高层转换层结构设计
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带结构转换层的高层建筑结构设计摘要:本文首先阐述了结构转换层概述,然后分析了高层建筑常见结构转换层类型,接着分析了结构转换层的高层建筑结构设计原则,最后对带转换层高层建筑的结构设计及注意要点进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:带结构转换层;高层建筑;结构设计引言:带结构转换层在建筑工程中应用广泛,主要用于高层建筑,具有很好的发展前景。
在带结构转换层的高层建筑结构设计中,对剪力荷载状态进行科学分配,能有效地避免结构安全隐患。
对设计和概念的四个传递层、剪力墙和楼板等重要施工部位进行了设计分析研究,发现带结构转换层在设计和应用上还有很大的发展空间,应加强研究,确保高层建筑的整体安全。
1结构转换层概述一般来说,高层建筑工程在建设过程中,如果上下两部分功能建设需求存在差异,往往会采用不同的结构设计模式,以满足建设标准,在此种情况下,工程设计人员往往需要对该楼层实施结构转换,以确保建筑工程整体稳定性。
而实施结构转换的楼层就被称之为结构转换层。
高层建筑的结构转换层的转换模式主要有以下几种。
第一种为结构转换模式。
此种转换模式主要应用在建筑工程的框架剪力墙结构中,将其上下两部分结构实施转换,能够更好的扩充建筑内部空间。
第二种是柱网、轴线转换模式。
此种转换模式无需改变建筑的上下层结构,而是通过增加下层结构柱距的方式,形成相应的网状结构,以便扩张下层建筑的入口空间。
第三种是结构和轴线规划同时转换模式,这种模式是指在转换上层剪力墙结构的同时,也要调整下层结构的柱距,形成相应的建筑结构差异,满足多种结构建设需求。
2高层建筑常见结构转换层类型2.1梁式结构转换层此种结构转换层是高层建筑建设过程中最为常见的结构转换层类型,其应用范围相对来说比较比较广泛。
在进行梁式转换层施工的时候,要在建筑原有楼板结构上,布设相应的梁柱结构,以便用于承载上部分建筑楼层的剪力墙结构和承重柱结构,进而充分保障高层建筑的结构稳定性,提升其建设安全等级。
高层建筑结构转换层的结构设计在现代城市的发展中,高层建筑如雨后春笋般涌现。
为了满足建筑功能多样化的需求,结构转换层在高层建筑中的应用越来越广泛。
结构转换层是指在建筑物的某一层,通过结构形式的改变,实现上部和下部不同结构体系的转换。
它不仅关系到建筑的安全性和稳定性,也对建筑的使用功能和经济性有着重要影响。
接下来,让我们深入探讨一下高层建筑结构转换层的结构设计。
一、结构转换层的类型及特点1、梁式转换层梁式转换层是目前应用较为广泛的一种形式。
它通过大梁将上部剪力墙或柱的荷载传递到下部的柱或剪力墙。
梁式转换层的优点是传力直接、明确,结构分析相对简单。
但其缺点是梁的截面尺寸较大,会影响建筑的使用空间。
2、板式转换层板式转换层的厚度较大,通常在 20m 以上。
它能够提供较大的刚度和承载能力,适用于上下部结构差异较大的情况。
但板式转换层的自重较大,材料用量较多,施工难度也相对较大。
3、箱式转换层箱式转换层是由上、下层较厚的楼板与纵横双向的大梁共同组成的一个箱型结构。
它具有较大的整体刚度和承载能力,能够有效地抵抗水平荷载。
然而,箱式转换层的施工复杂,造价较高。
二、结构转换层的位置选择结构转换层的位置选择对建筑的整体性能有着重要影响。
一般来说,转换层位置越低,对结构的抗震性能越不利。
因为下部结构需要承担更大的竖向荷载和水平荷载,容易导致结构的变形和破坏。
但转换层位置过高,又会影响建筑的使用功能和经济性。
因此,在设计时需要综合考虑建筑的功能要求、抗震设防烈度、结构高度等因素,选择一个合理的转换层位置。
在抗震设计中,对于 7 度及 7 度以下抗震设防地区,转换层位置不宜超过 5 层;对于 8 度抗震设防地区,转换层位置不宜超过 3 层。
同时,转换层上下等效侧向刚度比应符合规范要求,以保证结构在地震作用下的变形协调。
三、结构转换层的设计要点1、竖向荷载的传递在设计结构转换层时,需要确保竖向荷载能够有效地从上部结构传递到下部结构。
关于高层建筑转换层结构设计分析在高层建筑设计中,转换层是指位于底层商业或办公空间与居住空间之间的功能转换层,通常位于大楼底部,用于满足不同需求的功能需求。
转换层设计的合理与否直接影响到建筑的使用效果和空间布局。
转换层的设计应综合考虑多个方面因素,包括建筑规划、结构设计、空间利用率等。
转换层的设计应符合建筑物整体规划,并与建筑外立面相协调,以保持建筑的整体性。
转换层的结构设计需要满足建筑物的荷载要求,根据不同功能区域的载荷特点进行分析,并选择合适的结构形式。
在商业区域,需要考虑货物运输和大量人员流动,因此需考虑增强结构的承载能力;而在居住区域,则可以采用较为轻型的结构形式。
转换层的设计还需考虑空间利用率。
在有限的空间内,如何合理地安排功能区域,使其达到最佳效果,是转换层设计的重要方面。
通过合理的空间布局和流线设计,确保不同功能区域之间的通行畅通,提高空间利用率。
在商业区域,可以考虑采用开放的空间设计,便于展示商品和吸引消费者;而在居住区域,则需注重私密性和居住质量,采用合理的隔断和隔音措施。
