高层建筑结构设计PPT电子课件教案-第七讲 带转换层高层建筑结构设计

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1、带转换层高层建筑结构设计苏州科技学院土木工程学院唐兴荣教授二O一二年二月近年来国内、外高层建筑发展迅速，现代高层建筑越建越高、越建越大，其建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展.综合性多功能高层建筑示意一、概述一、结构转换层的概念(a)（b）多功能建筑中结构正常布置与建筑功能的矛盾（示意图）(a)结构的正常布置；（b）建筑功能对空间的要求建筑功能：上部需要小开间的轴线布置和需要较多的墙体以满足旅馆和住宅的功能要求；中部则需要小的或中等大小的室内空间，可以在柱网中布置一定数量的墙体以满足办公用房的功能要求；下部需要尽可能大的自由灵活的室内空间，要

2、求柱网大、墙体尽量少，以满足商店、餐馆等公用设施的功能要求。结构受力：由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。这样，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反为满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设置结构转换层（structuretransferstory），在结构转换层布置转换结构构件(transfermembe

3、r)。一般而言，当高层建筑下部楼层竖向结构体系或形式与上部楼层差异较大，或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上部结构与下部结构轴线错位时，就必须在结构改变的楼层布置结构转换层，在结构转换层布置转换结构构件。二、结构转换层的建筑功能及其分类（一）结构转换层的建筑功能在高层建筑中设置结构转换层可以实现以下建筑功能：1．提供大的室内空间在传统的剪力墙结构中，剪力墙间距小，适合于布置旅馆和住宅的客房层，当需要在底部布置商店、会议室、餐馆、文化娱乐及其它需要较大空间的公用房间时，可以将部分剪力墙通过转换层变为框支剪力墙，用框架柱代替剪力墙，形成大空间剪力墙结构以

4、满足建筑功能的要求。大空间剪力墙结构可以在建筑物下部一层或数层形成大空间。2．提供大的出入口一般而言，框架—核心筒结构和外围为密柱框架的筒中筒结构的内筒从上到下不需作什么变化，需要转换的主要是外筒。由于外框筒常常布置3～4m的柱距，无法为建筑物提供较大的入口，为了布置大的入口，要求在底部布置水平转换构件以扩大柱距。此时，转换构件沿建筑平面周边柱列或角筒布置。（二）结构转换层的分类从结构角度看，结构转换层主要实现以下结构转换：1、上层和下层结构类型的转换转换层将上部剪力墙转换为下部框架，以创造一个较大的内部自由空间。这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架-

5、剪力墙结构中，称这种类型的转换层为第I类转换层（图6-3中的转换层①）。2、上层和下层柱网、轴线的改变转换层上、下层的结构形式没有改变，通过转换层使下部柱的柱距扩大，形成大柱网。这种转换层常用于框架—核心筒结构和外围密柱框架的筒中筒结构的底部形成大入口的情况，称这种类型的转换层为第Ⅱ类转换层（图6-3中的转换层②）。3、同时转换结构形式和结构轴线位置上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上、下结构错位的布置，称这种类型的转换层为第Ⅲ类转换层。图6-3转换层的结构功能（a）1-3层平面（b）标准层平面广州金鹰大

6、厦（第I类转换层）（a）1～5层平面（b）标准层平面北京军队离休干部活动中心（图6-5），地下2层，地上21层，建筑总高度H=76.8m。5层以上为大开间剪力墙结构，1～5层部分剪力墙转换为框支柱，形成较大室内空间以设置公共部分。北京军队离休干部活动中心（第I类转换层）（a）五层平面（b）标准层香港新鸿基中心（第Ⅱ类转换层）香港新鸿基中心2008.4摄于香港(a)转换层以下平面(b)转换层以上平面南京新世纪广场工程（第Ⅱ类转换层）高层建筑上部立面收进时需要设置转换构件，上、下层柱不在同一轴线上，且往往是高位转换，转换构件布置比较复杂，要根据结构布置的

7、具体情况采用不同的转换方式和转换构件，其中常用的是斜柱转换构件。沈阳华利广场为多边形高层钢筋混凝土结构，33层，高115m，上部为公寓，中间走道环向布置了柱子，到下部办公楼层时，取消环向走道及其环向柱子，采用了斜撑式的转换构件将上部环向柱子的荷载传递到内筒上（图6-8），楼板内布置钢筋环梁，抵抗斜撑推力。沈阳华利广场（第Ⅱ类转换层）(a)1～5层平面（b）6～28层平面深圳华侨大酒店（第Ⅲ类转换层）二、转换层的主要结构形式从结构转换层的概念来看，建筑物上部结构与地基间的基础，广义上讲也是一种结构转换层。因此，钢筋混凝土梁式、板式基础（包括柱下条形基础

8、、交梁基础、片筏基础以及箱形基础）的结构形式同样可作为建筑物上部结构之间的转换结构形式。图6-12转换结构构