高层建筑结构转换层结构设计探究

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1、高层建筑结构转换层结构设计探究　　摘要：近年来，随着高层建筑迅速发展，建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展，因而相应结构形式也复杂多样。为了实现结构布置，就必须在结构转换的楼层设置转换层，以满足建筑在底部布置有较大空间的要求。本文就高层建筑转换层的结构设计进行了相关探讨，以供大家参考借鉴。关键词：高层建筑；结构转换层；结构设计中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：引言：随着经济的发展，现代高层建筑向多功能、综合用途发展，尤其是临街高层建筑，其功能布置一般上部为住宅、旅馆，下部楼层作商店、餐厅等。不同的用途需要不同的空间组合形式，因此近几年来出现了上部楼层为小开间剪力墙，

2、而下部楼层为大柱网框一剪结构形式，上述功能要求与结构的合理布置要求正好相反，出现了上部刚度大而下部刚度小的竖向结构体系。为了实现这种结构布置就必须在结构转换的楼层设置转换层以保证结构受力的正确传递。转换层的合理设计将直接影响结构的受力及构件尺寸的确定。1转换层的设计原则7因在建筑物中设置转换层可使其竖向刚度发生突变，降低了结构的抗震能力，为了防止这种情况的出现，应遵循以下设计原则：在设置转换层时，应尽量选用直接落地的竖向构件，因为需结构转换的竖向构件能够引起刚度突变，影响结构的抗震能力；应在高层建筑竖向位置较低的地方设置转换层结构，把握宜低不宜高的原则；对转换层结构进行优化，保证

3、选用的换层结构型式具有明确的传力路径，有利于结构分析设计和保证施工量；转换刚度不可过大，在考虑建筑物安全和经济的前提下，坚持宜小不宜大的方法。2高层建筑转换层结构形式2.1板式转换板式转换层主要是应用在转换层上下柱网错开较多、布置没有次序、无法用梁进行承托的情况下，需将转换层做成2.0~2.8m厚度的转换板，这是从抗剪和抗冲切的角度考虑的。这种转换层的下层柱可灵活摆动，然而因自重较大，所费材料较多，施工难度大。2.2巨型框架转换此类转换层具有比较好的前景，也是目前我国建筑业的发展方向。巨型框架转换具有较好的抗震性能，主要是由竖向筒体或巨型柱与一道或多道大梁组成，从结构上看，也是由

4、多个梁式转换层组成。在施工前，通过模拟施工过程的设计方法，掌握在施工中遇见的问题，有效解决临时支撑情况及维持足够的抗侧刚度。2.3粱式转换7在高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式是粱式转换，其传力途径直接、明确，是由上部墙经转换梁传力给下部柱，完成整个建筑物的使用功能。这种转换方式不仅有利于工程的计算、分析及设计，在成本造价上也较低，因此广为人们所应用，根据资料显示，其数量是转换层总量的77％。选择转换梁的截面高度通常为0.8~6m，在带转换层结构的高层建筑中主要以梁式转换层为主。2.4箱式转换这种转换方式是通过单向托粱和双向托粱与上、下层较厚的楼板浇筑为一个整体而实现的，这种

5、转换层刚度较大。2.5桁架转换桁架主要包括空腹桁架与实腹桁架两类。与梁式转换层相比，这种转换层的受力更加清楚、明确，使用、活动空间更大，自重小，抗震性能也更高。然而其节点设计复杂，由于受到各种因素的限制，无法广泛运用于各类高层建筑中。在使用桁架转换层设计时应时时注意以下几个方面。（1）设计桁架转换层时，高度要求在3m以上，若层高受到限制，无法达到要求，使得斜压腹杆形成超短柱，那么在地震发生时便有可能出现脆性破坏。（2）施工时，为了将桁架的受力优势充分发挥出来，应确保上弦节点与上部集中荷载的中心对齐。7（3）施工时，注意将预应力施加在上下弦和斜拉腹杆中，可明显减少构件的截面，减少了

6、材料用量，对降低整个工程的造价具有较大的作用。2.6斜柱转换这种转换层能够发挥混凝土可压缩性能的优势，为整个建筑扩大利用空间，其为比较特殊的一种结构形式。使用此类转换层，会增大水平荷载，因此为了克服这个缺点，以建筑物的平面布置为前提，在转换层施工中添加圈梁或拉梁，以最短的路径，达到相互平衡。施工时，应考虑斜柱转换层的荷载分担，只有将转换斜柱尽量连接在更多的楼层，而减少分布在上下楼层的荷载，才能保证此类转换层的安全及设计的方便。3高层建筑转换层结构设计3.1转换层楼板设计转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外荷载而产生的水

7、平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说，在转换层处荷载的分配不是很均匀。转换层其楼板具有比较重的任务，比如说上下部分的一些剪力重分配就是由它负责，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的刚度来完成支撑。73.2转换层竖向布置转换结构可以根据结构的传力以及建筑的功能需要，沿着高层的建筑方向灵活布置，也可以在符合建筑功能要求的基础上，在楼层的局部来设置转换层，而且自身的空间可