转换层的设计还需考虑人员疏散和安全性。
转换层作为承上启下的功能区域,在发生紧急情况时,需要提供合适的疏散通道和安全设施,确保人员的安全。
适当设置逃生楼梯和紧急出口,设置灭火器和消防设施等,提高转换层的安全性。
高层建筑转换层结构设计是一个综合性的工程,需要综合考虑建筑规划、结构设计、空间利用率以及人员疏散和安全性等因素。
通过合理的转换层设计,既能满足不同功能区域的需求,又能提高建筑的使用效果和空间布局,使得整个建筑更加合理、实用。
高层建筑转换层结构设计实例分析一、引言对于带结构转换层的高层建筑结构设计管理,是对高层建筑工程设计工作进行控制管理的重要环节。
现在,国内进行的带结构转换层的高层建筑结构设计管理往往不能够得到良好的实施。
所以,目前国内高层建筑工程设计人员的一项主要任务就是科学地进行高层建筑结构转换层的结构设计管理工作。
本文系统的分析了带结构转换层的高层建筑结构设计原则以及相关技术标准,并结合某带结构转换层的高层建筑结构设计实例进行了浅要的分析和探讨。
二、带结构转换层的高层建筑结构设计原则以及相关技术标准对于高层建筑梁式转换层结构设计,首先要注意的就是在结构计算时,充分保证计算面的广阔以及结果的精确。
其结构计算一般来说都是基于实际受力变形状态下构造计算模型进行三维空间整体结构计算分析,作为整体结构的一个重要组成部分,为了使得结果更加真实准确,转换结构也会使用有限元方法来对局部进行计算。
在进行局部运算时,从转换结构取的纳入局部计算模型的结构层不得少于两层,同时也要考虑模型边界条件是否与实际工作状态一致。
在进行整体结构计算时,采用不得少于俩种力学模型的程序来对抗震能力计算,同时需要分析计算弹性时程,此时分析校核最好采用弹塑性时程。
在高位转换时,特别要考虑模拟计算整体结构进行重力荷载下施工。
转换层在高层建筑结构中,只是其中一份子,因此在对转换层进行内力分析前,首先要整体计算分析整个结构。
在对整体进行整体内力与位移计算时,使用的计算方法有两种,分别是三维空间分析方法以及按空间协同工作分析方法,使用上述两种计算的方法的好处就在于,在进行整体计算时,转换构件当做结构的一部分参与运算。
但是因为转换层的结构本身特点,就是在结构竖向刚度不均匀,布置在竖向方面变化突出,从而导致在对结构进行布置时,需要考虑概念设计和力学原理,并且借鉴之前工程的经验和工程试验的结果,在此基础上综合考虑并在结构中设置冗余杆件和加强点。
通常在带结构转换层的高层建筑结构计算时,会使用三维分析、协同工作和平面有限元等结构软件。
简述高层建筑结构转换层的结构设计1.前言高层建筑的结构转换层设计是一项非常复杂的工程,在设计施工之前必须要对其进行细致的分析讨论,确定方案无误时才能进行施工,从力学的角度来分析,可以看出高层建筑转换层的上下层内力比较集中,并且地震力集中,设计起来非常困难,这也逐渐成为高层建筑设计的重要问题之一,一直受到国内外的高度重视,为了保证设计的舒适安全,必须要对高层建筑的结构变化处设置转换层,下面我们就对转换层设计进行系统的论述。
2.转换层的定义和功能高层建筑转换层可以分为两类,一类是结构转换层,另一类是功能转换层,本文主要是对结构转换层进行论述。
结构转换层的定义:对于一些高层建筑来说,结构转换层的设计有一定的难度,高层建筑一般上部用于公司办公或者居民住房,这样需要的墙多柱少,而下部一般用于超市等的商业用处,需要更大的空间,这样需要的就是墙少柱多,所以就必须要对其进行转换,将上部的墙体所承受的内力转移到下面的支柱上,这样的具备转换力的楼层一般被称为结构转换层。
功能:结构转换层的功能有很多,主要是将上下楼层的结构进行转换、改变上下层的柱网和结构类型、对上下层结构类型和柱网一起改变。
3.结构转换层的类型及设计方法论述高层建筑结构转换层可以分为四种类型:梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。
3.1梁式转换层特点:梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计,这两者是按功能不同来进行划分的。
(1)托柱形式转换梁截面设计。
当转换梁承接的是上部的普通框架时,可以按照普通的截面设计进行配筋计算,因为这时的转换梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一样的,但是,当转换梁承受的是上部斜杆框架时,就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计,因为,此时的转换面承受的是轴向拉力。
(2)托墙形式转换梁截面设计。
在转换梁的施工过程中,力学问题是一个关键问题,必须要予以重视,当转换梁承受上部的墙体是小墙体时,要采取普通梁的截面设计方法进行配筋计算,且纵向的钢筋也可以放置在转换梁的底部,像普通梁那样布置就可以了;当转换梁承受的是上部墙体且满跨不开洞时,转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法,它的受力特点和破坏形态表现为深梁,不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大,所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了;当转换梁承托上部墙体满跨或者不满跨时,但是剪力墙长度比较大时,应该采取的转换梁设计方法是深梁截面设计方法。
