梁式轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：轉(zhuǎn)換層是高層建筑設(shè)計(jì)中的常用結(jié)構(gòu)，具有傳力明確和施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。文章總結(jié)了梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)原則和計(jì)算要求，并從結(jié)構(gòu)布置的角度分析了設(shè)計(jì)要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)布置；設(shè)計(jì)要點(diǎn)中圖分類號(hào)：tu97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：引言

現(xiàn)代建筑趨于高層化和體型復(fù)雜化發(fā)展，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多功能和多造型的要求越來(lái)越多，為了滿足發(fā)展的需要和建筑功能的變化多樣，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用越來(lái)越多。相較于其他類型的轉(zhuǎn)換層，梁式轉(zhuǎn)換層具有設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理和轉(zhuǎn)換構(gòu)件明確的優(yōu)點(diǎn)。本文就其設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了概括，分析了轉(zhuǎn)換層構(gòu)建中樓板及框支梁等的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)整體的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行了探討總結(jié)。

2.高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)原則與計(jì)算要求2.1梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)原則

轉(zhuǎn)換層是地震發(fā)生時(shí)高層建筑中的薄弱環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換層的存在使建筑物豎向的整體剛度突變，不利于結(jié)構(gòu)抗震，在建造中要遵循一定的設(shè)計(jì)原則：

1)在設(shè)計(jì)中盡量降低需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件的使用率，盡可能應(yīng)用直接落地的豎向構(gòu)件，當(dāng)整體建筑中轉(zhuǎn)換構(gòu)件越少時(shí)，形成的剛度突變就越小。轉(zhuǎn)換層相對(duì)較少的結(jié)構(gòu)是對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)。[1]

轉(zhuǎn)換層本身也應(yīng)具有足夠的剛度設(shè)計(jì)，一般情況下梁高不小于跨度的1/6的設(shè)計(jì)是保證轉(zhuǎn)換層以及其下部連接構(gòu)件內(nèi)力合理分配的基礎(chǔ)，剪力墻柱、轉(zhuǎn)換梁等構(gòu)件的受力性能良好才能更穩(wěn)定的完成結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。

2)設(shè)計(jì)中盡量對(duì)稱布置轉(zhuǎn)換層以上的柱子和剪力墻，在轉(zhuǎn)換梁發(fā)生變形時(shí)，梁上立柱的柱腳會(huì)有較大的轉(zhuǎn)角，極易引起柱的彎曲和剪切，并且使立柱產(chǎn)生極大的內(nèi)力發(fā)生超筋，故梁上立柱應(yīng)盡可能設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中。[2]考慮到抗震性能，對(duì)剪力墻的比例也必須進(jìn)行一定的控制，一般橫向落地剪力墻的數(shù)目占比橫向墻總數(shù)宜大于1/2。

3）考慮建筑整體剛度，轉(zhuǎn)換層在高層建筑的豎向位置盡可能設(shè)計(jì)在較低的范圍，較高位置的轉(zhuǎn)換層易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的內(nèi)力、剛度及傳力途徑發(fā)生突變，形成薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)設(shè)計(jì)中必須出現(xiàn)高位轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的剛度，控制彎曲、軸向變形及剪切的綜合效應(yīng)，盡量降低內(nèi)力突變的情況。總之要盡量強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部空間的強(qiáng)度和剛度，一般通過(guò)加大豎向構(gòu)件主題結(jié)構(gòu)的橫截面積、增設(shè)剪力墻以及提高混凝土強(qiáng)度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)調(diào)整構(gòu)件剛度時(shí)同時(shí)也要注意均衡協(xié)調(diào)分布整體剛度。[3]

4）帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算要求準(zhǔn)確全面，其作為整體結(jié)構(gòu)中的重要部分應(yīng)采用符合實(shí)際受力變形狀態(tài)的計(jì)算模型進(jìn)行立體的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，并附加多模型程序進(jìn)行抗震計(jì)算及高位轉(zhuǎn)換等相關(guān)計(jì)

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淺析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

摘要：本文介紹了高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)探討了梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn),可供類似工程設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的概括

隨著高層建筑的發(fā)展，建筑物的功能不再單一，如公寓、旅館、辦公樓等均在建筑物下部設(shè)置商店、銀行、公共大廳、會(huì)議中心、停車場(chǎng)等需要較大跨度的公共空間。建筑物功能的改變要求建筑結(jié)構(gòu)形式的改變，而上、下結(jié)構(gòu)形式的變化，就需要一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以完成上部結(jié)構(gòu)力傳遞至下部結(jié)構(gòu)的要求。

（1）從結(jié)構(gòu)角度看，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能主要有：上、下層結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，上、下層結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，上、下層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換。

（2）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的幾種主要形式：梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，板式轉(zhuǎn)換層，箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，析架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。

（3）梁式轉(zhuǎn)換層：現(xiàn)代高層建筑由于使用功能要求大空間，往往需要采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是目前高層建筑中實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換最常用的結(jié)構(gòu)形式，其傳力途徑采用墻柱轉(zhuǎn)換梁-柱（墻）的形式，具有傳力簡(jiǎn)單、明確的優(yōu)點(diǎn)，便于計(jì)算、分析，且造價(jià)較節(jié)省。從70年代中期，國(guó)內(nèi)開始嘗試使用梁式轉(zhuǎn)換層，到現(xiàn)在短短的幾十年時(shí)間內(nèi)，梁式轉(zhuǎn)換層的工程應(yīng)用發(fā)展很快。從國(guó)內(nèi)外1

棟高層建筑采用的轉(zhuǎn)換層的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，采用梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑有81棟，約占77%.但是由于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式的多樣性，作為主要受力構(gòu)件的轉(zhuǎn)換梁表現(xiàn)出的受力特征也各不相同。實(shí)際工程中梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，從跨度上，可分為單跨、雙跨及多跨；從上部墻體形式上，可分為滿跨和不滿跨、開洞和不開洞和開窗洞；從棍凝土結(jié)構(gòu)梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)及其可靠性的研究轉(zhuǎn)換梁功能上，可分為托墻和托柱；從轉(zhuǎn)換梁形式上，可以分為加腋與不加腋；從轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)采用材料上，又可分為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼骨混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等。2．轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)原則

轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(jgj3-201*)中，規(guī)范對(duì)轉(zhuǎn)換粱的最小高度和寬度作如下規(guī)定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應(yīng)方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的2倍，且不易小于400mm;當(dāng)梁上托柱時(shí)，尚不應(yīng)小于梁寬方向的柱截面寬度。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換梁高不小于其跨度的1/6;非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁高不小于跨度的1/8。

（1）轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)原則：轉(zhuǎn)換層的豎向布置，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可根據(jù)其建筑功能和結(jié)構(gòu)傳力的需要，沿高層建筑高度方向一處或多處?kù)`活布置；也可根據(jù)建筑功能的要求，在樓層局部布置轉(zhuǎn)換層，且自身的這個(gè)空間既可作為正常使用樓層，也可作技術(shù)設(shè)備層，但應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，以防止沿豎向剛度過(guò)于懸殊。對(duì)大底盤多塔樓

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