高层建筑梁式转换层结构设计
浅谈高层建筑梁式转换层结构设计

浅谈高层建筑梁式转换层结构设计高层建筑是现代城市的标志性建筑之一,其设计和结构对于建筑的安全性和稳定性具有非常重要的意义。
在高层建筑结构设计中,梁式转换层结构是一种常用的设计方案,它能够有效地提高建筑的整体性能和安全性。
本文将从梁式转换层结构的定义、设计原理、结构特点以及设计要点等方面进行探讨和分析,以期为高层建筑梁式转换层结构设计提供一定的参考和帮助。
一、梁式转换层结构的定义梁式转换层结构是指在高层建筑中,为了提高整体结构的抗震性能和承载能力,以及满足建筑功能和空间需求,在建筑的一定高度上设置水平梁和竖向墙柱的结构层。
这种结构层能够将上部建筑的荷载通过转换梁和墙柱传递到下部结构,并在一定程度上提高建筑的整体刚度和稳定性。
1.提高结构整体性能:梁式转换层结构的设置能够有效地提高高层建筑的结构整体性能,使得建筑在受到外部荷载作用时能够具有较好的抗震和抗风性能,从而提高建筑的安全性和稳定性。
2.满足功能和空间需求:梁式转换层结构的设置还能够满足建筑的功能和空间需求,例如在转换层结构的下部设置大跨度空间,以满足商业、办公等功能需求,同时在转换层结构的上部设置较小的空间,以用于机械设备、消防设施等。
3.减轻上部结构荷载:通过设置梁式转换层结构,能够有效地减轻上部结构的荷载传递到下部结构的影响,从而减轻下部结构的受力状态,提高结构的稳定性和安全性。
1. 水平梁的设置:梁式转换层结构中,水平梁起着承担上部结构荷载和转移荷载到竖向墙柱的作用,因此要求水平梁具有较好的承载能力和刚度。
3. 节点连接的设计:梁式转换层结构中的节点连接是关键部分,要求节点连接具有较好的刚性和稳定性,能够有效地传递上部结构的荷载并保证结构的整体稳定性。
1. 合理确定转换层位置:梁式转换层结构的位置应根据建筑的功能和空间需求、结构整体性能等方面综合考虑,以确定合理的位置。
3. 梁式转换层结构的材料选择:梁式转换层结构的材料选择应考虑到其承载能力、抗震性能和耐久性等方面的要求,以确保结构的安全和可靠性。
高层建筑梁式转换层结构设计

浅论高层建筑梁式转换层结构设计摘要:本文主要是结合笔者工作中的经验,阐述了高层建筑梁式转换层结构设计,以供参考。
关键词:概念;梁式转换层;结构形式;设计构造一、带转换层高层建筑的主要结构设计概念在现代工程建设中,为了扩大底部的空间,带转换层的高层建筑结构成为了必然的结果。
此种类型的结构由于竖向抗侧力构件的中断,而导致转换层以下的结构抗侧刚度与楼层屈服强度的骤然减小,引起变形集中和能量集聚而极易发生严重破坏。
因此,带转换层高层建筑的主要结构设计概念为:1)加强转换层及其下部结构刚度,要求转换层及其上下楼层层刚度基本均匀。
即必须设置一定比例的落地剪力墙,并加大落地剪力墙的厚度或提高混凝土强度等级,必要时可增设部分剪力墙。
转换层上下结构的刚度比计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》附录e规定抗震设计时,当转换层位于1层时可采用剪切刚度比:γ=(其中,g1,g2 为底层和转换层上层的混凝土剪变模量;a1、h1,a2、h2 为底层和转换层上层的抗剪截面面积、层高);当转换层位于2 层及以上时可采用等效侧向刚度比:γe=转换层位于3 层及以上时其楼层与上层侧向刚度之比:2)应尽量强化和提高转换层以及下部结构抗震承载能力,避免罕遇地震作用下下部主体结构(框支柱、转换梁等)破坏,同时应注意保证转换层上部1层~2 层不落地剪力墙的承载能力和延性,避免重力荷载和罕遇地震作用下不落地剪力墙根部的破坏;注意和加强下部框架梁、上部连梁的延性,适应罕遇地震作用下的塑性较发育发展耗能的需要。