浅谈高层建筑结构转换层的设计应用高层建筑结构转换层是指地上高度不小于24米的建筑,为保证其结构抗震性能和舒适性,一般在建筑高度的1/3处设置一个转换层,其功能是将楼层从低层转移至高层。
在结构设计上,高层建筑结构转换层的应用越来越重要,本文将对其设计应用进行进一步探讨。
1. 转换层的基本概念和作用转换层是高层建筑中承受各种静、动力荷载的重要结构部位。
它位于地上高度的1/3处,通常为一个空心的框架结构,前端连接上部结构,后端连接普通层结构。
转换层在高层建筑中的作用如下:(1)抗震性能:转换层能够将上部结构所受的地震力传递到下部结构中,承担大部分水平荷载,有效提高高层建筑的结构稳定性。
(2)舒适性:高层建筑所面临的风振问题对居住者的舒适度造成了很大的影响。
设置转换层可在一定程度上减小风振效应,提高居住舒适度。
(3)灯光和空调:在高层建筑中,照明和空调是非常重要的,转换层可以为高层建筑上下部提供控制空调和灯光的分线器,不仅方便,也节能。
2. 转换层的设计原则转换层的设计需要考虑多个方面的因素。
以下是一些基本的设计原则:(1)刚度:转换层的刚度应较高,以便承担大部分地震荷载。
(2)强度:转换层的强度应符合高层建筑的要求,尤其是在风荷载和重量荷载方面。
(3)稳定性:转换层的稳定性也很重要,设计人员需要考虑转换层的自身稳定性以及与周围结构的稳定性。
(4)空间和功能性:转换层的设计也需要满足合理的空间布局和功能性。
3. 转换层的结构类型转换层的结构类型大致可以分为以下三种:(1)框架式结构:框架式结构实用性较强,可以灵活地组装各种形态的楼层间隔,同时坚固耐用,抗震性能也比较好。
(2)筒体式结构:筒体式结构设计相对复杂,但可有效地减小转换层的应力集中,减少应力峰值的产生。
(3)剪力墙:剪力墙式结构通常采用相对均匀的布置方式,使得结构的刚度和稳定性均得到充分的保证。
4. 转换层的实际应用转换层在现实生活中的应用非常广泛,比如上海环球金融中心、北京国贸大厦、广州中信广场等高端商务楼都采用了转换层结构。
关于高层建筑转换层结构设计分析随着城市化进程的不断推进,越来越多的高层建筑成为城市中的地标性建筑物,而高层建筑的结构设计显得尤为重要。
在高层建筑中,转换层结构设计起着至关重要的作用,它不仅影响着建筑物的稳定性和安全性,还直接关系到建筑物的使用性能和经济性。
对于高层建筑转换层结构设计的分析十分必要。
本文将对高层建筑转换层结构设计进行深入分析,探讨其设计原则、常见形式和影响因素,以期更好地理解和应用这一关键设计内容。
高层建筑转换层结构设计的原则主要包括以下几点:首先是满足结构稳定性和承载能力的要求。
由于高层建筑所承受的风荷载和地震作用较大,因此转换层结构必须具有足够的抗风和抗震能力,能够有效地分担和传递外部荷载。
其次是满足使用功能和空间布局的要求。
转换层结构需要能够为建筑提供合理的使用功能和空间布局,保证建筑内部的灵活性和舒适性。
最后是满足经济性和施工可行性的要求。
转换层结构设计应该在满足上述要求的前提下,尽可能地降低成本并简化施工工艺,从而提高整个建筑项目的经济效益。
在实际设计中,高层建筑的转换层结构形式主要有以下几种:一是框架-筒体结构。
这种结构形式采用框架结构负责承受垂直荷载和水平荷载,同时通过筒体结构来提高整个建筑的刚度和稳定性,适用于高层建筑中的转换层。
二是核心筒-外框架结构。
这种结构形式采用核心筒负责承受垂直荷载和大部分水平荷载,外框架结构只承担少量水平荷载,适用于高层建筑的转换层和局部框架结构。
三是框支墙结构。
这种结构形式是将框架结构和支墙结构相结合,框架结构负责承受大部分水平荷载,支墙结构负责承受局部水平荷载和提高整体刚度,适用于高层建筑转换层和部分非转换层。
高层建筑转换层结构设计受到多种因素的影响,其中包括建筑的高度和形状、外部荷载、地基状况、材料特性、建筑功能和使用要求等。
建筑的高度和形状直接影响转换层结构的尺寸和布置,不同形式的高层建筑对转换层结构的设计要求也会有所不同。
外部荷载包括风荷载和地震荷载,这些荷载会直接作用于转换层结构,因此在设计时需要充分考虑这些荷载的大小和作用方式。
高层建筑厚板转换层结构设计摘要以某高层建筑为例,对高层建筑厚板转换层的高层建筑结构的设计方法进行概述。
关键词高层建筑;转换层;抗震;结构设计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.转换结构除采用梁、桁架、空腹桁架、箱形结构等,近几年又有许多新型的转换结构形式涌现,如搭接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等等。
1工程简介某工程项目总建筑面积约为10万m2。
地面以上一栋二十六层写字楼,为框架-剪力墙结构;两栋三十层商住楼,总高度98.0m(局部106.0m),为带转换层的底部大空间框支剪力墙结构;裙房三层,为框架结构。
