浅谈的高层建筑结构中转换层的设计.doc

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1、浅谈的高层建筑结构中转换层的设计—、转换层的定义和功能因建筑物功能的需要，上部需要小开间的轴线布置，需要较多的墙体；下部则希望有尽可能大的空间，柱网要大，墙体要尽量少。因而，上部部分竖向杆件不能直接连续贯通落地。而通过水平转换结构与下部竖向杆件连接，这样构成的高层建筑称为带转换层的高层建筑结构。（一）上、下层结构类型转换转换层将上部剪力墙转换为下部的框架。这种转换层多用于剪力墙和框架一剪力墙结构屮，以获得较大的内部自由空间。（二）上、下层结构柱网和轴线的改变转换层上、下的结构形式未改变，通过转换

2、层能使下部结构的柱距扩大，形成大柱网。这种形式常用于外框筒的下层以形成较大的出人口。（三）同时转换上、下层结构类型和柱网上部剪力墙结构通过转换层改变为框支剪力墙结构的同时，下部柱网与上部剪力墙的轴线错开，形成上、下柱网不对齐的布置。二、不同类型转换层的结构介绍与设计方法高层建筑转换结构一般可分为4种基本结构形式，即：桁架（包括空腹桁架）、箱型结构、梁式（包括托梁和双向梁格）、厚梁厚板（见图1）。对以上4种基本结构形式设计应注意的问题简要介绍如下。（一）梁式转换层结构该结构形式是H前高层建筑屮实现

3、垂直转换最常用的结构形式，由于其传力途径采用墙（柱）一转换梁一柱（墙）的形式，具有传力直接、明确和清桁架转换层箱型结构转换层空腹桁架转换层。图1带转换层高层建筑结构体系优点:便于工程计算、分析和设计，且造价较节省。所以梁式转换层结构在实际工程屮应用较广。实际工程屮转换梁的结构形式有多种多样，从转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可分为加腋和不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土、钢骨混凝土和钢结构等。转换梁主要承受竖向荷载，受力特征主要表现为在竖向荷载作用下

4、的受力规律。转换梁设计方法的选择与其受力性能和转换层的形式有关，现简述如下：1.托柱形式转换梁截面设计当转换梁承托上部普通框架时，在转换梁常用截面尺寸范围内，转换梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面设计方法进行配筋计算；当转换梁承托上部斜杆框架时，转换梁将承受轴向拉力，此时应按偏心受拉构件进行截而设计。2.托墙形式转换梁截面设计为转换梁承托上部墙体满跨不开洞吋，转换梁与上部墙体共同工作，其受力特征与破坏形态表现为深梁，此时转换梁截面设计方法宜采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，且计算出的

5、纵向钢筋应沿全梁高适当分布配置。由于此时转换梁跨屮较大范围内的内力比较大，故底部纵向钢筋不宜截断和弯起，应全部伸人支座。当转换梁承托上部墙体满跨且开较多门窗洞或不满跨但剪力墙的长度较大吋，转换梁截面设计方法也宜采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，纵向钢筋的布置则沿梁下部适半分布配置，且底部纵向钢筋不宜截断和弯起，应全部伸入支座。半转换梁承托上部墙体为小墙肢吋，转换梁基本上可按普通梁的截面设计方法进行配筋计算，纵向钢筋可按普通梁集屮布置在转换梁的底部。(二)桁架式转换结构该结构形式是由梁式结构

6、转换层变化而來的，整个转换层由多棍钢筋混凝土桁架组成承重结构，桁架的上下弦杆分别设在转换层的上下楼面的结构层内，层间设有腹杆。由于桁架高度较高，所以下弦杆的截面尺寸和对较小。桁架分为空腹桁架和实腹桁架2种，它可以是钢桁架，也可以是钢筋混凝土桁架，在钢筋混凝土高层结构屮常用钢筋混凝土桁架。与梁式转换层相比，它的整体性好，受力性更加明确，自重较小而抗震性能好，而且便于管道的安装与维护等，但在施工上比较复杂，在设计上表现为节点的设计难度较大。桁架式转换结构设计方法简述如下：桁架式转换结构可以采用ANS

7、YS和TAT来进行整体结构的内力分析，除应满足结构整体的位移、变形、抗倾覆、周期等要求外，还应满足(JGJ3-2002)《高层建筑混凝土结构技术规程》屮附录E屮规定的转换层上下结构侧向刚度比的要求。相对其他结构形式转换层而言，桁架转换层比梁式转换层和厚转换层在受力上更加合理，在转换层位置受到的剪力和弯矩就比较小，有利于构件截面尺寸的控制，不会造成很大的刚度集屮。在地震作用下，不会造成应力的集屮，有利于结构抗震。其次在桁架转换层上部的结构所受到的剪力和弯矩相对其他的转换层结构来说也较小，其受力受下

8、部转换层的影响较小，比较合理。由于桁架转换层的重量和对其他转换层的重量要小，从而减小了下部框架柱的抗压负荷。三、结语由于带活换层高层建筑结构设计理论方法还不完善，因此在进行带转换层高层建筑结构的设计时应该注意以下几个问题：第一，转换层下部结构不应成为柔软层，否则房屋在大地震小会倒塌。第二，应使转换层上部结构抗侧刚度接近下部结构抗侧刚度，不发生转换层上、下刚度突变。第三，若底部转换层位置越高，则转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变加剧；若转换层位置越高，则落地剪力墙或简体容易岀