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
前言
一般而言，当高层建筑下部楼层竖向结构体系或形式与上部楼层差异较大，或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上、下部结构轴线错位时，就必须在结构改变的楼层布置水平转换构件，即结构转换层。因此，转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作为技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。对底层大空间多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。
一、高层建筑转换层结构形式及受力特点
高层建筑转换层的主要结构形式及特点
1、粱式转换
粱式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，其传力途径为上部墙—转换粱—下部柱。具有传力直接、明确和清楚
的优点，便于工程计算、分析和设计，且造价较为节省，据资料统计，粱式转换层数量约占转换层总量的77％。转换梁的截面高度为0.8- 6m，高层建筑带转换层结构的绝大多数为梁式转换层。
2、箱式转换
是单向托粱和双向托粱同上、下层较厚的楼板浇筑成一整体共同工作，从而形成刚度较大的箱式转换层。
3、板式转换
当转换层上下柱网错开较多。布置又不规则，难以用梁直接承托时，则需要做成厚板，形成板式转换层，从抗剪和抗冲切考虑，转换板厚度往往很大，实际转换板厚度可达2.0- 2.8m，板式转换层的下层柱可以灵活布置，但自重很大，材料耗用多，拖工难度大。
4、桁架转换
桁架分为空腹桁架与实腹桁架两种。桁架转换层与梁式转换相比，受力状态更明确，可使用空间更大，自重小，抗震性能好，但其节点设计难度大，“强斜腹杆、强节点”是桁架转换层设计的基本原则，而节点的受力状态复杂，容易发生剪切脆性破坏，造成计算配筋
高层建筑转换层
一、有结构转换层和功能转换层两种。 二、常见的是功能转换层。也就在高层的中间拦腰一断，设一个设备层。如果楼层太高，用水、用电等都从地下室向上供，存在距离太远、主电源不在负荷中心、供水未端与起始点压差过大等等问题，这需要我们在中间部位对电负荷进行重分配，对水系统进行减压处理等，而这些处理都需要占用空间，占用谁家的地盘谁都不乐意，干脆在中间拿出一个整层做功能转换层，这种转换层因为通常是设备层，所以许多设计院在设计时将其高度限定在2.2m以下，以减少占用规划指标。 二、结构转换层通常是在不同的结构方式之间进行。比如下部是框架结构，上部为砌体结，这是我国目前经济条件下特有的一种结构形式，通过将上部部分砌体墙在底部变为框架而形成较大的空间，底部一般作为商业用房，上部仍然用作住宅。这种情况下就必须要转换构件(如托墙梁)将上部砌体墙承受的内力转移至下部的框架柱(框支柱)，具备该功能的楼层我们通常称之为结构转换层。 如果你的是高层建筑，4层以上（不包括4层）是标准层，同时该高层建筑有裙楼，那么四层就是转换层。 转换层 建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构（设备）类型，并通过该楼层进行结构（设备）转换，则该楼层称为结构（设备）转换层。目前的高层建筑多为低层商用,上部住宿的多功能要求,在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间,往往需要采用一定的结构形式进行转换处理,即加设转换层。转换层常用的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式 结构转换层的分类 按结构功能，转换层可分为三类：1．上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架－剪力墙结构，它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。2．上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层形成较大的入口。3．同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。
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。
高层建筑结构转换层的施工工艺
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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
试论高层建筑工程的转换层结构设计