写字楼地下室两层,商住楼和裙房地下室一层。
本工程建筑结构安全等级为二级,合理使用年限为50年,所处地段场地土类别为Ⅱ类,场地土类型为中软场地土,抗震设防烈度为6度,抗震设防类别为丙类建筑,设计基本地震加速度0.05g,设计地震分组为第一组;主楼基本风压值0.4kN/m2。
商住楼抗震等级:地下一层至四层框支柱为一级,框架梁为二级;底部加强部位剪力墙(七层,标高28.400以下)为一级,其余剪力墙为三级。
2结构的竖向设计要点与构造1)为了保证主体结构沿竖向刚度尽量均匀,使转换层上、下层刚度比较接近,避免刚度突变形成薄弱层,《高规》(JGJ3-91)规定了抗震设计时,转换层上、下抗侧移刚度比不大于2,即:γ=(Gi+1Ai+1)hi/(GiAi)hi+1≤2,对此除了上节说明的在建筑商场部分的三个角部加设筒体外,并采取了以下措施:①在保证上部住宅剪力墙强度及层间位移满足规范要求的前提下,尽量将上部住宅剪力墙数量威少,厚度减薄(240mm、200mm),而且开有较大的施工洞口,转换层以上剪力墙连梁尽量减小高度,转换层以下剪力墙厚度加厚(400mm);从而达到减小上部刚度,增大下部刚度的目的。
②中筒剪力墙厚度,转换层以下400mm厚,转换层以上设备层300mm厚,五层以上240mm厚,逐渐减薄,避免刚度突变。
关于高层建筑转换层结构设计分析高层建筑是都市的标志,也是城市发展的重要指标之一。
在现代城市化进程中,高层建筑的数目和高度不断增加,因此高层建筑的结构设计和安全问题显得尤为重要。
高层建筑的转换层结构设计是其结构安全的关键之一。
本文将通过对高层建筑转换层结构设计的分析,探讨其重要性以及一些常见的设计要点。
高层建筑转换层结构设计的重要性不言而喻。
转换层是连接不同结构体系的关键部位,也是承担大部分水平荷载的结构部件之一。
其设计需符合大跨度、大荷载、大变形的要求,并兼顾节约材料、减少成本的经济性。
由于高层建筑常常面临地震、风荷载等自然灾害,转换层的设计更需考虑结构的抗震性能和抗风性能。
高层建筑转换层结构设计的重要性可谓毋庸置疑。
高层建筑转换层结构设计的一些常见要点包括:结构形式的选择、材料的选用、连接设计、荷载传递等。
在结构形式的选择上,往往会根据转换层上下楼层的布置情况、承载荷载的大小、建筑空间的限制等因素,选择合适的结构形式。
目前,常见的结构形式有框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、框架-框架结构等。
每种形式都有其适用的范围和特点,因此需要根据具体情况进行选择。
在材料的选用上,需要考虑材料的强度、韧性、耐久性、施工方便性等因素。
常见的转换层结构材料包括钢筋混凝土、钢结构、复合材料等。
不同的材料有不同的特点和适用范围,因此需要在设计中进行合理的选择和搭配。
连接设计也是高层建筑转换层结构设计中的重要环节。
连接部位通常是结构的薄弱部分,也是易发生脆断、裂缝等问题的关键部位。
在连接设计上需要考虑结构的整体性,采取合适的加强措施,确保连接部位的安全可靠。
荷载传递也是高层建筑转换层结构设计中需要重点考虑的问题。
由于转换层处于建筑的上下部分,需要承担大部分水平荷载。
在荷载传递设计上需要兼顾结构的稳定性和承载能力,在设计时需要进行合理的静动力分析和计算,确保转换层的荷载传递行为符合要求。
高层建筑转换层结构设计是其结构安全的重要部分,也是结构设计中需要重点考虑的环节。
高层建筑结构转换层的结构设计要点摘要:转换层是高层建筑中应用较为广泛的一种结构,其可以有效提升建筑的质量及使用性能,设计人员必须要做好高层建筑结构转换层的设计工作。
建筑中的转换层结构非常的复杂,在进行平面布置时要保证他的规则性以及布置的简洁性,按照对称的原则进行布置,可以更加直观。
进行立面布置时要保持上部和下部的刚度相差比较小。
根据柱和梁的特殊性进行特殊布置,由于转换层结构的复杂程度和比较大的工程量,在进行设计时要格外注意设计的概念。
通过不断地调整最终得出最合理的设计方案。
关键词:高层建筑;转换层;抗震;剪力墙引言:高层建筑成为城市建设发展的趋势,为了满足人们对建筑大空间的需求,促进建筑网状的扩大而降低墙体的修建规模,且为在建筑结构的上层开设小空间,就必须利用多层墙体来实现。
但实际设计时,竖向杆件难以贯通接地,导致很难达到高层建筑结构与功能的衔接,以此满足高层建筑对各种功能的需要,这种结构称为转换层结构。
但由于转换层的竖向构件的不连续性,导致结构设计难度加大,必须要结合工程实际情况,综合考量,保障结构转换层结构设计的科学性。
1、高层建筑转换层结构的设计要求高层建筑为适应现代发展的需要,趋向于多功能和多种用途的发展。
转换层结构的设计质量直接影响整个建筑结构的稳定效益。
为了使高层建筑功能的要求得到满足,在高层建筑结构的底部,如果上层竖向构件不能直接连续贯通落地的话,就需要考虑转换层的设置,将转换层结构构件合理的布置在转换层中。
高层建筑中转换梁层是当前高层建筑中最常用的实现垂直转换的结构形式。
其受力路径呈墙→转换梁→框架柱的形式,因此具有直接特性。
梁的转换层便于工程计算、分析和设计,成本相对较低,广泛应用于实际工程。
