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

1、<p>　　帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議</p><p>　　摘要：現(xiàn)代的高層建筑大多采用帶有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，本文主要是在自己的工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，主要介紹了高層建筑中轉(zhuǎn)換層的幾種布置方式和原則，提出了高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的幾點(diǎn)值得注意的問(wèn)題，并說(shuō)明了帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；高層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建議 </p>

2、;<p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　近幾年以來(lái)，我國(guó)帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)由于使用方便，而且下面的空間非常大而得到了廣泛的使用，帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成不同功能的大空間，這樣不影響正常的辦公和生活需求。所謂的帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)主要是指高層建筑的上部分的垂向部分(剪力墻、框架柱)在和地面之間的連接處存在轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件,含有這類(lèi)構(gòu)建的高層稱(chēng)之

3、為帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　1 轉(zhuǎn)換層的功能 </b></p><p>　　一棟現(xiàn)代高層建筑一般都是集多功能和用途發(fā)展于一身。高層建筑的頂樓一般設(shè)計(jì)為住宿和休息的地方，中間一般是辦公的地方，下面一般是就餐和娛樂(lè)的地方。這樣就會(huì)導(dǎo)致高層建筑出現(xiàn)上部分空間需求小，布置的墻體多，剛度就會(huì)大；下部分需要的空間大，不能布置太多墻體，剛度就會(huì)小，這就

4、是高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)存在的意義，將下部豎向桿件連接起來(lái)。 </p><p>　　轉(zhuǎn)換層的主要功能一般可分為三類(lèi)：第一，轉(zhuǎn)換上層和下層結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，這種情況上部一般為剪力墻和框架結(jié)構(gòu)，下部一般為剪力墻結(jié)構(gòu)，通過(guò)上下層結(jié)構(gòu)類(lèi)型的轉(zhuǎn)變就可以獲得足夠的空間。第二，轉(zhuǎn)換層上、下的結(jié)構(gòu)形式并沒(méi)有發(fā)生變化，只是使得高層建筑的下部門(mén)形成了大柱網(wǎng)，外框筒的下層的出入口較大。第三，將上述兩種功能都實(shí)現(xiàn)了，進(jìn)行結(jié)構(gòu)類(lèi)型轉(zhuǎn)換的同時(shí)，將上下

5、部分的軸線錯(cuò)開(kāi)。 </p><p>　　2、常見(jiàn)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 </p><p>　　一般的高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以分為：箱型結(jié)構(gòu)、桁架式、梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、厚梁厚板等四種基本結(jié)構(gòu)形式 </p><p>　　2.1 梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 </p><p>　　該方法由于便于工程計(jì)算、分析以及設(shè)計(jì)，且相關(guān)的造價(jià)比較低，所以是工程中應(yīng)用最多的一種轉(zhuǎn)換

6、結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換梁的分類(lèi)有很多種，從材料上可以分為預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和鋼骨混凝土；從形式上可以分為加腋板和不加腋板；從功能上可分為托墻和托柱。 </p><p>　　2.1.1. 關(guān)于托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì) </p><p>　　對(duì)于托柱形式轉(zhuǎn)換梁，假如上部分結(jié)構(gòu)為普通意義上的框架的時(shí)候，在進(jìn)行配筋計(jì)算可以按照普通梁截面設(shè)計(jì)方法;假如上部分結(jié)構(gòu)不是普通的框架而是斜桿框架的時(shí)候，在進(jìn)

7、行截面設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須考慮到軸向拉力，按偏心受拉構(gòu)件去進(jìn)行設(shè)計(jì)。 </p><p>　　2.1.2 托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì) </p><p>　　對(duì)于托墻形式轉(zhuǎn)換梁，當(dāng)轉(zhuǎn)換梁不進(jìn)行開(kāi)洞而且是滿(mǎn)跨的時(shí)候，轉(zhuǎn)換梁和墻體是共同參與受力的，對(duì)于此類(lèi)型的托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)可以采用深梁截面設(shè)計(jì)方法，同時(shí)還可以采用應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法。這個(gè)時(shí)候轉(zhuǎn)換梁內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)該會(huì)比較大，所以這個(gè)時(shí)候的轉(zhuǎn)換梁的底部的縱向

8、鋼筋一定不能夠發(fā)生彎曲，這個(gè)時(shí)候的轉(zhuǎn)換梁的底部的縱向鋼筋一定要都在支座的內(nèi)部。假如轉(zhuǎn)換梁存在較多的開(kāi)洞而且不是滿(mǎn)跨的時(shí)候，但剪力墻的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的時(shí)候，深梁截面設(shè)計(jì)方法和應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法也是可以被采用的。對(duì)于高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的分析施工和設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)施工的具體情況去對(duì)結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力進(jìn)行實(shí)際的情況模擬，關(guān)于托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)一直是設(shè)計(jì)人員所關(guān)心的問(wèn)題。 </p><p>　　2.2 桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) &l

