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1、高层建筑结构转换层姓名：汪澜涯学号：132551672上海理工大学环境与建筑学院1高层建筑结构转换层①背景1概述②定义③功能④特点2转换层结构形式①材料3发展前景①梁式②桁架(包括空腹桁架)③厚梁厚板④箱型结构②受力性能上海理工大学环境与建筑学院21概述1.1背景近年来国内外高层建筑发展迅速，现代高层建筑越建越高，越建越大，其建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展，目的在于为人们提供良好的生活环境和工作条件。在同一座建筑中，沿房屋高度方向建筑功能发生变化，上部楼层布置旅馆、住宅；中部楼层作为办公用房；下部楼层作商
2、店、餐馆和文化娱乐设施，这种不同用途的楼层需要采用不同的结构。从建筑功能上看，上部需要小开间的轴线布置和需要更多的墙体以满足旅馆和住宅的功能要求；中部则需要小的或中等大小的室内空间，可以在柱网中布置一定数量的墙体以满足办公用房的功能要求；下部需要尽可能大的自由灵活的室内空间，要求柱网大，墙体尽量少，以满足商店，餐馆等公用设施的功能要求。上海理工大学环境与建筑学院31概述1.2定义从结构受力上看，由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙柱数量，以扩大
3、柱网。这样结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反.因此为满足建筑功能要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间、下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件，即转换层结构（TransferFloorStructure）.上海理工大学环境与建筑学院41概述1.3功能(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中，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
4、转换层上、下的结构形式未改变，通过转换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。上海理工大学环境与建筑学院51概述1.4特点Ø竖向力的传递不连续。Ø转换层上下容易产生刚度突变。Ø变形复杂、传力不明确，尤其在复杂的转换层结构中，如：厚板转换层、梁式转换层、箱形大梁转换等等。Ø转换层刚度、质量集中，造成地震效应突然增大。上海理工大学环境与
5、建筑学院62转换层主要形式2.1形式分类高层建筑转换结构一般可分为4种基本结构形式，即：①桁架(包括空腹桁架)②箱型结构③梁式(包括托梁和双向梁格)④厚梁厚板上海理工大学环境与建筑学院72.2梁式转换层结构(1)梁式转换层形式实际工程中梁式转换层的应用形式多种多样。从跨数上,可分为单跨、双跨、多跨;从上部墙体布置上可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞、开门洞和开窗洞;从转换功能上分为托墙和托柱;从转换构件材料上可分为钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土、钢结构等。上海理工大学环境与建筑学院82.2梁式转换层结构(2)梁式转换层结
6、构受力机理由于其传力途径采用墙(柱)→转换大梁→柱(墙)的形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构，实现垂直转换最常用的结构形式。具有传力直接、明确，便于分析计算的特点。分析表明,转换梁有与其承托的上部结构共同工作的特性,转换梁上部墙体开洞对其内力结果有较大的影响。对托墙型梁式转换层,共同工作的墙体层数与转换层的跨度有关；对托柱型转换层结构,要使共同工作显著,须防止过分增加大梁和支承柱的截面尺寸。上海理工大学环境与建筑学院92.2梁式转换层结构(2)梁式转换层结构受力机理分析1)转换梁与上部结构整体弯曲变形。转
7、换层与上部结构有共同工作的特点,对托墙情况,转换梁处于整体弯曲的受拉翼缘,若单独分析转换梁,其所受的弯矩由于剪力墙的共同作用而大大降低。同时,由于处于受拉翼缘,应力积分后转换梁中就会出现轴向拉力。这种整体弯曲会随着上部墙肢长度变短而影响范围迅速缩小,当上部墙体为小墙肢时,或对托柱型转换梁,这种影响只限于小墙肢或柱下较小的范围内。上海理工大学环境与建筑学院102.2梁式转换层结构(2)梁式转换层结构受力机理分析2)转换梁上局部区域传力拱的作用。由于竖向传力拱作用的存在,使得上部墙体上如图5所示,的竖向荷载传到转换梁时,很大
8、一部分荷载以斜向荷载的形式作用于梁上,若将这斜向荷载分解为垂直和水平等效荷载形式,则垂直荷载作用下的弯矩肯定要比不考虑墙体作用时要小,在水平分力作用下,就形成了转换梁跨中一定区域受轴向拉力而支座区域受轴向压力的现象。上海理工大学环境与建筑学院112.2梁式转换层结构(3)转换层结构的设计原则高层建筑转