转换梁有多种结构形式。
就作用而言,平移梁可分为承重柱和支撑柱。
根据透射光束的形状,可以分为加和不加。
转换梁结构的材料可分为钢筋混凝土结构、预应力结构、钢筋混凝土结构和钢结构。
转换梁主要承受竖向荷载,受力性能主要表现在竖向荷载应力规律上。
浅析高层建筑中结构转换层结构体系高层建筑作为城市的标志性建筑物,是城市发展的重要组成部分,也是现代城市的发展趋势。
在高层建筑的结构设计中,结构转换层结构体系起着至关重要的作用。
本文将从结构转换层结构体系的定义、作用、设计原则和实际应用等方面进行浅析,以期能够更加深入地了解高层建筑结构设计中的关键要素。
一、结构转换层结构体系的定义结构转换层结构体系是指在高层建筑中设置的用于承担从上部结构(主体结构)传递到下部结构(基础结构)的横向荷载的结构层。
在高层建筑中,由于建筑高度较大,受到风荷载和地震荷载的影响较大,因此需要设置结构转换层来承担这些荷载,以确保建筑物的安全性和稳定性。
结构转换层通常设置在建筑的上部,一般位于建筑高度的1/3处或者建筑高度的1/2处,具体位置取决于建筑的具体设计要求和风荷载分布情况。
在结构转换层的设计中,主要包括水平荷载传递、垂直荷载传递和剪力墙的设置等内容,是高层建筑结构设计中的重要部分。
结构转换层结构体系在高层建筑中具有多种作用,主要包括以下几个方面:1. 承担风荷载和地震荷载2. 调整结构刚度结构转换层能够对建筑结构的刚度进行适当的调整,从而使结构在受到外部荷载作用时能够有一定的变形和位移,减小结构的应力和变形,提高结构的整体性能。
3. 提高建筑的稳定性结构转换层能够通过合理设计和设置来提高建筑的整体稳定性,使建筑在受到外部荷载作用时能够保持稳定,减小建筑的振动和位移,提高建筑的安全性和舒适性。
1. 合理确定位置结构转换层的位置应该根据建筑的具体设计要求和荷载分布情况来确定,一般应该位于建筑高度的1/3处或者建筑高度的1/2处,具体位置需要根据实际情况进行调整和确定。
2. 设置合理的横向构件结构转换层需要设置合理的横向构件来承担荷载传递,在设计中需要考虑风荷载和地震荷载的作用,设置合适的横向构件来承担这些荷载。
3. 加强结构连接结构转换层与主体结构之间需要有足够强度和刚度的连接,以保证结构转换层能够有效地承担荷载传递,并且能够与主体结构协同工作,提高结构的整体性能。
带结构转换层的高层建筑结构设计
带结构转换层的高层建筑结构设计是现代建筑设计的一种重要方法。
它可以将高层建
筑的重量从上部转移到下部,从而减小建筑的自重和抗风能力要求,提高整体结构的安全
性和经济性。
带结构转换层是位于高层建筑中部的一个水平结构层,它一般分为两种形式:拉带转
换层和框架转换层。
拉带转换层是通过水平的拉带将上部结构的荷载引入下部结构,从而
实现重力荷载和抗风荷载的转换。
框架转换层则是通过设置刚性框架来承担上部结构的荷载,从而实现转换功能。
带结构转换层的设计需要考虑以下几个方面。
要确定转换层的位置和高度。
通常情况下,转换层位于高层建筑的中心位置,且高度约为建筑高度的三分之一。
要选择合适的转
换层形式。
拉带转换层适用于较小的高层建筑,而框架转换层适用于较大的高层建筑。
要
进行转换层的力学计算和结构优化。
通过合理的结构分析和设计,可以确保转换层具备足
够的抗风能力和承载能力。
要进行转换层的施工和监测。
在施工过程中,要严格控制转换
层的质量和施工工艺,确保其安全可靠。
在使用过程中,要定期进行转换层的监测和维护,及时发现和处理可能存在的问题。
带结构转换层的设计对于高层建筑的结构性能和安全性具有重要意义。
它可以降低建
筑自重和抗风能力要求,减小建筑成本。
它还可以提高建筑的稳定性和整体性能,增强抗
震和抗风能力,保障建筑的安全性。
带结构转换层的设计在高层建筑工程中得到了广泛应用,并且取得了良好的效果。
高层建筑转换层结构设计与施工摘要:现代高层建筑空间功能朝着体形复杂、功能多样发展的趋势,为适应这一功能的运用,高层建筑结构需设置上部小空间、下部大空间功能的过渡转换层结构。
因此,对高层建筑转换层结构设计与施工的研究,是确保整栋高层建筑质量、提高抗震强度、减少经济投资具有重大的现实意义。
关键词:高层建筑;转换层;设计;施工高层建筑转换层结构的设计与施工阶段对整栋楼层起着至关重要的环节,所以,控制好高层建筑转换层结构在设计时的注意事项与施工中常出现的问题,及时提出措施加以解决就显得尤为重要。
1、高层建筑转换层结构简析为满足高层建筑结构将上部布置小空间,刚度大的剪力墙,下部布置大空间、刚度小的框架柱而专门在楼层拦腰一层设置的一种转换结构构件。
一般随建筑结构的多样性呈现多种形式,有的是非曲直转换板形式,实心的厚板结构,里面不能住人;有的是转换梁结构,可以安装设备或住人,其高度限定在2.2m以下,以减少占用规划指标。
转换层的结构形式,一般分为:斜杆桁架式、梁式、空腹桁架式、箱形和板式。
其中较为常用的结构形式为梁―柱体系。
其主要特点表现在,转换层结构构件承受巨大的竖向荷载内力很大;跨度通常是上部结构跨度的数倍;连续施工强度大、过程复杂;其结构的分析和设计与常规结构不同。
