混凝土板式转换层结构设计论文

摘要：转换层是高层建筑设计中的重要内容，其设计的合理性与有效性直接关系着高层建筑整体设计效果。为全面提高高层建筑工程建设质量，简要探讨高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计的相关问题，以推进建筑行业的发展进步，仅供相关人员参考。

关键词：高层建筑；预应力；混凝土板式；转换层结构；设计

现代社会经济不断发展进步，社会群体对高层建筑工程的设计效果以及建设质量也提出了更高的要求，预应力混凝土板式转换层结构作为高层建筑中的重要组成部分，受到社会的高度重视。为进一步满足用户的多元需求，促进高层建筑实际功能的有效发挥，应当充分做好预应力混凝土板式转换层结构设计工作，以保证建筑的整体性，进一步改善高层建筑整体设计效果。

1预应力混凝土板式转换层结构的优点

一是预应力混凝土板式转换层结构能够在一定程度上改善建筑整体结构抗裂性能，提高高层建筑整体质量。通过研究可知，在采用预应力混凝土板式转换层结构后，高层建筑转换层结构的抗裂性得到明显改善，裂缝发生的几率明显降低，为高层建筑质量控制打下良好的基础。二是预应力混凝土板式转换层结构能有效改善转换层结构的抗冲切能力，且便于施工操作，一定程度上降低了施工难度。三是预应力混凝土板式转换层结构能够促进混凝土板中内部压力均匀分布，便于高层建筑建设过程中对不同体积的混凝土内部收缩拉力进行科学化控制，减少混凝土内部裂缝发生几率，切实提高了混凝土浇筑质量，提高转换层抗震性能，确保高层建筑的使用功能得到最大程度的发挥。

2预应力混凝土板式转换层结构的设计原则与设计方法

2.1设计原则

在高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计过程中，应当充分考虑高层建筑功能需求，对混凝土板式转换层结构进行灵活布置，调整好上下剪切刚度，确保其满足设计要求，对转换层结构设计质量进行科学化控制。在基础上应当依照建筑物高度方向设置转换层结构，将其分为三种布置形式，分别是分段布置、间隔布置以及在建筑物顶部设置。在预应力混凝土板式转换层结构设计过程中，应当结合工程项目的实际情况在上述布置方式中加以合理选取，依据实际情况进行合理选择，最大程度上避免高层建筑物出现整体刚度不足而影响转换层结构稳定性的情况。在设计中应当遵循一定设计原则，确保转换层与加强层和设备层共同设置，从而全面提高预应力混凝土板式转换层结构设计水平。

2.2设计方法

2.2.1设计计算。首先对预应力混凝土板式转换层结构参数进行计算分析，根据计算结果，适宜将其设置在转换层的下面，同时可以采用等效交叉梁系方法计算实体厚板，一般情况下等效交叉梁单侧宽度小于板厚，一般为两个支承距离的一半。其次应对厚板的具体荷载进行计算，按照实际柱、墙，将支座的各项参数输入即可。再次由于三维单元计算方法精度较高，时间相对较短，所以采用此种方式对厚板的局部参数进行计算，在计算过程中，其主要形式为直角合格，所以还需要绘制网格，绘制过程中，应保证网格的长、宽、高的量级相同，并对尺寸相近的单元进行模式划分。

2.2.2结构平面布置。转换层结构形式有很多种，包括板式转换层、梁式转换层、箱式转换层以及桁架式转换层等等，在结构平面布置过程中，应根据建筑工程的实际情况，合理选择转换层结构形式。在所有转换层结构中，板式结构层具有结构布置简单、灵活等，缺点在于板的自重较大、材料消耗大；梁式转换层有点在于施工简单、传力明显，缺点在于空间受力复杂、高度受到限制等；箱式转换层的优点在于刚度大、整体工作效果好，缺点在于施工较为复杂、施工成本较高；桁架式转换层弯矩、剪力相对较小，缺点在于施工复杂。因此通过对不同转换层结构形式的分析，结合工程实际情况，采取板式转换层结构形式。

2.2.3结构竖向布置。对于结构竖向布置，关键在于控制好建筑的侧向刚度，应遵循下大上小的原则，并严格控制转换层上下等效侧向刚度比。在设计过程中，应对转换层的上部和下部分别进行强化和弱化，为达到这一目的，其具体做法如下：对于转换层下部结构，如剪力墙、核心筒部分，应增加其厚度，同时在条件允许的情况下，应使其底部剪力墙不开洞；采取有效措施，提高底部柱的强度等级，与此同时剪力墙的强度也应有所提高。

3高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计的要点

3.1转换层下部区域结构的刚度分布。在预应力混凝土板式转换层结构设计过程中，下部区域结构的刚度分布是转换层结构设计中的重点内容，一旦设计刚度较大，会导致地震反应发生，结构竖向刚度急速膨胀，使得转换层上下受力不均衡，严重影响转换层结构稳定性与经济性。一旦刚度过小，在沉降差作用下会产生次应力，导致配筋增加。此种情况下，为切实提高高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计要点，应当充分做好转换层下部区域结构的刚度分布，充分考虑竖向刚度变化情况，并全面衡量抗震设计相关内容，确保转换层主体结构剪切刚度满足高层建筑相关技术标准，通过提高混凝土强度或增加剪力墙等方式来保证刚度分布的均匀性。应当注意的是，在转换层下部区域结构刚度分布中，应当高度重视筒体安全设计等相关工作，切实提高高层建筑的抗震性能。尤其是剪力墙的运用应当保证刚度均衡，最大程度上避免建筑物变形而影响高层建筑结构稳定性。3.2剪力墙作用于结构上下部分的刚度传输。在预应力混凝土板式转换层结构设计中，为促进不同结构之间内力的有序传递，应当在结构上部对刚度分布进行科学化控制，通过减少剪力墙的方式缩短墙肢，从而促进刚度顺利传输。与此同时，应当适度增大下部刚度，在确定剪力墙数量后对其进行优化布置，保证对称分布，从而促进刚度传输的均匀性和有效性。3.3合理确定转换层结构的刚度值。在进行转换层结构设计的时候，一个重要的值就是转换层结构的刚度值。一旦出现刚度超标的现象，地震反应就会出现，竖向刚度会急剧增大，使得上下层不利于受力和均衡性，另外，材料的需要增加，经济上比较不合理。如果转换层的刚度较小，那么竖向构件之间会出现沉降差，在结构与构件之间形成次应力。此时，就要选择合适的次梁截面尺寸，保证其刚度达标。

总而言之，预应力混凝土板式转换层结构在高层建筑设计中的合理应用，能够在一定程度上改善结构性能，从整体上提高高层建筑设计效果。为保证预应力混凝土板式转换层结构设计的合理性，应当结合高层建筑工程项目的实际特点开展综合分析，掌握好设计要点，对转换层相关参数进行合理计算，全面提高高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计水平，推动高层建筑行业的稳定健康发展。

作者:张晓妍 单位:大庆市规划建筑设计研究院

参考文献

[1]陆冰洋.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计分析[J].城市建筑，2015(24):61.

[2]孙福英，王霞.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计[J].城市建筑，2016(17):79.