高层建筑结构转换层的结构设计
高层建筑结构转换层的结构设计
转换层设计是高层建筑特别是复杂高层建筑中经常遇到的问题，设计是否合理将会直接影响到建筑物自身性能，为了满足需要对此就应该进行科学设计。转换层包含多种结构形式，对于这些结构形式应该是根据工程实际条件来进行选择。坚持科学的设计原则是实现科学设计的重要前提，在设计过程中对于一些关键问题应该引起重视。抗震性能及抗震设计就是其中非常典型的问题，鉴于抗震设计当前的规范还不健全，对于转换层结构的抗震分析还应该进一步加强。本文对高层建筑结构转换层的结构设计进行了探讨。
标签：高层建筑；结构转换层；结构设计
高层建筑转换层结构是建筑物中关键的一环，因此其结构设计要从工程实际、建筑空间分布、建筑结构受力、承载力分布等多个方面进行考虑，选择合适的结构形式，从而提高转换层的抗剪切力和承载能力，提高整体结构的安全性。同时在结构设计时，要强化关键施工要点的设计，严格遵守施工流程，切实提高工程质量。
1、高层建筑转换层结构的种类、功能
一般的，转换的构件会在建筑的柱列周边进行布置，转换形式主要有桁架式、梁式、箱形、板式以及空腹桁架式等。高层建筑中的转换层具有扩大室内面积，提供较大出入口的功能。传统的剪力墙结构的间距较小，比较适合对住宅客房以及旅馆进行布置，而对于需要较大空间的会议室、购物中心、文化娱乐场所等进行布置时，就需要通过转换层将部分传统剪力墙转换为框支剪力墙，以此来增大空間，满足大空间建筑的功能需要。高层建筑中转换层主要是为了将上下层结构进行转换，上下层轴线进行转换、柱网进行转换等。在框架剪力墙结构中，通常采用将传统剪力墙上部转换为框支剪力墙来增大内部空间面积；而上下层柱网、轴线的转变并未改变上下层的结构形式，只是通过改变转换层的柱距来形成较大的柱网，这种转换类型通常被用在外框简底部来形成大入口；通过结构转换层，将上面楼层的剪力墙结构转变为框架结构，使上面楼层与柱网轴线错开，从而形成上层、下层结构的错位布置，实现转换层的功能。
2、高层建筑结构转换层的结构设计
2.1模板支撑选择设计
首先需根据建筑结构进行模板支撑的合理选择。高层建筑的结构转换层的结构极为复杂，钢筋分布密集，耗材较大，自重和载荷都较大，因此要想实现结构转换层的合理设计就必须要根据建筑实际受力情况确定模板支撑系统，以保障支撑系统的承载能力和自身的稳定性能。一般地，经常用到的模板支撑系统有载荷传递法支模、一次性支模、叠合浇筑法支模等，当然这几种模板支撑系统也有各自的优缺点，需要在实际的设计当中应根据相关设计要求合理选择模板系统，从
高层建筑结构设计原则及意义分析
高层建筑结构设计原则及意义分析 发表时间：2018-11-29T18:12:15.133Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：周德泓 [导读] 随着社会的不断进步和科技的不断发展，高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。 中国联合工程有限公司 310000 摘要：随着社会的不断进步和科技的不断发展，高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容，因此，研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。介绍了高层建筑结构特征，分析了高层建筑结构设计的原则，阐述了高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。 关键词：高层建筑结构；设计；对策 0 引言 随着科技和社会的不断发展和进步，自从19 世纪以来出现了现代高层建筑，高层建筑越来越广泛的出现在人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统，高层建筑的结构设计，一方面要满足包括抗震，抗风等在内的安全性能的要求，另一方面，也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。 1 高层建筑结构的特征 高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着在垂直方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。 2 高层建筑结构设计的原则 2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。 2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的类型。 2.3 选择合理的高层建筑结构方案合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。 2.4 对计算结果进行准确的分析随着科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形色色的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。 2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。 3 高层建筑结构体系的选型 建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙，柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础，利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。 根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢-混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小屁偏心受压构件。 根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m 高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。