二、转换层的结构形式及设计原则1转换层的主要结构形式底部带转换层结构,转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地,因此,必须设置安全可靠的转换构件。
按现有的工程经验和研究结果,转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。
由于转换厚板在地震区使用经验较少,可在非地震区和6度抗震设计时采用,对于大空间地下室,因周围有约束作用,地震反应小于地面以上的框支结构,故7、8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
高层建筑梁式转换层结构设计

浅谈高层建筑梁式转换层结构设计摘要:本文主要从梁式转换层结构彤式、转换层设计原则、梁式转换层结构的设计与构造等方面进行阐述,以供参考.关键词:高层建筑;梁式转换层;结构设计tu3181.带转换层结构体系概述转换结构构件一般可归纳为五种基本形式:梁、桁架、空腹桁架、箱形梁、厚板,近几年又有许多新颖的转换结构形式涌现,如搭接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等,其中梁式转换层结构具有传力路径清晰快捷、工作可靠、构造简单、施工方便等优点,在地震设防烈度为6,7和8度时均适用,是目前高层建筑中应用最广的转换层结构形式。
2.转换层的主要结构形式和特点各种形式转换层由于结构形式差别较大,其传力性能和抗震性能等存在明显差异。
梁式转换结构传力直接、明确,传力途径清楚,结构计算相对容易。
受力性能好、工作可靠、构造简单、施工方便,但是当转换梁跨度较大时,要求转换梁截面也较大,其质量和抗侧刚度也相应较大,因而地震反应较大。
板式转换结构一方面使得上部结构布置方便,另一方面使得传力不清楚,受力复杂,结构计算相对困难,并且厚板集中了很大的刚度和质量,地震反应强烈。
桁架式转换结构具有传力明确,传力途径清楚的特点.转换桁架不仅使开洞与设置管道方便,面巳他们的位置和大小具有很大的灵活性,使充分利用转换层的空间成为可能。
桁架式转换结构抗侧力刚度和自重比转换梁小,使得带析架式转换层高层建筑的质量和刚度突变相对缓和,地震反应比带转换梁的高层小很多。
箱形转换结构是由单向托梁、双向托梁连同上下层较厚的楼板共同作用形成,其侧向刚度很大,较少用于房屋结构工程。
3.转换层的主要结构形式以及设计原则3.1转换层的主要结构形式目前在工程中应用转换层的主要结构形式有:梁式、厚板、箱形、巨型框架等。
我国高层建筑中,仅带转换层的建筑有几百栋之多。
其中梁式转换层的建筑约占75%,板式转换约占12%。
粱式转换层设计和施工简单,受力明确,转换梁可沿纵向或横向平行布置当需要纵、横向同时转换时,可采用双向梁的布置,一般广泛应用于底部大空问剪力墙结构体系中。
高层建筑梁式转换层结构的设计

高层建筑梁式转换层结构的设计随着城市化的发展,高层建筑日益增多。
高层建筑的结构设计需要考虑很多因素,其中包括抗震、抗风、经济性、安全性等等。
在高层建筑的结构设计中,梁式转换层结构是一种常见的设计方案,本文将从以下几个方面来介绍梁式转换层结构的设计。
一、梁式转换层结构的概念及特点梁式转换层结构是指在高层建筑的某一层(通常在40层以上)设置一层箍筋加强的混凝土板作为转换层,下面的楼层采用钢筋混凝土梁-柱-板结构,上面的楼层采用钢结构或钢筋混凝土柱-钢梁结构。
梁式转换层结构的特点主要有以下几点:1.梁式转换层能够减小上部结构的自重和地震力的作用,达到了减小结构自重的目的,同时降低了地震力矩的作用,减小了结构的灵敏度。
