浅论高层建筑结构转换层结构设计

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1、浅论高层建筑结构转换层结构设计　　摘要：本文笔者结合自身多年工作实践经验，从高层建筑转换层的含义和分类、高层建筑转换层的结构形式、高层建筑转换层的设计原则以及换层结构设计方法存在的一些问题等方面对高层建筑结构转换层的结构设计进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。关键词：高层建筑结构转换层设计中图分类号：TU97文献标识码：A前言：在实际的高层建筑中，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。根据高层建筑的结构特点选择最为合适的转换层类型，可以进一步的完善高层建筑的使用功能。1.高

2、层建筑转换层的含义和分类1.1高层建筑转换层的含义7通常情况下，高层建筑结构设计，为了满足可靠性和安全性的要求，底部结构通常设立的柱网密、墙体多、刚度大，越往上墙体和柱的数量越来越少，就会造成顶部比底部活动范围大很多，不能满足对功能空间的需求数量，要想满足建筑功能，一定要进行改革创新。转换层结构就是解决该问题的最好方法，在结构转换的楼层，设计水平的转换构件，从而满足使用功能的需求。1.2高层建筑转换层的分类按结构功能划分高层建筑转换层可以分为三类:1)高层建筑下部楼层的竖向结构和上部楼层竖向结构有很

3、大的差异，这时需要进行结构类型的转换，这种结构主要适用于剪力墙结构，通过把上部楼层的剪力墙转换成下部楼层的框架，增加下部的自由空间。2)转换层的上下层轴线、柱网的改变，可以扩大下部楼层竖向结构的轴线距离，从而增大下部结构的空间。3)同时转换结构轴线布置和结构形式，当上部楼层的剪力墙结构转变为框架时，上下柱网轴线会错开，可以形成上下不对齐的结构布置。2.高层建筑转换层的结构形式按照结构形式来分类高层建筑转换层可以分为桁架体系、粱--柱体系、厚板转换体系和墙梁体系等，梁--柱体系是最为常见的。如果内部需

4、要形成较大的空间，包括轴线转变和结构类型转变时，可以采用桁架式、梁式和板式的转换层;如果框筒结构需要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7在确定好结构形式后，设计过程中还要遵循以下几个原则: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。

5、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构的侧向刚度比值。按照相关的规范要求，在设计过程可以采取加大框支柱断面、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来计算整体的内力，两种软件计算完成后还要进行结果的对比分析。4.高层

6、建筑转换层的结构设计4.1高层建筑转换层中有关抗震的设计高层建筑转换层会引起建筑物竖向刚度发生突变，遭遇地震作用时形成薄弱环节，就会影响结构的抗震功能。所以在设计转换层结构时要做到以下几点:1)7尽量减少需要转换的竖向构件，竖向构件直接落地的数量越多，转换结构就会越少，刚度突变也就越小，有利于结构的抗震。2)在高层建筑的竖向位置，转换层结构宜低不宜高。3)要优化转换层的结构，选择具有明确传力路径的型式，以利于结构的分析设计和确保施工的质量。转换层的刚度在满足建筑物经济和安全要求下，宜小不宜大。4.2

7、高层建筑转换层总体结构设计1)下部主体结构刚度的分布。竖向刚度的突变在转换层结构中是个非常复杂的问题，进行抗震设计时，转换层结构中上下层主体结构总剪切度要满足一定的要求，这时就可以采用增设剪力墙、提高混凝土强度等级、加大下部主体竖向构件的截面尺寸等方法。2)合理布置剪力墙。要注意到剪力墙对上下刚度传递时造成的影响，要想避免上下结构刚度的突变，可以通过以下方法来解决:首先，减少上部的刚度，尽量不在上部设置剪力墙;其次，要加大下部的刚度，在条件允许的情况下，可以在适当的部位设置一些落地剪力墙，还要保证落

8、地剪力墙的均匀对称分布，不要出现过于集中的现象。3)合理选择转换层的结构刚度。设计转换层结构时，要合理的选择转换层结构的刚度。如果刚度过大，会引起竖向结构7的突然变大和地震反应，使转换层受力状态很不好，同时还会导致材料的用量增加，造成成本增加，不具有经济合理性。如果刚度过小，上部的竖向构件跟其它竖向构件会出现很大的沉降差，导致水平构件中产生次应力，配筋也会增加。4.3高层建筑转换层结构的构件设计1)框支柱的设计。在转换层结构中，框支柱是重要的构件，对整个结构的安全性有