浅析高层建筑桁架转换层结构设计
浅析高层建筑桁架转换层结构设计 发表时间：2019-07-30T11:57:40.153Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：黄桂生 [导读] 摘要：复杂的建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换，一般结构层相比，转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。 身份证：45252819750527XXXX 摘要：复杂的建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换，一般结构层相比，转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这意味着转换结构组成了建筑物的主要构件，它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响。通过时钢桁架转换层高层建设结构体系的工程实例的分析，从结构选型的确定等方面进行系统的研究。以得到一些对设计有实际指导意义的结论。 关键词：建筑工程；结构设计；转换层构造 在当前建筑结构设计过程中，为了更好的适合建筑物的各部楼层所体现的安全使用功能的需求，往往需要在各楼层之间布置转换层以消除楼层中间的较大差异。转换层的设置起到传承上部结构荷载，保持结构稳定的作用，是建筑结构中的重要部位，也是建筑结构设计的重点和难点。因此，深入探讨高层建筑转换层结构设计问题，对于促进我国民用高层建筑的发展具有一定的现实意义。 1.转换层高层建筑结构的构造要求 结构设计不仅是对建筑物本身功能的设计，还关系到建筑物的建设成本，这就需要设计人员优化结构设计，降低建设成本。其优化目标就是实现建筑的本体功能性、安全性、经济性与环保性。为了实现这一目标，未来的从事结构设计者将遵循功能性、安全性、经济性、环保性四位一体的设计思路，真正实现未来建筑结构的优化升级，为人类提供一个更好的物质生存与发展环境。 转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度，当转换层设置在3层及3层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％。将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性饺在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋，每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于0.25％，且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。 2.转换层商层建筑结构实例分析 对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多，导致结构受力情况比较复杂，对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义，可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此，通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析，认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点，使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力，减少混凝土结构的荷载作用，使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点，某高层建筑为地上24层，地下2层，总建筑面积72788m2，其中地上58300m2，地下14488m2。平面长92.1M，宽49M。结构檐口标高为108.80m，中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。 2.1梁式转换与精架转换的比较确定 与最为常见的转换结构形式粱式转换相比，本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大，采用梁式的转换结构，转换梁的截面必然很大，一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点；另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变，对结构的整体抗震性能不利。