2、高层建筑转换层设计探讨2.1设计原则转换层结构在设计时,必须满足建筑物经济、质量、安全、抗震性要求的前提下考虑,选择具有明确传力路径的转换层结构型式,做到转换刚度宜小不宜大,减少竖向结构的转换构件,增加直接落地的竖向构件,从而增加抗震力度等。
2. 2转换层结构形式选择原则2.2.1梁式转换层梁式转换层的传力直接、明确,传力途径清楚。
跨度较大且承托层数较多时,采用较大的截面高度为1. 6~4. 0 m。
跨度较小及承托层数少时,采用0. 9~1. 4 m较小的截面高度。
施工方便且构造简单,工作可靠,转换梁受力性能好,结构计算也相对容易,很多情况下混凝土用量可高出板式转换层混凝土用量的几倍。
高层建筑转换层结构设计要点研究摘要:高层建筑的转换层结构设计随着城市化进程的加快已经成为一个重要的课题,在设计过程中,为了更好地满足高层建筑各部分结构功能的正常发挥,这就要求建筑设计师充分掌握高层建筑转换层结构的主要类型及设计方法,采用科学合理的方法进行转换层结构设计。
关键词:高层建筑;转换层;结构设计1.高层建筑结构转换层的定义结构转换层,顾名思义就是对结构可以起到转换作用的楼层。
因建筑物功能的需要,上部分民用住房需要小开间的轴线布置,需要较多的墙体,而下部分的商业用房则需要较大的空间,柱网要尽可能大,墙体也要尽可能少。
因而,上部部分的竖向杆不可以直接连续贯通落地。
而通过水平转换结构与下部部分的竖向杆连接,这样构成的高层建筑称为带转换层的高层建筑结构。
2.高层建筑结构转换层的类型及设计方法2.1梁式转换层特点:梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计,这两者是按功能不同来进行划分的。
2.1.1托柱形式转换梁截面设计。
普通式截面配筋计算具有广泛的适用性,尤其是当普通框架作为转化梁的施重者时,这种计算方式能够精准的将转换梁的承载力计算出来。
而且,上述的情况中转换梁承载普通框架所受的力等同于普通梁此时的受力状况,但是,当转换梁承受的是上部斜杆框架时,就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计,因为,此时的转换面承受的是轴向拉力。
2.1.2托墙形式转换梁截面设计。
由于本身是技术施工要求较高的工作,所以必须重视力学上的问题。
当上层的墙体作为转换梁的施重者且满跨不开洞时,转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法,它的受力特点和破坏形态表现为深梁,不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大,所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了。
2.2箱式转换结构箱式转换结构的本质是单箱托梁和双向托梁与上层及下层较厚楼板连接起来,形成的一个整体,并具有较高刚度的转换层,其优势在于结构完整,受力点均匀。
当高层建筑的上层结构的构建较多较繁杂时,其垂直向的组成构件对外力传递较为有效,但是缺点在于其在布置时,挤占了楼层的使用空间,导致该楼层功能单一,无法作为他用,只能作为设备层。
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。
高层建筑梁式转换层结构的设计随着城市化进程的加快和人口的增长,高层建筑在城市中越来越常见,并且成为城市风景线的一部分。
在高层建筑的设计和建造中,结构设计是至关重要的一环。
梁式转换层结构作为高层建筑中常见的结构形式之一,其设计对高层建筑的安全性、稳定性和经济性都有着重要的影响。
本文将就高层建筑中梁式转换层结构的设计进行探讨。
一、梁式转换层结构概述梁式转换层结构是指在高层建筑中,通过设置梁、板等构件来进行结构形式的转换,以适应不同楼层的荷载传递和变形控制。
它通常出现在高层建筑的柱式结构与框架结构之间,起到连接、过渡的作用。
梁式转换层结构的特点是:能够有效分散和转移各个楼层传来的水平荷载和垂直荷载;通过横向部分的配筋和混凝土板,可以对整个高层建筑的框架结构进行稳定的控制;能够通过梁的设置实现变形的逐层控制,保证整个建筑在使用过程中的安全性和稳定性。
1. 结构形式选择在梁式转换层结构的设计中,首先需要选择合适的结构形式。
一般来说,梁式转换层结构可以分为梁楼板结构和梁柱结构两种形式,具体选择可以根据楼层的布局和荷载情况来确定。
对于主要集中荷载作用的楼层,可以选择梁柱结构,通过设置梁和柱来有效地分散和传递荷载;对于大跨度的楼层,可以选择梁楼板结构,通过设置梁和板来分散荷载和控制变形。
2. 梁的选择和布置在梁式转换层结构中,梁的选择和布置是至关重要的一环。
梁的选择应该考虑到承载力、刚度和变形等因素,以满足楼层的荷载需求和变形控制的要求。
在布置上,应该根据荷载传递和变形控制的需要,合理设置梁的间距和布局,保证整个结构的稳定性和安全性。
3. 板的设计和施工梁式转换层结构中的板是起到承载和传递荷载的关键构件,其设计和施工应该特别注意。
在设计上,应该根据楼层的荷载情况和变形控制的要求,确定板的厚度、配筋等参数;在施工上,应该注意保证板的质量和工艺,避免出现裂缝和破坏,影响整个结构的正常使用。