2.梁式转换层可以提高楼层之间的隔振效果,改善了楼层之间的振动。
3.梁式转换层可以提高结构的整体稳定性,减小了结构的倾覆风险。
4.梁式转换层可以使结构减小变形,减少了上部结构的振幅,改变了半刚性结构的特性,增强了整个结构的紧凑性。
二、梁式转换层结构设计的步骤梁式转换层结构的设计需要遵循一定的步骤,下面简单介绍一下。
1.确定转换层的位置。
通常梁式转换层要设置在40层以上,同时要考虑结构上部和下部之间的转换点,转换点要考虑建筑的实际情况,如建筑高度、建筑物形状、地下室层数等因素。
2.确定转换层板的厚度。
转换层板的厚度应根据建筑的荷载、特性、板的尺寸和材料强度等因素综合计算而得,应满足建筑的抗剪强度、抗弯强度和抗挠度的要求。
3.确定转换层钢筋布置方案。
转换层钢筋布置要满足钢筋的受力要求,钢筋布置应具有一定的密度和钢筋交错布置,保证梁板之间的横向和纵向刚度相等。
4.设计上下部结构的联接方式。
上下部结构的联接方式通常采用焊接连接,焊接接头的规格和工艺要满足相关要求,接头应采用双面对齐压力机或双面镗孔等工具实现质量保证。
5.进行结构整体稳定性分析。
稳定性分析应综合考虑结构上部和下部结构的安全性和稳定性,进行弹性反应谱、风荷载、地震力计算等分析,确定结构整体的稳定性。
梁式转换层高层建筑结构设计

梁式转换层的高层建筑结构设计摘要:转换层是高层建筑设计中的常用结构,具有传力明确和施工简单等特点。
文章总结了梁式转换层的设计原则和计算要求,并从结构布置的角度分析了设计要点。
关键词:梁式转换层;结构布置;设计要点中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:引言现代建筑趋于高层化和体型复杂化发展,在结构设计中多功能和多造型的要求越来越多,为了满足发展的需要和建筑功能的变化多样,转换层结构在高层建筑中的应用越来越多。
相较于其他类型的转换层,梁式转换层具有设计施工简单、经济合理和转换构件明确的优点。
本文就其设计中应注意的设计要求进行了概括,分析了转换层构建中楼板及框支梁等的设计特点,对整体的结构布置进行了探讨总结。
2.高层建筑梁式转换层设计原则与计算要求2.1梁式转换层设计原则转换层是地震发生时高层建筑中的薄弱环节,转换层的存在使建筑物竖向的整体刚度突变,不利于结构抗震,在建造中要遵循一定的设计原则:1)在设计中尽量降低需结构转换的竖向构件的使用率,尽可能应用直接落地的竖向构件,当整体建筑中转换构件越少时,形成的刚度突变就越小。
转换层相对较少的结构是对抗震有利的结构。
[1]转换层本身也应具有足够的刚度设计,一般情况下梁高不小于跨度的1/6的设计是保证转换层以及其下部连接构件内力合理分配的基础,剪力墙柱、转换梁等构件的受力性能良好才能更稳定的完成结构转换。
2)设计中尽量对称布置转换层以上的柱子和剪力墙,在转换梁发生变形时,梁上立柱的柱脚会有较大的转角,极易引起柱的弯曲和剪切,并且使立柱产生极大的内力发生超筋,故梁上立柱应尽可能设在转换梁跨中。
[2]考虑到抗震性能,对剪力墙的比例也必须进行一定的控制,一般横向落地剪力墙的数目占比横向墙总数宜大于1/2。
3)考虑建筑整体刚度,转换层在高层建筑的竖向位置尽可能设计在较低的范围,较高位置的转换层易使框支剪力墙结构在转换层附近的内力、刚度及传力途径发生突变,形成薄弱环节。
梁式转换层的高层建筑结构设计

梁式转换层的高层建筑结构设计摘要:由于城市人口的急剧增长,同日渐减少的建筑面积形成了矛盾,所以,高层建筑在现代的发展非常迅速,人们对于高层建筑的功能需求越来越多。
梁式转换结构作为高层建筑中能够实现垂直转换的构件得以广泛应用。