因此，需要另一种形式的转换构件来解决这个问题，而转换桁架具有传力明确，传力途径清楚，虽构造和施工复杂，但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，可以充分利用该转换层的建筑空间，而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于减轻结构的自重；转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小，也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多，由此可见，在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的，而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30％。将是一个较为合理正确的选择。 2.2转换桁架的具体形式的确定 在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后，设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述，转换桁架的结构形式有多种，但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况，采用何种最合理的结构形式，则必须加以比较分析后方可确定。 2.2.1单层转换桁架与双层转换桁架的确定 采用精架结构作为高层建筑的转换构件时，一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目，转换桁架位于结构的边缘，建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小，希望桁架仅在中庭设置，即取一层高度(4.00m)作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是：底层：6.44ml，二层：4.80m，三层以上：4.00mt，而结构的柱距为9.0m，若仅取4.00m为桁架高度时，在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450~550之间。若取建筑的两层层高即8.00m为转换桁架的高度，则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点，使桁架的结构形式趋于简单。 2.2.2空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定 作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式：空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式，无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说，空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选，当然，采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式，结构上可以使桁架的构造节点趋于简单，在建筑师看来，也可以接受。 2.2.3单跨桁架与多跨桁架的确定 在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后，结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则，框架柱中的内力相对越大，则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发
有关建筑转换层结构设计中的关键性问题综述
有关建筑转换层结构设计中的关键性问题综述 本文首先介绍了建筑转换层的概念与特点，然后探讨了建筑转换层结构设计的原则和分类，最后提出了建筑转换层结构设计中的注意事项，本文提出了自己的一些观点和看法，望能为建筑转换层的结构设计提供参考。 标签建筑设计；转换层；结构设计；注意事项； 一、概念与特点分析研究 转换层是建筑施工领域常见的一种建筑结构，由于建筑物不同层面之间的使用功能和结构存在差异，因此需要通过设置转换层的方式作为过渡，对楼层的上下部的结构与设施进行转换。当前，我国的建筑设计、特别是高层建筑的设计，常常会采用商业功能与住宅功能结合的设计模式，在建筑物下部构建举架较高的大跨度商用建筑空间，而上层则采用更加紧密的设计，体现建筑的居住功能。为了对不同的实用功能和建筑结构进行划分，便需要在建筑内部设置转换层，以调整不同结构之间的受力情况，确保建筑物的使用安全。转换层主要功能包括：对建筑物内部的剪力墙结构或框架—剪力墙体系进行转换，实现剪力墙与框架之间的变换；改变建筑物上下受力柱的分布情况和分布密度；同时转变建筑层的结构形式和结构轴网，形成上下结构的不对齐布置三种。根据建筑物自身的特点和使用功能的需要，合理的选择转换层的设计模式，充分发挥出转换层在建筑领域所发挥的作用，能够进一步提高建筑物的稳定性，延长建筑物的使用寿命，对我国建筑行业的发展有着积极的促进作用。由于转换层的结构需要同时承受上部构造在重力的作用下产生的垂直荷载，以及悬挂下部结构产生的多层荷载，导致转换层结构内部长期存在有较大的内应力。此外，转换层的存在会对建筑物整体的受力状况造成较大的影响，在一程度上降低了建筑物的整体性，这就要求转换层的结构设计不能单纯遵循传统的建筑设计原则，而是要根据建筑物自身的特点进行灵活的设计，以满足转换层对刚度和强度的需求，确保建筑物的使用安全。 