4. 节约建材和减少成本在梁式转换层结构的设计中,应该注意节约建材和减少成本的原则。
高层建筑中转换层结构的设计摘要:随着我国经济的持续快速发展,人们对高层建筑的功能要求趋向于多样化、综合化和全面化。
为了满足建筑要求,在上下不同结构体系转换的楼层设置转换层,转换层的建筑结构应运而生。
本文根据工程实例,探讨了高层建筑整体结构设计和局部构件设计,具有一定的参考和借鉴意义.关键词:高层建筑转换层结构设计1 工程概况某大楼,体系类型采用现浇剪力墙结构,建筑面积22519.97m2,总建筑层数33层,层高2.95m。
裙房4 层,地下2层,地上31层,底部2层为跃层式商业门面。
由于建筑造型和功能上的要求,建筑1 至4 层的一端设置大厅,需在第4 层顶面位置设置局部转换构件(标准层与转换层平面布置图见图1 和图2),转换层以上为剪力墙结构,以下为框架一剪力墙结构。
转换形式选为梁式。
本工程属丙类建筑,设计基准期50年,地震设防烈度6度,地震分组为第i组,地震加速度0.05g,场地类型ⅲ类,结构重要性系数1.0,特征周期0.45s,基本风压值取100年一遇0.45kn/m2,地面粗糙度类别为c类,建筑高度级别a级。
2 整体结构设计2.1 抗震等级确定本工程转换层以上为剪力墙结构,以下为框架- 剪力墙结构,是多种结构形式并存的复杂高层建筑,不能像单纯的框架结构、剪力墙结构或框架一剪力墙结构那样统一确定抗震等级,而应根据现行规范不同章节的规定,并考虑该工程自身的特点,有针对性地分别确定不同部位不同构件的抗震等级。
建筑高度97.35m,6度设防,根据《高规》表4.8.2,框支框架抗震等级应为二级,底部墙加强部位二级。
考虑到工程具体情况,并根据加强底部的原则,转换层及以下层的框架梁抗震等级确定为一级.剪力墙及框支柱抗震等级为一级,局部转换及相邻一跨的剪力墙、框支柱、转换梁抗震等级为一级,转换层以上加强部位剪力墙、梁为一级,非加强部位剪力墙、梁为三级。
2.2 竖向结构设计为保证转换层上下主体结构侧向刚度尽量接近、平滑过渡,须把握强化下部、弱化上部的原则。
高层建筑梁式转换层结构设计要点总结高层建筑梁式转换层结构设计要点总结梁式转换层结构是高层建筑中常用的一种结构形式,可以提高建筑的整体稳定性和抗震性能。
本文将从结构设计的要点出发,总结梁式转换层结构设计的关键点。
1. 结构选择:梁式转换层结构适用于高层建筑的转换层和楼顶部位。
在设计中,要选择适当的转换层高度和结构类型。
转换层高度一般在15-20层之间,结构类型可以采用框架结构、筒体结构、剪力墙结构等。
需要考虑到结构的承重能力、整体稳定性和经济性。
2. 梁柱布置:梁柱布置是梁式转换层结构设计中的关键环节。
转换层上部的柱子要与下方的柱子合理连接,形成适当的承载路径和力传递机制。
需要考虑梁柱节点的强度、刚度、抗震性能等因素。
一般情况下,转换层的柱子要比下方的柱子更加粗大,以增加承载能力。
3. 梁的设计:梁的设计是梁式转换层结构设计中的关键环节。
梁的主要作用是承受楼板荷载并将其传递到柱子上。
设计时需要考虑梁的强度、刚度和变形等因素。
在梁的选型和尺寸确定时,要综合考虑荷载特点、工艺要求和施工方便性。
4. 楼板的设计:楼板的设计是梁式转换层结构设计中的关键环节。
楼板的主要作用是分散荷载并传递到梁上。
设计时需要考虑楼板的强度、刚度、自重和挠度等因素。
在楼板的选型和厚度确定时,要综合考虑荷载特点、使用功能和施工要求。
5. 梁柱连接:梁柱连接是梁式转换层结构设计中的关键环节。
梁柱连接的质量和可靠性直接影响结构的整体性能和安全性。
在梁柱节点设计中,要考虑受力传递、刚度连接和变形控制等因素。
常用的梁柱连接方式有焊接连接、螺栓连接和槽钢连接等。
6. 抗震设计:抗震设计是梁式转换层结构设计中的重要考虑因素。
在设计时要符合相应的抗震设计规范和要求。
采用适当的抗震设计措施,提高结构的抗震能力和耐久性。
常用的抗震设计措施包括剪力墙、加劲柱、土木防护层等。
7. 施工方便性:施工方便性是梁式转换层结构设计中的重要考虑因素。
在设计时要考虑到结构构件的制作、运输和安装工艺。
浅析高层转换层结构设计
摘要:本文从高层建筑转换层的布置、抗震设计和转换层上下结构刚度比等三个方面探讨了高层建筑转换层结构设计要点,在此基础上提出了若干注意事项,以期保证高层转换层结构设计的合理性。
关键词:高层建筑;转换层;结构设计
abstract: this article from the high building conversion layers of layout, seismic design and conversion layers structure stiffness ratio and three aspects high-rise building conversion layers structure design points, based on this, advances some matters needing attention, so as to ensure top conversion layers the rationality of the structure design.
