高层建筑梁式转换层结构的设计.pdf

《高层建筑梁式转换层结构的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2Q!垒生篁!塑(篁篁!!Q翅)江亘建挝建笪皇塑型遮过___JL口同层建筑梁式转换层结构的设计■王少华秘安徽建筑大学建筑设计研究院，安徽合肥230022摘要：近年来，随着我国高层建筑快速的发展，底部大空间结构的发展使得转换层结构朝着形式多样化、方法多样化、结构受力更有利的方向发展。转换层结构己成为现代高层建筑结构的发展趋势之一。结构转换层设计实现了建筑从小开间的住宅到中等开间的写字间，再到大空间的商场的变化成为可能。梁式转换层结构作为高层建筑中实现垂直转换的常用结构形式。笔者主要从高层建筑梁式转换层的设计方法着手，对梁式转换

2、层结构的受力原理进行分析，从而使梁式结构转换层的受力更加明了化。关键词：高层建筑梁式转换层受力特点设计计算构造转换层结构形式包括桁架转换结构、梁式转换结构、箱形梁转换结构、空腹桁架转换结构和厚板转换结构等。其中，梁式转换层结构是目前高层建筑中使用最多的转换层结构形式。某高层建筑的结构设计为例，阐述梁式转换层结构的设计要点。1梁式转换层的结构形式和受力特点1．1梁式转换层的结构形式梁式转换层结构是一种利用下部的转换大粱，将上部剪力墙落在框支梁上，再由框支柱支撑框支梁的结构体系，也称为梁式框支剪力墙结构。其传力途径为墙一梁一柱(

3、墙)，由于传力直接、明确，便于工程计算、分析和设计，且施工较为简单，在底部大空间的框支剪力墙结构体系中被广泛应用。但是，其不足之处在于：如果上下轴线错位布置，则需增设较多的转换次梁，空间受力就较为复杂了。实际过程中，可以依据转换梁的受力特点、工作形式以及应用方式等将转换梁划分为如图1中的几种不同的结构形式。日日曰碍abcdⅡⅡ皿]圄efgh图1梁式转换层的结构形式示意图1．2梁式转换层的受力特点要进行梁式转换层结构的谩计计算，就必须首先弄清楚此类转换结构传力途径以及相应的转换梁的受力特点。一般梁式转换层结构的传力路径为：墙或

4、者柱一转换梁一柱或者墙。这种传力形式直接简单，可靠度高，较易施工，而且经济合理，设计计算简便。转换梁是梁式转换结构层的核心构件，根据现有的工程经验和分析可以得出，主要影响它受力特点的因素是只要包括梁自身的材料、尺寸形式，上部的结构类型、刚度，剪力墙等和梁的刚度比，以及上层、下层结构的类型、相对刚度大小等等。上部结构与转换梁共同工作，转换梁的影响是较大的，分析计算时将三层结构对梁受力的影响就可以满足精度要求，此外，如果上部结构的墙具有一定的尺寸时，转换梁的内力变化受到此墙体结构形式的影响很小，相对于忽略墙体的作用时其弯矩要小，

5、而且此时会出现一定的受拉区。转换梁和上部墙体可以考虑为一个整体的受力结构，弯曲变形保持一致，同时受到拱的特有的作用影响而决定梁的内力形式。具体分析时，剪力墙可以有效地分担转换梁产生的弯矩，梁会因为位于梁、墙整体结构的受拉翼缘而内部产生拉力，另外，由于拱结构特殊的传力形式，竖向荷载作用于转换梁上时就可以被分解为水平和竖直两个方向的作用力，这样一来，转换粱的内·36·力绪果就是中间受拉力、两端部受到压力的形式。2梁式转换层的设计计算要点梁式转换层的结构方案一般是剪力墙与梁相结合，设计计算时不宜将梁分为主梁和次梁，因为这种方案增加

6、了结构传力的复杂性，主梁是核心受力构件，如果有次梁存在的话，主梁就会承担来自剪力墙的荷载以及次梁传递来的剪力、弯矩等内力，这样一来，主梁的受力形式就会复杂多变，容易发生破坏。梁式转换层的上部楼层与下部楼层的结构刚度发生变化，为了实现内力的有效传递，就要严格地控制其混凝土材料、厚度、配筋率以及施工精细度以提高转换层的刚度和承载能力。实际过程中，多采用框支柱、主梁、剪力墙的结构方案，并且适当地加大构件的配筋率，可以有效地提高其抗力。2．1结构布置(1)竖向布置。在建筑物的竖向高度方向上，在确保转换层具有充足的承载力与刚度的前提下

7、，转换层可以灵活地进行多处整层布置，也可以在某楼层的局部位置进行设置，可以采用分段布置或是间隔布置。当建筑物设计有设备层或者加强层时，可以将转换层和这些楼层搭配使用，发挥多种作用。(2)平面布置。转换结构布置在边柱和角柱时可以使上下层柱交错布置，转换梁进行纵、横两个方向的布置时可以提供较大的使用空问等等。当对建筑进行抗震设计时，采取将一段长度的剪力墙与地接触并且与基础相通，即使得剪力墙与框支墙形成整体工作体系，这样提高了结构的抗震性能。2．2上、下层侧移角比用来表示上、下层刚度的大小变化的量值称为转换层结构上、下层结构的侧移

8、角之比。1=等oi=等式中：1一侧移角比0一第i个楼层的侧移角度△u．一第i个楼层的线性侧移hi一第i个楼层的高度实际应用时，为了保证结构的稳定性，内力直接有效地进行传递，就需要将侧移角比限定在安全范围以内，避免突变。2．3上、下层侧移角比为了在工程中尽量地避免结构沿竖向刚度的变化过大，转