二、原则及分类分析研究 1、转换层的设计原则。首先，由于转换层的设置会造成建筑物纵向刚度的突变，使其成为建筑物的薄弱环节，因此，在进行转换层的结构设计时，应当尽可能减少需要结构转换的纵向构件，并相应的增加直接落地的纵向构件数量，从而降低建筑刚性突变的程度，提高结构的抗震能力。其次，当转换层高度较低时，对建筑物重心与受力状况的影响相对较小，建筑物也因此更加稳固。所以，在进行转换层结构设计时，应当尽量降低转换层所处的位置，保证建筑物结构的稳固。最后，转换层的结构设计应当采取强化下部结构，弱化上部结构的设计思路，并选择具有明确传力路径的设计模式，在保证工程质量的前提下，降低转成的施工难度，控制转换成的施工成本，更好的实现建筑物的经济效益社会效益。 2、转换层的结构设计的分类。一是梁式转换结构。梁式转换结构采用剪力墙、框支梁与框支柱相结合的结构布置方式来提高转换层的强度与刚度，具有结
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
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高层建筑结构设计分析论文
高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切，其中依据轧受力特性的不同，单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙，对应的也会有不同的截面应力分布，所以，在对位移和内力进行计算时，也应该对不同的计算和设计方法进行使用，将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算，能够应用到各类剪力墙之间，然而，也有一定的弊端存在于这种方法中，其有着较多的自由度。所以，在具体的应用时，较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系，其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平荷载，变性特点类似于框架剪力墙，但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段，有三种类型的分析方法：主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法，其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构，是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较
多，然而，连梁连续化假定方法会经常被使用，在对位移协调条件进行计算时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计，将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而，应该考虑需求和因素量会存在的差异，所以，也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载，对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中，尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响，然而，水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数，在高层建筑的结构设计中，水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先，由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能，对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中，并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力；其次，就高层建筑结构而言，地震作用和竖向荷载，也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同，在高层建筑结构设计中，结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量，结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中，不但规定结构要有一定的强度，对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受，同时，还应该确保具备一定的抗侧刚度，确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。
带转换层的高层建筑结构抗震设计