试论高层建筑工程的转换层结构设计 先进科技在建筑领域的应用为现代建筑行业的发展带来了强大的动力，在现代建筑技术的支持下，高层建筑工程的大量建设与实施得以实现，现代高层建筑不仅在高度上较以往有了很大的增加，同时在建筑外观及结构的复杂性上也与以往有了很大的不同，要充分保障高层建筑工程的结构受力的稳定性，保障高层建筑在建设与使用过程中的安全性，加强对转换层设计的研究是十分必要的，本文就将对此展开探讨。 标签：高层建筑工程；转换层；结构设计 现代城市人口增加以及城市功能的日益丰富和完善，对于城市建筑工程的建设也有着更高的需求，一方面，要求城市建筑工程要在有限的开发土地面积上，创造更多的居住、办公、休闲等功能空间，这可以通过高层建筑工程的建设予以满足，同时还要保障建筑工程的质量与可靠性，这就要求针对高层建筑的结构受力特性进行深入研究，并通过对转换层机构的优化设计予以保证。 一、高层建筑工程转换层结构的主要类型 1.梁式转换层 梁式转换层是现代高层建筑中应用非常广泛的一种转换层结构形式，尤其适用于底部大空间的框支剪力墙结构体系的高层建筑结构转换中，此类转换层结构形式的作用原理主要是通过将转换层上部的剪力墙落在框支梁上，而框支梁则是通过稳定的框支柱进行支撑，从而保证整体建筑结构的稳定性，形成较为稳固的转换结构体系，其在实际应用中的主要优势在于设计简单，便于施工操作，结构传力十分明确，且施工成本较低，具有着良好的经济性优势，因而受到许多建筑企业的青睐。 2.箱式转换层 箱式转换层结构形式相对适用范围要小于梁式转换层，其主要应用于转换梁截面超出一定范围，不能够通过一层楼板的设置来满足其需要的刚度要求情况下的转换层构建。为充分保证建筑结构的稳定性，箱式转换层结构形式通常是在转换梁的顶与底分别设置一层楼板，两层楼板和四周围护的墙壁结构之间形成一个箱式的空间，从而使转换层结构的形式整体呈现为箱式结构。这种结构形式在应用中能够有效的保障对转换梁的较强约束力，同时转换梁的刚度也相对较大，从上到下整体结构在传力效果方面相对更为均匀，同时箱式结构中间所形成的空间也可以满足建筑设备层设置的功能需求，具有着良好的应用效果。但相对的，此类转换层结构形式在建设过程中需要在转换梁中进行较多的开洞处理，相对施工操作的复杂性更高，其施工成本也相对较高，经济效益一般。 3.厚板式转换层
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。
高层建筑结构设计复习试题(含答案)
高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构 件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变， 这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产生的层间位移 与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈 剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复 力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。在 这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩，将分 配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。
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。
高层建筑转换层结构设计
高层建筑转换层结构设计 发表时间：2015-09-21T12:00:19.140Z 来源：《基层建设》2015年4期供稿作者：陈芳 [导读] 深圳市建筑设计研究总院有限公司广东深圳工程概况某建筑工程地下两层，地下一层为车库，地下二层为平战结合六级人防，集商业、住宅为一体的综合建筑。 陈芳深圳市建筑设计研究总院有限公司广东深圳 518000 摘要：随着我国建筑不断以多样化、不规划的建筑形式出现，这些不规则给结构抗震设计也带来的很大难度。多样化以转换层为主，多样空间结构、体形怪异等建筑如雨后春笋。本文根据工程实例，对建筑厚板转换层的设计及施工进行探讨。 关键词：建筑工程；厚板转换层；结构设计 一、工程概况某建筑工程地下两层，地下一层为车库，地下二层为平战结合六级人防，集商业、住宅为一体的综合建筑。裙房顶部设置室内游泳池，住宅楼的正方形平面与裙房柱网形成30 角扭转，可以得到充足的日照，同时让两幢楼更富有空间特色。 二、结构选型项目A、B 座塔楼（图la），四层以上为住宅，采用剪力墙结构；四层以下为商业用房，要求有较大的柱网，采用框架剪力墙结构。四层以上墙体除楼、电梯间墙体落地以外，大部分墙体未落地，其内力需经转换构件来传递（见图lb、c）。 图l 项目东A、B 座塔楼剖、平面图由于转换层以上两个剪力墙结构的塔楼，其平面与四层以下为框架剪力墙结构的柱网扭转30 角，塔楼墙体除一小部分落至下层外，其它墙体大部分不在柱网之上。如果用梁式、桁架转换或箱式转换，转换构件太多且很难布置，部分剪力墙需经几次传递方能传至柱网的主要转换构件之上，形成转换梁连接转换梁的多次传递，使传力途径过于复杂。