建筑工程中带斜柱转换结构设计分析

建筑工程中带斜柱转换结构设计分析

陶冶师超

荣盛建筑设计有限公司065001

摘要：社会经济发展提高了人们的生活水平，其中，建筑工程是我国经济发展中的重要组成部分，对我国经济的发展有直接影响作用，和经济发展过程中必须面对的问题，建筑工程施工中带斜柱的转换结构设计也不断受到人们的重视，成为目前建筑施工工程中必须关注的问题。文章就建筑工程中带斜柱转换结构的设计作简要分析。旨在促进建筑工程施工技术水平的提高。

关键词：建筑工程带斜柱转换结构

经济的发展与建筑工程的发展之间有相互促进的作用，在外部、内部因素的影响下，施工技术水平管理需要不断加以完善，此外，在人们生活水平不断提高的现实情况下，人们对自己的生活质量要求也越来越高，带斜柱的转换结构设计咋建筑工程中的作用越来越重要，与逐渐受到人们的关注。建筑施工中带斜柱的转换机构的有效设计不仅利于施工人员的人身安全以及财产安全，提高施工质量，而且利于国民经济的增长，对人民生活水平的提高有积极作用，本文就现阶段建筑工程施工中带斜柱的转换结构设计做相关分析，希望对解决建筑工程中存在的问题有一定积极作用。

一、斜柱转换结构及其优点

斜柱转换是建筑工程领域新兴起的一种转换形式，不仅具备良好的经济性能，而且受力模式完整，建筑用途广泛，在国内很多工程中得到了广泛的应用。斜柱转换结构在很大程度上可以说是梁式转换与桁架转换的有机结合，所以又叫做具备桁架转换。斜柱转换结构主要适用于墙肢长度相对较短或者上层柱网相对较密的情况。在建筑中，如果短肢剪力墙与框支柱的距离相对较近，跨中恰好没有柱子支撑在转换梁上，此时斜柱转换结构的优势就可以充分的体现出来了。另一方面。斜柱转换结构的优点在于传统的梁式转换结构需要承担非常大的弯矩与剪力墙，其断面与配筋的使用量大，施工不便，在一定程度上影响了建筑工程的发展，而斜柱转换结构能够有效避免传统梁式转换结构的缺点，优越性较突出。不论是从经济效益与建筑用途方面考虑，还是从受力模式方面考虑，斜柱转换结构都属于一种较好的结构转换形式。斜柱转换结构能够将建筑的上部载荷有效传递给下部构件，不需要梁在中间起传接作用，能够有效减轻梁的负担，减小梁的剪压比。通常情况下，转换梁的断面受剪压比影响，使用斜柱转换结构能够减少梁断面的尺寸，降低转换梁高度，进而降低结构自重，将转层层高的优势充分利用起来。另一方面，斜柱不仅能够承担竖向重力的载荷，而且是抗侧力构件，同时能够在减小转换梁刚度的同时增加转换层的抗侧刚度，具有非常好的抗震效果。梁系与框支柱，以及斜柱构成的单元结构具备非常稳定的几何形状。使用钢筋混凝土桁架的斜腹杆用于抵抗由于水平剪力引起的主压应力与主拉应力，与剪力墙的抗剪效果是一致的。因此，斜柱转换结构更容易满足刚度比的要求。此外，还可以起到保护梁柱节点作用，原来的转换梁在大震的作用下从梁柱节点梁端先出铰，而斜柱的存在使得转换梁在大震作用下从斜柱与梁的交点先出铰。斜柱的存在使得梁柱节点得到了有效的保护，对结构抗震的意义非常大。

二、斜柱转换的工程应用

斜柱转换也称为斜撑转换，主要用于楼层上下柱网不一致，或需要梁托柱的结构中，一般主要应用于结构的局部转换。在这些结构中，由于上下柱子不连续，如采用梁托柱转换，竖向荷载传递不直接，转换梁的截面尺寸也需很大，影响了结构的使用功能。采用斜柱转换可以有效降低转换梁的截面尺寸，合理利用建筑空间，降低结构自重，避免转换层上下刚度发生突变，传力更直接。例如：沈阳华利广场利用斜柱将上部柱子的荷载传给了核芯筒，传力更直接，同时大大减小了转换梁的截面尺寸，改善了其受力性能;福州香格里拉酒店主楼利用“V”形斜柱转换将上部结构两排柱的荷载传给下部的一排柱，这种转换上、下层刚度几乎没有变化，竖向荷载传递更明确。鉴于斜柱转换的各种优势，斜柱转换也正在逐步应用于框支剪力墙结构中，但主要是针对短肢剪力墙，需要研究斜柱—转换梁托剪力墙对结构整体受力、变形的影响，为工程应用打下理论基础。

三、建筑工程中带斜柱转换结构设计分析

3.1转换层楼板

框支剪力墙结构以转换层为分界，上下两部分的内力分布规律是不同的。在上部楼层，外荷载产生的水平力大体上按各片剪力墙的等效刚度比例分配;而在下部楼层，由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异，水平剪力主要集中在落地剪力墙上，即在转换层处荷载分配产生突变。转换层楼板承担着完成上下部分剪力重分配的任务;并且由于转换层楼板自身平面内受力很大，而变形也很大，所以转换层楼板必须有足够的刚度作保证。转换层楼板采用C35混凝土，厚度Zoomm。中14@100钢筋双层双向整板拉通，配筋率达到0。28%。另外，为了协助转换层楼板完成剪力重分配，将该层以上两层及以下各层楼板也适当加强，均取厚度15Omm。

3.2转换梁的偏心受拉特征

剪力墙间的转换梁是工程建筑的关键部分，偏心受拉特征明显。斜柱和转换梁的相交点受到了非常大的弯矩和剪力。事实上，转换梁也是偏心受拉构件的一种，在与剪力墙、斜柱的共同作用下，具备很强的刚度。在竖向载荷的作用下，斜柱与轴心的受压构件类似。如果是竖向载荷与水平载荷同时作用，受力相对复杂，斜柱中部主要是小偏心受压或受拉，斜柱两端同时受到轴力与剪力作用，尤其是位于斜柱底部的弯矩与剪力作用。所以，工作人员必须要将斜柱的底部作为控制截面进行全方位设计。

结语：现代建筑正在朝着功能多样、形式复杂的方向发展。建筑功能的充分发挥，离不开建筑结构的完美设计，而建筑结构的设计在很大程度上决定了建筑工程项目建设的成功与否。通过带转换层高层建筑结构设计的工程实践，体会到此类建筑结构布复杂，在平面布上应尽可能规则、简单、对称，在立面、平面上应尽保证上下刚度接近;还要注惫框支柱、框支梁构件设计的特殊性。另外，由于转换层结构的复杂性以及工程的巨大，设计人员首先应该注重概念设计，这样可以少走弯路;其次还要在设计过程中通过查阅数据，反复比较调整，以得到最为合理的设计。

参考文献：

[1]范松伟.建筑工程中带斜柱转换结构设计分析[J].建筑设计管理，2015，06：4.

[2]白军刚.带梁式与斜柱式转换层框架结构的抗震性能对比[D].长安大学，2015.

[3]海啸.钢管混凝土Y型斜柱转换节点设计研究[D].华南理工大学，2016.

[4]缪振兴.斜柱转换框支短肢剪力墙结构整体分析[D].重庆大学，2016.