带转换层的高层建筑结构抗震设计 发表时间：2017-03-24T15:31:16.200Z 来源：《基层建设》2016年35期作者：李淑娟[导读] 摘要：高层建筑采用了转换层以满足不同建筑功能的需求，但带转换层的高层建筑结构抗震设计也逐渐引起了工程界的广泛关注。 香港华艺设计顾问(深圳)有限公司广东深圳 518000 摘要：高层建筑采用了转换层以满足不同建筑功能的需求，但带转换层的高层建筑结构抗震设计也逐渐引起了工程界的广泛关注。本文结合工程实例，介绍该工程结构布置的特点和结构抗震性能目标，对转换结构抗震性能设计进行详细的阐述，以期能为今后带转换层的高层建筑抗震结构设计提供一定的参考价值。 关键词：转换层；结构；抗震性能；设计 引言 随着经济的不断发展，为了满足建筑使用功能的要求，建筑底部需要设置大空间，上部楼层的部分剪力墙不能直接连续贯通落地，从而需要设置转换层，这种结构形式称为带转换层高层建筑结构。高层建筑转换层的设计造成建筑物的刚度发生突变，在水平地震荷载作用下，转换层上下易形成薄弱环节。建筑转换层结构的抗震设计一直是建筑结构设计的重点，要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害，把握好抗震设计是关键。因此，高层建筑转换层的抗震设计必须科学合理。下文就对带转换层高层建筑抗震设计进行研究。 1 工程概况 该旧改项目由高层住宅、商业裙房、幼儿园和地下室四部分组成，总建筑面积约186271m2。1栋B座采用部分框支剪力墙结构，地上41层，转换层位于第3层，结构主屋面高度为128.20m，建筑高宽比为5.8；商业裙房共2层，屋面高度为9.500m；地下室3层，底板面标高为-14.800m。1层层高为6.2m，2层层高为4.8m，3层架空层(转换层)层高为6.6m，转换层上一层层高为3.25m，标准层层高均为2.95m。建筑剖面图见图1。 该工程设计基准期及结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级；工程设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，特征周期Tg及最大地震影响系数αmax分别为0.35s和0.087s(安评报告取值)；框支框架和底部加强部位剪力墙抗震等级为特一级，框架及一般部位剪力墙抗震等级为一级；地面粗糙度为C类，风荷载作用下结构水平位移计算时基本风压为0.75kN/m2，承载能力计算时取基本风压的1.1倍；采用人工挖孔或机械钻孔灌注桩基础，选择中～微风化粗粒花岗岩作为桩端持力层。 2 结构布置 本工程结构布置采取如下措施:1)在建筑端部布置落地剪力墙，在增加整体结构侧向刚度的同时，增大了结构的抗扭承载能力；2)沿核心筒周边布置框支柱，减小了转换梁的跨度从而减小梁高，同时避免了二次以上的转换，可有效地降低转换层的造价；3)由于采取了第2)条措施，核心筒墙厚承受竖向荷载明显较小，墙厚得以减薄，有效地减小了对建筑走廊净宽的影响；4)标准层剪力墙对齐布置，形成连肢墙受力提供更大的侧向刚度，从而减小了墙厚对套内有效使用面积、设备管线竖向布管及凸出墙体影响美观的影响。转转层、标准层结构平面布置图见图2，3，主要结构构件截面尺寸和混凝土强度等级见表1。
高层建筑结构设计考试试题(含答案)
高层建筑结构设计考试试题一、填空题（ 2× 15＝30） 1、2、钢筋混凝土剪力墙结构的水平荷载一般由剪力墙承担，竖向荷载由剪力墙承担。其整体位移曲线特点为弯曲型，即结构的层间侧移随楼层的 而增大而增大。与框架结构相比，有结构整体性好，刚度大，结构高度可 以更大。等优点。 框架——剪力墙结构体系是把框架和剪力墙结构两种结构共同结合在一起形成的结构体系。结构的竖向荷载由框架和剪力墙承担，而水平作用主要由 剪力墙承担。其整体位移曲线特点为弯剪型，即结构的层间位移在结构底部层间位移随层数的增加而增大，到中间某一位置，层间位移随 层数的增加而增大。 3、框架结构水平荷载作用近似手算方法包括反弯点法、D值 4、 法。当结构的质量 中心下会发生扭转。 中心和刚度中心中心不重合时，结构在水平力作用 二、多项选择题（4×5＝ 20） 1、抗震设防结构布置原则（ABC） A 、合理设置沉降缝C、 足够的变形能力B D 、合理选择结构体系 、增大自重 E、增加基础埋深 2、框架梁最不利内力组合有（AC） A、端区 -M max， +M max， V max C、跨中 +M max D B、端区 M max及对应 N， V 、跨中 M max及对应 N， V E、端区N max及对应M， V 3、整体小开口剪力墙计算宜选用（ A ）分析方法。 A、材料力学分析法 B、连续化方法 C、壁式框架分析法 D、有限元法 4、高层建筑剪力墙可以分为（ABCD ）等几类。 A、整体剪力墙 B、壁式框架 C、联肢剪力墙 D、整体小开口墙 5、高层建筑基础埋置深度主要考虑（ACD）。 A、稳定性 B、施工便利性 C、抗震性 D、沉降量 E、增加自重 三、简答题（7×5＝ 35） 1、试述剪力墙结构连续连杆法的基本假定。 1、剪力墙结构连续连杆法的基本假定：忽略连梁的轴向变形，假定两墙肢的水平位移完全相同；各墙肢截面 的转角和曲率都相等，因此连梁两端转角相等，反弯点在中点；各墙肢截面，各连梁截面及层高等几何尺寸 沿全高相同。
型钢混凝土桁架转换层的应用分析