本文通过对梁式转换层的结构形式与受力特点分析,探了梁式转换层结构设计的原则和构造的方法,为相关设计工作者提供一定的参考价值。
关键词:高层建筑;梁式转换层;结构设计随着改革开放的不断深入,社会主义市场经济得到了发展,城市建设的步伐日新月异,人们对高层建筑的需求也越来越多。
高层建筑尤其是综合化、体型复杂化的多功能建筑成为城市建设的发展趋向。
在同一座建筑中,由于各个楼层被赋予的功能不同,上部楼层可能用于办公,中部楼层用于旅馆、住宅,而下部用于文化设施、商店和餐馆。
加之建筑功能对空间的要求与结构的正常布置相反,因此必须在有结构转换的楼层设置转换构件,即转换层结构。
梁式转换结构作为高层建筑中能够实现垂直转换的结构形式,以传力直接、作用明显、施工方便等优势在高层建筑中被广泛应用。
一、高层建筑梁式转换层结构设计的原则、减少竖向构件在结构转换时,尽可能的减少竖向构件,竖向构件存在的越多,那么所需要转换的结构就会越少,所以转换层结构的刚度的突变也就越来越小,对建筑结构的抗震就越有不利。
、转换柱以及剪力墙应对称布置对于转换柱和剪力墙设置的时候尽量让它们对称,梁上面的立柱最好是转换成梁跨中,以免在转换梁变形的时候,在梁上面立柱的柱脚位置出现转角较大的情况,而且带动立柱的柱脚发生非常大的变形,导致柱的剪切和弯曲,致使立柱造成非常大的内力导致超筋。
、强化转换层下部主体的结构刚度为了保证建筑物下部整体结构的抗震、延性、强度以及刚度等能力,应该对转换层下部的主体结构尽量的强化其结构的刚度,对于转换层上部进行弱化结构刚度,使得转换层的上下部的结构变形以及结构刚度特征接近。
一般多采取提高混凝土的强度等级、增加转换层下部主体结构构件的截面尺寸、增设剪力墙等很多方法对其下部主体结构的刚度进行强化。
概述高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用
概述高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用高层建筑是现代城市的标志性建筑之一,其结构设计和施工技术一直是建筑领域的研究热点之一。
高层建筑梁式转换层结构作为高层建筑结构设计的重要组成部分,对于提高建筑的整体性能和安全性具有重要意义。
本文将从梁式转换层结构的设计原理、应用领域和典型案例等方面进行探讨,以帮助读者更好地理解和应用梁式转换层结构设计。
一、梁式转换层结构的设计原理1.1 梁式转换层结构的定义梁式转换层结构,顾名思义,是指通过设置梁或梁板将上部结构的荷载转移到下部结构的一种结构形式。
其主要作用是将上部结构的竖向荷载和弯矩逐渐引入下部结构,使得整个高层建筑的结构系统更加合理和稳定。
梁式转换层的设计原理主要包括以下几个方面:(1)荷载传递:梁式转换层通过设置梁或梁板,将上部结构的荷载逐步引入到下部结构,实现荷载的逐级传递和平衡。
(2)抗弯性能:梁式转换层在抗弯性能方面具有显著的优势,能够有效承担上部结构的水平荷载,并将其转移到下部结构。
(3)加固效果:梁式转换层可以在一定程度上加固上部结构和下部结构的连接部位,提高整体结构的稳定性和抗震性能。
在进行梁式转换层结构设计时,需要遵循一定的设计原则,确保结构的安全性和可靠性:(1)合理布置:梁式转换层应在结构计算和布置上进行合理设计,确保转换层结构能够有效承担上部结构的荷载。
(2)充分考虑变形:在进行梁式转换层结构设计时,需要充分考虑结构的变形情况,以及变形对结构整体性能的影响。
(3)考虑施工工艺:在梁式转换层结构设计过程中,需要考虑施工工艺对结构的影响,确保施工过程中能够顺利进行。
2.1 高层建筑梁式转换层结构主要适用于高层建筑,特别是那些受到风载和地震作用较大的高层建筑。