根据分析，本工程采用厚板做为转换构件。 三、结构整体设计及分析（一）主要设计参数本工程场区的地震基本烈度为7 度；III 类场地土。基本风压为0.45 kN／m2。 本工程为双塔楼大底盘厚板转换层结构体系。转换层厚板板厚1.9m。 转换层上住宅双塔楼为剪力墙结构，剪力墙厚200mm；转换层以下的框支柱选择为Φ1300mm 圆柱，采用螺旋箍筋，体积配箍率 ρ ≥1.2%。由于圆柱有良好的抗震性能和延性及截面刚度的无方向性，对本工程的转换层以上塔楼平面与底盘平面非正交的结构平面布置极为有利。 （二）转换层上下剪切刚度比 γ 值的控制由于建筑功能的特殊性，双塔楼剪力墙落至转换层以下的墙体不多。 本工程通过加设底盘主楼范围以外的附加剪力墙，即加强大底盘内两塔楼之间的刚性联系，使底盘平面内剪力墙布置均匀，又有利于控制主体结构的刚度变化率。同时，由于本工程转换构件采用了厚板，其转换板刚度及质量均很大，从而引起该处产生的地震效应也很大，有应力集中现象（参见图2a 剪力包络图）。为此，保证主体结构竖向刚度的均匀性是非常重要的。本工程转换层上塔楼剪力墙下落较少（建筑功能要求），且塔楼扭转30°角，致使塔楼所处部位的局部上下层剪切刚度比很难控制，故设计中采用缩小柱网、均匀布置框支柱的方案，以改善并提高转换层以下结构的受力性能。由于本工程的大底盘较小且柱网较密，转换层上两塔楼距离较近，转换层厚板刚度很大，所以整体结构刚度较好。因此，剪切刚度比按整体控制。 根据JGJ3 -93《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第2.4.5条规定，上下层刚度比γ 宜接近1；非抗震设计时 γ 不应大于3；抗震设计时γ 不应大于2，其值按下式计算：
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。
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
关于高层建筑转换层施工的分析
关于高层建筑转换层施工的分析 摘要：本文作者结合实际施工经验，对高层建筑转换层的实际技术进行了分析介绍，供大家参考。 关键词：高层建筑；转换层；施工；分析 abstract: the authors combined with practical experience in the construction and analysis of the actual technology of the high-rise building conversion layer introduced for your reference.keywords: high-rise buildings; conversion layer; construction; analysis 中图分类号：tu3文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）转换层可以将建筑物上下层的使用功能、结构类型、空间尺寸等进行转换，它在我国高层建筑领域有着广泛的应用。并且随着我国建筑行业的发展以及城市建筑向着高层化和功能复杂化发展，转换层的应用将会越来越广。转换层具有主梁截面尺寸较大、钢筋结构密集、混凝土的灌入量大、留置施工缝的难度大、支承体系要求高等特点，所以认真、周密、合理地采用施工措施，对保证结构转换层的质量及整个高层主体工程质量有着极其重要的作用。 1 高层建筑转换层概述 随着城市以及经济的不断发展，对于高层建筑越来越向着一种多功能的倾向发展。因为建筑物其使用的要求以及功能具有一定的差异性，因此，在为了适应对于建筑物的柱网布置以及形式等等一些不同的要求时，在很多的建筑中都已经设置了一种转换层。
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。
高层建筑抗震设计原则及应注意的问题
高层建筑抗震设计原则及应注意的问题 摘要：高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生，笔者认为，首先要正确判定短柱，然后对短柱采取一些构造措施或处理，提高短柱的延性和抗震性能。 关键词：高层建筑抗震设计措施 0引言 结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。 1高层建筑抗震结构设计的基本原则 1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。 1.2尽可能设置多道抗震防线①一个抗震结构体系应由若干个延性较
好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架
—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。 1.3对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。 2高层建筑抗震设计常见的问题