型钢混凝土桁架转换层的应用分析 发表时间：2018-07-02T11:30:53.457Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第5期作者：林南蓝 [导读] 同时能够为建筑争取面积和空间，桁架中间的空间可以摆放设备或者管线，形成较好的空间效果和经济效益。广东省建筑设计研究院广东深圳 518000 摘要：随着建筑市场的蓬勃发展，建筑方案品质的追求提升，同一栋楼兼备多样功能，例如五星级酒店，下部是大堂餐饮等大空间，上部是客房。为了兼顾上下功能，结构需要做转换层，设备专业也需要做转换层，此时常规的梁式转换截面相对较大，再加上设备管线，会影响建筑面积和空间感受，若能结构转换和设备转换层结合起来设计，利用设备转换层作为结构转换层（采用空腹桁架转换），即能满足结构受力需求，又能满足建筑和设备专业的需求。 关键词：桁架转换；整体有限元；性能目标 1、项目概况 项目位于深圳前海，功能为五星级酒店，转换层位于7M层，转换层下部是商业裙房，上部有18层客房，抗震设防烈度为7（0.10g），设计地震分组一组，场地类别Ⅱ类，由于项目特点和建筑功能需求，转换层梁高受限制，利用设备转换层形成空腹桁架转换。 2、整体有限元分析 空腹桁架转换构件节点受力较为复杂，采取ABAQUS 进行整体有限元分析，能够真实的模拟大震下桁架的应力损伤情况，分析其抗震性能。 2.1几何模型的确定 整体模型 2.2计算模型的确定 各组件约束关系 墙柱及桁架内的钢骨、纵筋、箍筋，均以嵌入方式约束于混凝土中； 边界条件、荷载、加载方式 利用ABAQUS建立实体模型，混凝土部分采用实体单元，型钢采用壳单元，钢筋采用truss单元，节点分析模型的边界综合采用位移边界与力边界。 a.位移边界：框支柱底部施加三向位移约束； b.力边界：提取YJK大震等效弹性分析结果，在转换桁架上侧剪力墙或柱构件施加对应内力，并在模型切分边界处的水平构件上施加对应内力。参照《省高规》（DBJ15-92-2013）3.11.3第4性能水准进行组合。 c.加载点：加载均以截面耦合参考点进行加载，各加载点名称、加载点（RP1，RP2，…）如下表所示。加载参考点、边界条件
钢架转换层
（一）、转换层反支撑施工工艺 本工程公区部分层高较高，天棚有钢架转换层，就造成吊杆长度普遍大于1.5 米，由于其长细比过大，很容易导致吊顶龙骨系统失衡、造成吊顶表面凸凹不平、甚至安全隐患等问题。本工法介绍了通过钢骨架网格与原结构连接，在指定高度位置形成可以供吊顶系统安装龙骨的次结构层，从而形成安装转换支撑系统。 1、工法特点 解决了大空间吊杆长度大于 1.5 米时其"长细比"过大，而导致受到水平向力或轴向压力时容易失衡的问题。吊顶内的灯具、管线等静态轻量设备（如：吊顶内管线等可以固定，但空调风管不可以）可以直接固定到此转换支撑系统结构上，无需单独设吊装支架，节约材料。常规吊顶反支撑的做法容易被吊顶内较大的设备管路等阻挡，支撑只能倾斜一定角度安装，但容易导致龙骨受力不均匀，在吊顶完成后影响平整度，本吊顶转换支撑在同一空间内是一个整体系统，有效与吊顶内设备结合避免冲突，形成的网格受力均匀，给轻钢龙骨吊顶的安装提供了一个良好的基层结构。 2、工艺原理 根据吊顶龙骨的安装规律，本工程钢架设计图纸经设计师批准后进行施工，在适当标高形成可以供龙骨生根的钢骨架网，将吊顶龙骨的生根点由原结构转换至设计标高处。转换支撑钢结构网格的设计尺寸可以根据实际吊顶龙骨的排布确定，一般横向角钢用于安装吊筋，间距在 900~1200mm，纵向角钢支撑只起到系统稳定作用间距在1500~3000mm 之间，竖向角钢间距 1000~1500mm，竖向角钢通过角钢角码、膨胀螺栓与结构顶连接。 3、工艺流程及操作要点
（1）工艺流程 转换支撑设计→钢骨架加工→测量放线→与结构连接→钢骨架网格焊接→防锈处理→吊顶施工 （2）施工方案 1）测量放线 首先严格审核原始依据包括各类设计图纸，现场测量起始点位，数据等的正确性，坚持测量作业与图纸数据步步有校核。一切定位放线工作要经自检，实测时要当场做好原始记录，测后要及时做好记号，并要保护好。现场测量放线实施的首要工作是熟悉施工现场并对原建筑的施工现场进行测量，并弹出基准线，并逐步核实图纸尺寸数据，发现误差及时调整修正施工图纸。 放线结束后应及时组织建设单位和监理方技术人员进行复查，达到要求后方可作为指导施工的依据，并绘制吊顶排版图。 根据吊顶排版图和龙骨的安装工艺，布置龙骨安装方向和排版，以此为依据，结合原结构顶可利用固定点的位置，进一步对钢骨架转换支撑进行排版设计并编制方案。 2）钢骨架焊接安装 根据现场编制焊接方案下料，并按照尺寸分类堆放。 骨架焊接安装流程及施工要点：角码固定（网架结构底座固定）→竖向角钢焊接→平面钢骨架网格焊接→焊点防锈。用角钢做角码，膨胀螺栓固定于原混凝土结构顶面。如果原结构层为钢架结构，可以结合钢架可利用的固定点位置调整转换支撑的固定点，采用钢板焊接等方式固定。 竖向角钢焊接：按图纸设计要求，用镀锌角钢焊接在安装好的角码或底座上，焊接点采用满焊。竖向角钢焊接完成后，应在横向
高层建筑结构转换层
高层建筑结构转换层 层建筑的发展趋势，既集吃、住、办公、娱乐、购物、停车为一体的综合建筑。由于空间功能的复杂化，使得建筑结构也随之变化。为了适应上部小空间下部大空间的功能需要，需在两种结构的交接部位设置过渡结构，也就是转换层。因高层建筑结构的多样性，转换层也呈现多种形式。 关键词：高层结构转换层多样 在我国高层建筑发展的早期阶段，所设计建造的高层建筑大都为单一用途，例如高层住宅、高层旅馆、高层办公楼等。近年来高层建筑发展迅速，建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展，因而相应的结构形式也复杂多样。后来陆续开始在高层住宅底层设置生活福利设施，并且开始大量兴建集吃、住、办公、购物、停车等为一体的多功能综合性高层建筑，尤其是在城市主干道两侧，并已成为现代高层建筑的一大趋势。 高层建筑功能综合化的优点： (1)将各种使用功能的建筑单元集中布置并上下组合在一起，使用上更方便省时，为人们提供良好的生活环境和工作条件，适应现代社会高效率、快节奏生活的需要； （2）集中紧凑的建筑布置，达到建筑面积最高利用率，相应集中紧凑的管道线路，有利于节约建设投资及减少能源消耗，也有利于物业管理，