通过设置梁式转换层,可以有效提高高层建筑的整体稳定性和抗震能力,保障建筑的安全性。
在超高层建筑的结构设计中,梁式转换层结构更是不可或缺的一部分。
由于超高层建筑受到的荷载和变形影响更大,因此设置梁式转换层能够更有效地引入荷载和控制结构的变形,保证结构的整体性能。
高层建筑梁式转换层结构设计
高层建筑梁式转换层结构设计摘要:随着当前我国社会经济文化的快速发展,我国城市中的高层建筑蓬勃发展,通过在城市中建设相应规模的高层建筑物可以提高城市中的土地利用率,解决城市发展和土地空间不足的矛盾。
本文主要研究了高层建筑中梁式转换层的结构设计,文中首先对现阶段我国高层建筑梁式转换层的结构设计特点进行分析,然后结合带有梁式转换层的某高层住宅结构设计案例,对转换层设计在结构选型、设计原则、设计概念、结构布置、构造措施等相关方面进行阐述,进而为我国高层建筑梁式转换层的结构设计提供一些参考意见。
关键词:高层建筑;梁式转换层;结构设计;特点分析引言现阶段在我国高层民用建筑的设计过程中,为了提高高层建筑的整体使用性能,满足建设方的多功能需要,需要在设计过程中将建筑物内部空间设计成大开间和小开间这两种方案。
通常,设计中的大开间主要是指建筑物下部的几层,而小开间主要是建筑物上部标准层的空间。
但是,这样就会在一定程度上造成高层建筑物上部楼层竖向承重构件无法在设计过程中直接落地,而转换层的出现,恰好解决了这一矛盾。
鉴于转换层在转换结构中起到的“关键节点”作用,在结构设计中转换层的安全合理设计也是“重中之重”。
一、现阶段我国高层建筑转换层的结构特点我国高层建筑转换层在设计过程中主要是以钢筋混凝土结构为主,常见的有梁式转换、板式转换、箱式转换等。
结构设计过程中需要将转换层的水平转换构件与竖向落地构件之间形成一个良好的刚度整体,同时还需要对转换层的结构构件采取有效的抗震措施。
针对常见的梁式转换层中的转换梁,设计过程中还需要确保该构件可以承载上部结构的重力荷载和水平荷载,但是这种设计就会增加大梁在应用过程中的应力。
所以,设计中为了确保梁式转换层中转换梁构件的安全,就需要在设计过程中控制好高层建筑物梁式转换层的高度和刚度。
通常高层建筑中所使用的梁式转换层空间跨度较大,这便会导致转换梁的高度和宽度较大,进而在一定程度上对建筑内部使用空间带来影响。
试论高层建筑梁式转换层结构设计的要点
试论高层建筑梁式转换层结构设计的要点摘要:随着城市化建设进程不断加快,建筑工程数量也在不断提升,规模也越来越大。
但在用地资源却逐渐减少的背景下,高层建筑向多功能、多用途方向发展,有助于实现对土地资源高效利用的目标。
因此,通过对运用各种架构设计类型进行设计施工的研究,在高层建筑梁式转换层架构设计中,采用梁式转换层形式已经成为高层建筑的主要形式,可以满足设计空间需要。
关键词:高层建筑;梁式转换层;结构设计;要点0引言随着建筑层次越来越多和建筑用途多元化,高层建筑功能的实现对上下层的架构设计需求也越来越大,在确保高层建筑安全、耐久性较好的前提下,充分发挥高层建筑优越性。
梁式转换层设计是高层建筑中的常用结构转换层,其作用在于完成对原有构造的过渡作用,增加高层建筑的结构稳定性和安全系数。
所以,从高层建筑梁式过渡结构层的构造性质和建筑技术原则上考虑,科学合理的高层建筑梁式转换层设计,提出科学合理的高层建筑梁式转换层结构设计的合理构思。
1高层建筑梁式转换层结构1.1结构特点转换层是将建筑物的上部设计荷载经过转换层重新分配后,传导到下部结构和地面。
转换结构一般包括桁架、箱型结构、斜撑等。
由于柱式转层结构具有设计简洁,传力方向明确的优点,除在建造时保证了高层建筑的下层结构安全对接需要之外,还需要最大程度适应不同高层空间的应用需要。
