文是根据某小区的具体施工对预应力混凝土板式转换层结构设计工作进行分析的，本次工程的概况如下：小区属于高层商住房，有一层地下室，还有裙房，裙房有5层，还有30层的塔楼，在本次工程的施工中，建筑面积共有3.7万平方米，小区有上下楼层结构，需要使用转换层技术，在众多的转换层技术中，本次工程中使用的是梁式转换层技术，梁氏转换层在转换层技术中的使用是较为成熟的，除此之外，还使用厚板转换层，厚板转换层也是理论性较为成熟的一种转换层结构技术，在使用的时候也是十分灵活的，可以进行三维转换，在柱网的布置上也有着较大的灵活性。

二、预应力混凝土板式转换层结构设计的重要性预应力混凝土板式转换层结构设计在建筑中被广泛的应用，可以提高建筑物的抗震能力，在建筑物的要求上是非常高的，高层建筑中使用预应力混凝土板式转换层结构有着独特的优势，这一优势的体现就是要将建筑方式结合在高层建筑中，在预应力混凝土转换层结构设计中，与传统的结构设计相比有着十分明显的特点，在进行转换层结构设计的过程中，需要将转换层结构设计的优势发挥好，就会避免转换层结构设计中出现的问题，在预应力混凝土板式转换层结构设计的有着如下的优点：首先要做的就是将转换层的抗裂性做好，这样就可以在跨度的影响下，将设计方案中出现的不合理的地方，就要采取措施解决，但是如果没有解决转换层裂缝问题，就会出现质量上的问题，质量出现了问题，那么就需要将转换层结构设计工作做好，注意其中存在的冲切问题，在混凝土的浇筑上，也要在质量上进行保证，这样混凝土中存在的内力就可以均匀分布到每一个混凝土板中，还能有效的控制收缩拉力，将收缩拉力控制在一定的范围内，尤其是大体积的混凝土，这样就可以控制混凝土施工。

在本次工程中，预应力混凝土板式转换层结构设计需要进行改进，要将检查工作做好，提高设计的质量，将结构设计的优势得以体现，对整个建筑来说是十分有利的。

三、预应力混凝土板式转换层结构设计分析在本次工程中，需要利用设计人员的设计理念，使用的转换层结构是预应力厚板转换层结构，这一结构在本次工程中被广泛应用。

在施工之前，要将准备工作做好，尤其是要做好实验工作，通过实验需要将预应力厚板转换层进行比较，主要表现在板边、角部等方面，还要将薄板和厚板进行具体的比较，主要表现在内应力不足上，在这一层面可以将刚度系数和塑形进行改变，向着有利的方向进行转变，但是在本次工程中，如果角度位移超过了千分之一，还要对下部结构进行具体的检查，与工程的实际情况对应，避免出现变形的情况，这样在整个建筑的过程中，需要关注预应力混凝土板式转换层结构设计。

在本次工程的建设中，需要将柱距保证在8m左右，柱距决定了混凝土板的厚度，在设计的时候，还要注意混凝土自身的特性，对抗冲切能力也要进行具体的分析，将其中存在的问题进行具体的分析，还要将局部的预应力控制好，具体的设计方法如下：第一，计算出预应力混凝土板式转换层结构参数，比如是程式，通过计算分析，薄弱层应该设置在转换层的下面比较合适。

在计算实体厚板时，可以利用等效交叉梁系方法进行计算。

等效交叉梁单侧宽度主要取决于支承距离，通常情况下都是两个支承距离一半，但是需要注意的是其宽度要小于板厚6倍左右。

因为本工程转换层的上部是十户型，这种户型最大的特点就是分户墙比较多，针对这种情况，需要注意设置暗梁，尤其是在下部柱子，暗梁的宽度根据本工程的需要取1.5m即可，要保证梁高以及厚板厚度一致。

在这个工程使用的计算软件是TBSA4.2版，之后有进行了验算，两次计算的结果相同，也就是说上述的设计参数都比较合理，可以采用。

第二，还要计算出厚板的具体荷载，使用的软件依然是TBSA4.2，需要计算出组合内力，还需要输入支座的各项参数，按照实际的柱、墙输入即可。

第三，对厚板护局部进行计算分析，主要使用的方法主要是实体三维单元的方法，这种方法的计算精度比较高，而且计算时间相对来说也比较短，这种方法主要的形式就是直角网格，在绘制网格时，要注意长、宽、高量级相同，在对其进行分析时，需要将厚板平均分层四个层区，这样更方便计算。

而之所以要对其进行精心处理，主要是避免应力过度集中在某一个部位，而引起单元形体改变。

经过大量的计算发现，转换层结构容易出现裂缝的区域主要集中在两个部位，一个是支承柱边缘，另一个是板顶，因此在施工时要格外注意这两个部位。

四、预应力厚板转换层构造措施与配筋在考虑竖向构件布置时，应尽量使转换层上下刚度接近，在进行抗震设计时，刚度比不应大于2，故实际工程中尽量将上部剪力墙贯通下来，并在主体四角设剪力墙，形成下部较大的整体刚度和抗扭刚度。

又经分析计算结果可知，水平刚度突变处结构位移最大，自然是应力集中区，也就是结构的薄弱环节，必须加强构造措施，提高其延性。

整体分析中，一是通过结构平面布置来减小结构沿竖向刚度变化的不均匀度，二是通过调整构件截面尺寸来调整上下层剪切刚度。

五、结论
预应力混凝土板式转换层结构设计应用在高层建筑中十分必要，以本工程为例，因为使用这种接受，板厚减小、钢筋用量降低，节省了建筑造价。

虽然这种结构与普通的设计方案相比，优势很多，但是在具体设计时还要注意很多问题，比如既要对整体结构进行计算分析，还要顾及到具体的某一部位，计算结果要进行验算，只有不同的计算软件进行验算，两者之间的结果相同才能继续设计。

参考文献：
[1]刘佳.浅谈转换层结构在高层设计中的几个问题[J].科技创业家.2012（23）
[2]艾克然木?木合塔尔.高层建筑梁、板式转换层结构设计方法研究[J].知识经济.2011（10）。