节约管理经费； （3）可减少建筑占地面积，节约土地费用，增加城市的绿化面积。一、多功能综合性高层建筑结构体系的特点 从建筑使用功能而言，在设计中，通常将大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施设于多功能综合性高层建筑的下层部分，而将较小柱网、较小开间的住宅、公寓、旅馆、办公功能的建筑设于中、上层部分。这种建筑使用功能的特点相应决定了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置，相应地，要求不同的结构形式，如何将他们之间通过合理地转换过渡，沿竖向组合在一起，就成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。这对高层建筑结构设计提出了新的问题，需要设置一种称为转换层的结构形式，来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，简单地说，就是上下两层的结构不一样，必需设置一个转换层来承上启下。结构上的转换层概念，主要是指在整个建筑结构体系中，合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。它在主要满足结构安全功能要求的同时，多数情况下解决一些特殊技术性建筑功能要求。比如在结构转换层空间内布置管道、设备等等。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架剪力墙等结构体系中。 二、转换层的类型及其工程实例 按照不同的结构转换功能，转换层可分为三种类型： 1、高层建筑上层与下层的结构形式不同，通过转换层完成其从上层至下层不同结构形式的变化。
高层建筑结构转换层的施工工艺
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪项目指标 含固量/%S＞25%时，应控制在0.95S 1.05S；S≤25%时，应控制在0.90S 1.10S 含水率/%W＞5%时，应控制在0.95S 1.10W；W≤5%时，应控制在0.80S 1.20W 密度/（g/cm3）D＞1.1%时，应控制在D?0.03；D≤1.1%时，应控制在D?0.02 细度应在生产厂控制范围内 PH值应在生产厂控制范围内 硫酸钠含量/%不超过生产厂控制值 注1：生产厂应在相关技术资料中明示产品均匀性指标的控制值； 注2：对相同和不同批次之间的均质性等效性的其他要求由供需双方商定； 注3：表中的S、W、和D分别为含固量含水量和密度的生产厂控制值。4结语 外加剂对混凝土的质量起着重要的作用，进而也会间接影响建筑工程的整体质量，因此，在应用混凝土外加剂的过程中一定要注意正确选择混凝土外加剂的种类、合理确定混凝土外加剂的最佳掺量并且充分考虑混凝土外加剂与水泥双向适应性这一问题，以使建筑工程的质量得到有效保障。 高层建筑结构转换层的施工工艺 汪礼良 （合肥建工集团有限公司，安徽合肥230000） 摘要：高层建筑的结构转换层，是对于建筑上下层之间不同结构和承重情况而选择的转换方式，对于高层建筑的安全性和质量标准起到关键性的作用。文章分析结构转换层施工工艺探讨，以确保工程质量。 关键词：高层建筑结构转换层功能形式施工技术 1结构转换层的功能 从结构功能的角度看，转换层所实现的结构转换可以归纳为以下三类：结构型式的转换。结构转换层将上部剪力墙转换为下部框架，给下部楼层创造了较大的内部空间；柱网、轴线的转换。通过结构转换层，使下层形成大柱网，满足外框筒的下层形成较大的出口和较大空间的需要；结构型式和轴线布置同时转换。 2转换层结构的主要形式 2．1梁式转换层 梁式转换层是指在现浇钢筋混凝土楼板上布置单向托梁（纵向或横向）或双向托梁（纵、横向）或斜向托梁，以承托在本层落空的上面各层的承重柱或剪力墙。该种转换形式一般用于底部大空间剪力墙结构，当需要纵横向同时转换时，采用双向梁的布置。对于框筒或简中简结构，可以根据需要在相应楼层下做一圈转换大梁，把上部柱的荷载通过转换大梁传到下层两边的柱上。梁式转换层结构的传力途径为墙一梁一柱（墙），传力途径清楚，转换梁具有受力性能好、工作可靠、构造简单和施工方便等优点。结构分析计算也较容易，一般用于上层为剪力墙结构，下层为框架结构的转换。 2．2板式转换层 当上下柱网轴线有较大错位不便用梁式转换层时可以采用板式转换方式板的厚度一般很大以形成厚板式承台转换层它的下层柱网可以灵活布置不必严格与上层结构对齐，但板很厚，自重很大，材料用量很多。厚板转换层适用于上下柱网极不规则的结构，它的结构布置方便，从而更好地实现对高层建筑多功能的要求，但缺点也很明显。由于板式转换层一般很厚，有时可以达到3．Om，自重很大，在地震作用下，这样大的质量必将引起很大的水平地震作用。因此对于地震区的高层建筑，转换层要慎用厚板楼盖。 2．3桁架转换层 在托柱形式的梁式转换层中，当很大跨度的转换梁承托较多的层数，由转换梁承托上部框架传递下来的竖向荷载很大而致使截面很大时，可采用桁架转换层，能较好地布置大型管道等设备，并充分利用建筑空间。转换桁架主要承受竖向荷载，在满足建筑功能的前提下，通过增大中间节间的跨度或减小端节间的跨度来增大中间弦杆的内力，减小端节间的内力，使弦杆内力分布均匀。带桁架转换层的结构设计原则为：（1）整体 · 101 · 2013年第1期（总124期）江西建材施工技术
高层建筑结构设计特点.
浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。