常见的梁式转换层结构如图1所示。
图1 梁式转换层结构1.2梁式转换层结构的设计原则1.2.1刚度控制的合理性为了使建筑物结构中转换层构件的设置点位达到建筑物耐震标准,并防止建筑物结构面板之间内力的突然变化,建筑工程设计技术人员在设计柱式转换层构造时,重视对转换层构件的刚性控制,即高层建筑上部分结构的刚度设计值应当小于下部分结构,以确保各部分结构应变范围的一致。
而在增加或调整柱截面的结构参数上,则必须针对构件的大跨度、上下部刚度比、上部结构转换柱的竖向压力值等结构参数进行综合研究,而建筑设计上则必须通过加强剪力墙构件、增加结构转化层构件的钢筋数量,进一步提高建筑物下部空间结构具有更高的结构刚度与抗剪特性,从而确保转换层构件的耐震与抗压属性得以全面优化。
概述高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用
概述高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用高层建筑梁式转换层结构设计原理是指在高层建筑的结构设计中,通过设置梁式转换层来改变楼层的布置形式和结构形式。
梁式转换层一般位于建筑的中间位置,可以将上部的高层建筑和下部的低层建筑分割开来,起到平衡、过渡和连接的作用。
梁式转换层的设计原理主要包括以下几个方面:1. 结构平衡:梁式转换层将建筑分为上下两部分,可以减小上部结构对下部结构的影响,使整个建筑更加平衡稳定。
尤其是在高层建筑中,上部的承重会比较大,通过设置转换层可以将荷载传递到下部结构,避免局部荷载集中以及倾覆的风险。
2. 结构过渡:梁式转换层可以实现上下部结构形式的过渡,使不同结构之间的转换平稳过渡,减小构造缺陷和应力集中的可能性。
在上部采用框架结构,下部采用剪力墙,转换层可以实现两种结构间的连接过渡,使整个建筑形式一致。
3. 建筑连接:梁式转换层通常作为建筑的连接部分,可以将不同楼层之间的功能和使用空间有机地衔接起来。
通过设置转换层,建筑可以实现商业、办公、住宅等不同用途的有机组合,提高建筑的使用效率和功能性。
1. 结构设计上的应用:通过设置梁式转换层,可以实现高层建筑结构的平稳过渡和均衡分配,提高整个建筑的抗震性和稳定性。
对于高层建筑来说,结构设计是非常重要的,通过合理设置转换层可以实现结构的优化设计。
2. 功能布局上的应用:梁式转换层可以将不同功能的楼层有机地连接起来,实现功能的合理布置。
商业楼层可以布置在上部,住宅楼层可以布置在下部,通过转换层将两部分连接起来,既可以满足商业需求,又可以实现居住功能。
3. 建筑形态上的应用:梁式转换层可以改变建筑的外观形态,使建筑更加富有变化和层次感。
通过设置转换层,可以实现建筑外观的多样性和复杂性,提高建筑的美观性和艺术性。
高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用可以使高层建筑在结构、功能和形态上更加合理和完善。
通过合理设置梁式转换层,可以实现高层建筑的平衡、过渡和连接,提高建筑的整体性和综合效益。
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高层建筑梁式转换层结构设计
摘要:本文结合工程实例,对带梁式转换层高层建筑设计进行探讨,分析了梁式转换层设计要点,并使用有限元软件对其进行结构
分析,为带转换层的高层建筑设计提供了参考。
关键词:高层建筑:梁式转换层结构;设计
中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:
上世纪70 年代中期,我国高层建筑发展开始加速,底部大空间结构的发展使得转换层结构朝着形式多样化、方法多样化、结构受力更有利的方向发展。
转换层结构己成为现代高层建筑结构的发展趋势之一。
结构转换层设计实现了建筑从小开间的住宅到中等开间的写字间,再到大空间的商场的变化成为可能。
梁式转换层结构作为高层建筑中实现垂直转换的常用结构形式。
本文简述了高层建筑梁式转换层结构形式和受力特点,并结合工程实例,分析了梁式转换层结构的设计。
1转换结层的主要结构形式和特点
各种形式转换层由于结构形式差别较大,其传力性能和抗震性能等存在明显差异。
梁式转换结构传力直接、明确,传力途径清楚,结构计算相对容易。
受力性能好、工作可靠、构造简单、施工方便,但是当转换梁跨度较大时,要求转换梁截面也较大,其质量和抗侧刚度也相应较大,因而地震反应较大。
板式转换结构一方面使得上部结构布置方便,另一方面使得传力不清楚,受力复杂,结构计算相对困难,并且厚板集中了很大的刚度和质量,地震反应强烈。
析架式转换结构具有传力明确,传力途径清楚的特点,转换析架不仅使开洞与设置管道方便,而且他们的位置和大小具有很大的灵活性,使充分利用转换层的空间成为可能。
析架式转换结构抗侧力刚度和自重比转换梁小,使得带析架式转换层高层建筑的质量和刚度突变相对缓和,地震反应比带转换梁的高层小很多。
箱形转换结构是由单向托梁、双向托梁连同上下层较厚的楼板共同作用形成,其侧向刚度很大,较少用于房屋结构工程。
2梁式转换层结构的设计遵循原则
带转换层高层建筑结构是一种:受力复杂、不利于抗震的结构体系,在结构总体设计时,特别是在抗震设防地区,应遵循的如下原则:①传力直接,避免多次转换。
布置转换层上下主体竖向结构时,要尽量使水平转换结构传力直接,通过结构的合理布置,使不落地的剪力墙通过转换托梁直接传给竖向承重构件,尽可能的避免转换次粱及水平多级转换,实现传力路径的最短化。
②强化下部、弱化上部。
要保证底部:赶空间有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力,要有意识的强化转换层下部主体结构刚度,弱化转换层上部主体结构的刚度,使得转换层上下部主体结构的刚度及变形特征尽量接近,以避免出现薄弱层。
③计算全面准确。
必须将转换结构作为整体结构中一个重要组成部分,采用符合实际受力变形状态的正确计算模型进行三维空间整体结构计算分析。
采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算时,转换结构以上至少取2层结构进入局部计算模型,同时应计及转换层及所有楼层楼盖平面内刚度,计及实际
结构三维空间盒子效应,采用比较符合实际边界条件的正确计算模型。
3梁式转换层结构的关键设计
(1)整体结构宜进行弹性时程分析补充计算和弹性时程分析校核,还应注意对整体结构进行重力荷载下准确施工模拟计算。
在有抗震设防要求的底部大空间结构中,仍然要设计延性剪力墙结构。
其主要措施有:控制剪力墙的塑性铰出现在框支层以上的上部墙体中,以避免框支层出现大变形;加强落地剪力墙的下部,防止剪切破坏,防止屈服;加强框支柱设计,使其具有足够的安全贮备及延性转换梁的截面尺寸一般由其剪压比计算确定,且须有合适的含箍率,以避免脆性破坏。
转换梁的适宜剪压比限值见表1
转换梁的轴压比:
式中:——转换梁支座截面处最大组合剪力设计;
——换梁混凝土抗压强度设计值;
——转换梁截面宽度;
——转换梁截面有效高度。
转换梁一般不宜开洞,若需要开洞,洞口宜位于梁中和轴附近。
洞口上、下弦杆必须采取加强措施,箍筋要加密,以增强其抗剪能力。
上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数1.2。