9、t;/p><p>　　桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是從上述的梁式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變得來(lái)的，對(duì)于桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)是由很多的鋼筋混凝土形式的桁架構(gòu)成的，這種結(jié)構(gòu)的上下結(jié)構(gòu)層內(nèi)存在很多的弦桿，上下結(jié)構(gòu)層的中間設(shè)有腹桿。 </p><p>　　對(duì)于桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)比其他的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)要合理一些，其設(shè)計(jì)中的內(nèi)力分析可以通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行整體分析，桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但要滿(mǎn)足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中附錄E中規(guī)定，還要

10、滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)整體的抗傾覆、位移、變形、周期等方面的不同要求，這樣設(shè)計(jì)出的構(gòu)件截面尺寸不會(huì)出現(xiàn)很大的剛度集中。有很好的抵抗地震作用的效果，而且設(shè)計(jì)處的桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和其他情況相比，其受力情況基本不受高層結(jié)構(gòu)下部轉(zhuǎn)換層的影響，從而減小了下部框架柱的抗壓負(fù)荷。 </p><p>　　2.3厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) </p><p>　　當(dāng)上板部分和下半部分的柱網(wǎng)的周線不在一條線的時(shí)候，經(jīng)常需要采用厚板厚梁

11、式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)并不是采用梁去進(jìn)行承受重量，而是采用厚板的形式去構(gòu)成板式承臺(tái)式轉(zhuǎn)換層。厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)使用起來(lái)非常靈活，因?yàn)闊o(wú)需將上下部分的柱網(wǎng)的軸線進(jìn)行對(duì)其，而且板式轉(zhuǎn)換層的剛度很大，給上半部分的結(jié)構(gòu)的布置帶來(lái)了很大的方便，但是厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)也存在自重很大，材料耗用較多的缺點(diǎn)，厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)地受力情況也非常模糊，采用有限元軟件計(jì)算起來(lái)比較麻煩和困難，設(shè)計(jì)配筋更是不方便。 </p><p>

12、;　　帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑的內(nèi)力分析一般可以使用三維的分析程序來(lái)進(jìn)行。在對(duì)帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑的內(nèi)力進(jìn)行分析的時(shí)候，假如約束條件和載荷布置比較復(fù)雜，而且轉(zhuǎn)換板邊界形狀不規(guī)則，可以采用有限單元法去分析所受到的應(yīng)力情況，從而為帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。PKPM系列軟件的前后處理器都是比較優(yōu)秀的，所以對(duì)于復(fù)雜樓板的有限元分析計(jì)算一般采用PKPM系列軟件。它能夠自動(dòng)將網(wǎng)格進(jìn)行劃分，而且內(nèi)力以載荷的形式提取出來(lái)，先對(duì)應(yīng)力進(jìn)

13、行計(jì)算之后，再對(duì)內(nèi)力組合、內(nèi)力計(jì)算、配筋等自動(dòng)計(jì)算。這樣就可以很好地算出板載豎向荷載作用下的板的水平方向面內(nèi)的剪力與彎矩。 </p><p>　　2.4 箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　所謂的箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是指上下層板厚大的樓板和單向托梁或者雙向托梁一起受力，這樣組成的整體的剛度會(huì)非常大，但箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用的并不是很廣。這主要是因?yàn)?，雖然箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層本身的整體剛度性能比

14、較好，可以很好地保證力的傳遞，但是該結(jié)構(gòu)會(huì)占用很多的空間，一般只能對(duì)于布置設(shè)備的那層結(jié)構(gòu)可以采用，而且重量大、造價(jià)高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工難度大，受力情況非常復(fù)雜。 </p><p>　　3 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置注意點(diǎn) </p><p>　　帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的總布置一般從兩方面去進(jìn)行考慮，首先，轉(zhuǎn)換層的剛度和承載力要足夠的強(qiáng)大，要保證上層剪力能夠很順利的傳遞到落地剪力墻。其次還要在保證帶轉(zhuǎn)換層的高層

15、建筑的底部具有足夠空間去進(jìn)行布置的同時(shí)還要保證足夠的剛度，防止剛度發(fā)生突變。 </p><p>　　一般帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的底部主要有落地剪力墻以及框支剪力墻的框支部分兩部分組成。其中框支剪力墻的框支部分的側(cè)向剛度是非常小的;反而落地剪力墻上下剛度變化不大而且側(cè)向剛度大，它主要是通過(guò)轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換,承擔(dān)框支剪力墻部分傳來(lái)的剪力。對(duì)于落地剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)，首先，盡量布置多的厚度達(dá)的剪力墻落地。然后，提高底

16、部大空間層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。最后，落地剪力墻盡量不開(kāi)洞,開(kāi)小洞, 落地剪力墻盡量不去消減剛度。 </p><p><b>　　4 結(jié)論 </b></p><p>　　綜上所述，可以總結(jié)出在進(jìn)行帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意一下幾個(gè)方面：首先，轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)必須結(jié)實(shí)，否則隨著時(shí)間的變遷，地基就會(huì)下沉，假如遇到地震還會(huì)發(fā)生倒塌。然后，在符合規(guī)程JGJ3-2010的

17、規(guī)定的前提下，應(yīng)該盡量使得位于轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度都是一致的，不要出現(xiàn)二者剛度差距太大的情況。最后，帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于轉(zhuǎn)換層的高度應(yīng)符合規(guī)程JGJ3- 2010附錄E 的規(guī)定。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 秦榮.計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社,2001. </p><p>