高层建筑转换层结构设计原则及要点探究

《高层建筑转换层结构设计原则及要点探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高层建筑转换层结构设计原则及要点探究摘要：在高层建筑屮，转换层的使用是很普遍的，并且得到了越来越多的关注与推广。在实际设计过程中，要根据高层建筑自身的特点和计算得到的建筑构件受力情况，来选择最科学合理的结构转换层设计方案，从而保证高层建筑的结构稳定性和安全性，满足人们的不同使用要求。本文根据笔者高层建筑转换层结构功能、形式、设计原则及要点进行了探讨。关键词：高层建筑转换层结构设计原则要点中图分类号：TU97文献标识码：A正文：1・转换层的功能从高层建筑功能来看，上部需要很多的墙体以分隔空间，进而不断满足住户需求；下部则需耍宽广的使用空间，少墙体、大柱网，从而更好的满足建筑物使

2、用要求。根据这种建筑形式，在建筑布置中，就会出现和常规竖向布置相反的“下小上大”的现象，即：下部柱网稀少，上部墙休稠密的现象。针对这种情况，为了保障建筑要求，必须在上下结构体系，进行转换层设置，转换层作为当代高层建筑结构设计的重要方式，转换层设计是整个工程设计的难点。随着高层建筑平面逐渐多样化，在设计中，必须结合实际情况，选择合适的方法进行设计，进而达到经济、安全的综合成果。2.高层建筑转换层的结构形式按照结构形式來分类高层建筑转换层可以分为桁架体系、粱一柱体系、厚板转换体系和墙梁体系等，梁一柱体系是最为常见的。如果内部需要形成较大的空间，包括轴线转变和结构类型转变时，可以采

3、用桁架式、梁式和板式的转换层；如果框筒结构需耍在底层形成较大的入口，这是可以使用多种转换形式，梁式、墙式、拱式和合柱式。目前我国普遍使用梁式转换层，由于设计和施工比较简单、受力比较明确，底部大空间的剪力墙结构会经常采用。3•高层建筑转换层的设计原则在确定好结构形式后，设计过程中还耍遵循以下儿个原则：3.1要尽量减少转换次数，布置主体的竖向构件时，要上下连续贯通尽可能多的剪力墙和柱，转换构件少，转换层引起的刚度突变就会小，就会越有利于结构的抗震。3・2做到传力直接，在设计时要避免多级转换，使水平转换结构能够传力直接，要避免避免使用次框、支柱梁的结构方案。3.3要优化转换层上下结

4、构的侧向刚度比值。按照相关的规范要求，在设计过程可以釆取加大框支柱断面、加厚剪力墙厚度、提高混凝土强度等级来强化转换层下部结构的刚度，还可以弱化上部结构的刚度。这些措施可以减少优化转换层上下结构承载力和侧向刚度的变化，满足抗震的要求。3.4要保证计算的准确性，可以采用两种力学模型不同的三维空间分析软件來计算整体的内力，两种软件计算完成后还要进行结果的对比分析。4.转换层结构布置以及设计要点4.1转换层结构布置在转换层结构布置屮，由于底部转换层结构、上部竖向构件不能直接连通落地，从而就需耍可靠安全的转换层构件。根据日前的研究结果以及丁程经验，在高层建筑转换层设计中，可以使用的转

5、换构件有：析架、斜撑、空腹性析架、转换式大梁、厚板以及箱形结构等形式。由于地震区转换厚板使用检验不足，经常被6度以及非地震区使用；对于空间较大的范围或者地下室，受约束作用影响，地面上部的框支结构大于地震反应，所以7度或者8度的地震设计时也可以采用厚板进行转换层设计。山于框支柱和落地式剪力墙对防止转换层下部结构在地震中倒塌具有重要作用，故在筒体结构设计中，筒体上下必须根据刚度要求适当增加墙厚。同时，框支剪力墙必须拥有足够的剪力墙，进行上下贯通，在长矩形框支剪力墙非结构屮，落地剪力墙必须根据施工要求，按照原有规程进行设计，或者采用落地柱周边不能有错层的规定。这不仅是对转换层下部结

6、构的保障，也是对抗震结构的严格要求，在尽量减小内力突变的同时，控制好刚度突变，缩短转换层架构传递。4・2高层建筑转换层构件设计要求（1）框支柱为了保障高层建筑转换层框支柱拥有良好的延性，必须对轴压进行严格的控制。当框支柱抗震级别为特一级时，轴压比必须小于0.6；对于截面尺寸较大形成的短柱，必须低于0.55。由于配箍率和截面尺寸具有紧密的联系，从而导致框支柱配篩率比普通框架柱大很多。在工程建设中，由于个别框支柱必须作为剪力墙进行使用，所以约束性边缘构件特征值必须在0.2以上，也就是2.64%的配篩率。在整个工程建设中，框支柱作为重要的构件，为了保障安全系数，柱端弯矩和剪力必须乘

7、以对应的增大系数,让每层框支柱剪力之和始终为基底的30%o在程序计算中，由于楼板假定刚度较大，所以水平剪力一般根据构件刚度进行分配。(2)框支梁在高层建筑转换层结构设计中，框支梁尺寸只受剪压比控制，宽度通常在400毫米之上，高度大于跨度计算的1/6。由于框支梁受力情况复杂,不仅是保障抗震系数的关键因素，同时也是上下层荷载重耍的传输通道，它是整个高层建筑工程复杂重要的受力结构；所以在设计中必须预留充足的安全储备，对于抗震等级为特一级的框支梁，配筋率必须在0.6以上。在满足计算要求的前提下，一般用偏心受拉的