当洞
口内力较大时,可采用型钢构件来加强。
(2)转换梁的混凝土强度等级不应低于c30;转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%;抗震设计时,一、二、三和四级抗震等级分别为0.5%、0.4%、0.35%和 0.35%。
转换梁中主筋(纵向钢筋)不宜有接头;有接头时,宜采用机械连接,且同一截面内钢筋接头面积不应超过全部主筋截面面积的50%,接头位置尚应避开上部剪力墙开洞部位、梁上托柱部位及受力较大部位。
转换梁上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通,下部主筋应全部贯通伸入柱内。
(3)转换梁箍筋要求为:梁支座边距柱0.21n(n为转换梁净跨)或1.5hb(h b为转换梁的高度)范围内箍筋应加密,加密区箍筋直径不小于10mm,间距大于l00mm,加密区最小面积配箍率为:一级时0.8%,二级为0.7%,三级时0.6%,四级时0.6%;非抗震设计时0.5%。
上部剪力墙门洞下方(洞宽+211)范围内转换梁箍筋也按上述要求加密。
(4)框支柱的截面一般由其轴压比计算确定,由于结构的竖向构件在转换层处部分终断,必须保证下部结构的抗剪能力,限值框支柱的轴压比。
抗震设计时,框支柱的内力须按规范进行调整。
表2框支柱轴压比限值
(5)有地震组合时,一级、二级框支柱承受的地震作用产生的轴力设计计算值应分别乘以1.5,1.25的调整放大系数;框支柱承受
的地震剪力标准值应按下列规定采用:框支柱的数目不多于l0时,当框支层为1~2层时,每层每根承受的剪力应至少取基底剪力的2%;当框支层为3层及3层以上时,各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%;框支柱的数目多于10根时,当框支层为1~2层时,每层每根柱承受的剪力之和应取基底剪力的20%;当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%;框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端粱的剪力、弯矩,框支柱轴力可不调整。
(6)框支柱全部纵向钢筋配筋率,抗震等级一级时不小于1.2%,二级时不小于1.0%,三级时不小于0.9%,四级及非抗震设计时不小0.8%。
纵向钢筋间距抗震设计时不大于200mm,且不小于80mm,全部纵向钢筋配筋率不宜大于4%;框支柱箍筋应沿框支层全高加密,加密区体积配箍率抗震等级一级、二级时不小于1.5%,三、四级时不小于1.0%;框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,箍筋直径不应小于10mm,间距不应大于100mm和6倍纵向钢筋直径的较小值。
非抗震设计时,框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,箍筋体积配箍率不宜小于0.8%。
箍筋直径不应小于10mm,间距不宜大于150mm。
框支柱节点区水平箍筋原则上可同柱箍筋配置,当框支梁、转换梁腰筋配置及拉通可靠锚固时,可按构造要求设置水平箍筋、拉筋。
框支柱纵筋在框支层内不宜设接头,若需设置,接头率不超过5%且接头位置离开节点区不小于500mm,接头采用可靠的机械或焊接
连接。
结束语
综上所述,在带有梁式转换层的高层建筑设计中,转换层设计是结构设计的一个难点.更是不同形式结构体系转换的关键点,设计时应不断研究和进行方案比较。
在可能的情况下做出较优的技术方案才能实现安全、适用、经济等综合目标。