keywords: high building; conversion layers; structure design
中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:
现代高层建筑向多功能和综合用途发展,在同一竖直线上,顶部楼层布置住宅、旅馆,中部楼层作办公用房,下部楼层作商店、餐馆和文化娱乐设施。
不同用途的楼层,需要大小不同的开间,采用不同的结构形式。
建筑要求上部小开间的轴线布置、较多的墙体,中部办公用房要小的和中等大小的室内空间,下部公用部分,则希望有尽可能大的自由灵活空间,柱网要大,墙尽量少。
这种要求与
结构的合理、自然布置正好相反,因为结构下部楼层受力很大,即正常应当下部刚度大、墙多、柱网密,到上部逐渐减少。
为了满足建筑功能的要求,结构必须以与常规方式相反进行布置,上部小空间,布置刚度大的剪力墙,下部大空间,布置刚度小的框架柱。
为此,必须在结构转换的楼层设置转换层,即结构转换层。
一、转换层在高层建筑中的功能
高层建筑设计中采用转换层结构,能够实现以下功能。
首先,建筑功能。
提供较大的室内空间和出入口。
其次,结构功能。
转换层能够实现上下结构类型的转换,使得上部剪力墙结构和下部框架结构能够有机融合,使建筑拥有更大的内部空间,例如广州金鹰大厦等高层建筑就是采用此类转换层。
转换层能够改变轴线、上下层柱网,却不改变上下层结构形式,从而扩大下部柱距,形成大柱网。
例如南京新世纪广场a楼就是采用此类转换层。
转换层能够是上部剪力墙结构转变为框架结构,错开上部楼层轴线和柱网轴线,错位布置上部结构和下部结构。
二、高层转换层的结构布置
底部带转换层的建筑结构,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、析架、空腹析架、斜撑、箱形结构以及厚板等形式[1]。
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
度,8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
落地剪力墙和框支柱的布置对于防止转换层下部结构在地震中倒塌起到十分重要的作用。
带转换层的筒体结构的内筒应全部上、下贯通落地并按刚度要求增加墙厚;框支剪力墙结构要有足够的剪力墙上、下贯通落地并按刚度比要求增加墙厚;长矩形平面的框支剪力墙结构,抗震设计时,其落地剪力墙的间距按原规程适当加严,比原规程增加了限制落地柱周围的楼板不应错层的规定。
这几点的原则是防止转换层下部结构破坏的基本要求,特别是对于抗震设计的结构,要求更加严格。
遵守这些原则就可控制刚度突变,减少内力传递的突变程度,缩短转换层上、下结构内力传递途径,保证转换层楼盖有足够的刚度以传递不同抗侧力结构之间的剪力,防止框支柱因楼盖错层发生破坏。
框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边门洞、中柱上方不宜设门洞。
试验研究和计算分析说明,这些门洞使框支梁的剪力大幅度增加,边门洞小墙肢应力集中,很容易破坏。
此外,落地剪力墙和筒体的洞口宜在墙体的中部,以便使落地剪力墙各墙肢受力(剪力、弯矩、轴力)比较均匀。
三、转换层高层建筑结构的抗震设计
抗震设计时,高位转换对结构受力十分不利。
计算分析说明,在水平地震作用下,倾覆力矩分布曲线在转换层处呈现转折,转换层下部是以剪力墙为主的框架—剪力墙结构,落地剪力墙所分配的倾覆力矩由转换层往下递增较快,而支撑框架的倾覆力矩递增很
少。
另外,转换层处,框支剪力墙的大量剪力通过楼板传递给落地剪力墙,这也是倾覆力矩曲线呈现转折的原因[2]。
当转换层位置较高时,剪力分配和传力途径亦发生急剧的突变,落地剪力墙更容易产生裂缝,框支剪力墙在转换层上部的墙体所受内力很大,易于破坏,转换层下部的支承框架更易于屈服,从而容易形成几个薄弱层。
因此,为保证设计的安全性,规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应提高一级采用,已经为特一级时不再提高,提高其抗震构造措施,而对于底部带转换层的框架-核心筒结构和外围为密柱框架的筒中筒结构的抗震等级不必提高。
底部带转换层的高层建筑在我国已大量建造,但至今未经受到大地震的考验。
其转换层上部楼层的部分竖向构件不能连续贯通至下部楼层,因此,转换层是薄弱楼层,其地震剪力需乘以1.15的增大系数。
设计中不要误认为只要楼层侧向刚度满足要求,该楼层就不是薄弱层。
对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大;8度抗震设计时,还应考虑竖向地震作用的影响。
转换构件的竖向地震作用,可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算:作为近似考虑,也可将转换构件在重力荷载标准作用下的内力乘以增大系数1.1。
框支柱的内力增大幅度比较高;转换层位置在3层及3层以上的结构对抗震更为不利,其内力增大幅度也适当提高。
高层建筑转换层结构是一种受力复杂的不利抗震的高层建筑结构,抗震设防烈度9度(0.4g)时不应采用。
带转换层高层建筑结构的
抗震设计可根据设防烈度、结构类型、构件种类和房屋高度,采用相应抗震等级进行相应的计算和采取相应的构造措施。
四、正确计算转换结构的上下层刚度比
高层建筑结构的转换层的上下楼层的刚度比是结构设计中的一
个重要问题,设置不好易造成安全隐患。
转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比计算时宜综合考虑各构件的剪切、弯曲和轴向变形对结构侧移的影响。
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%[3]。
这一规定是为了防止出现转换层的下部楼层刚度较大,而转换层本层的侧向刚度较小,此时等效侧向刚度比虽能满足限值要求,但转换层本层的侧向刚度过于柔软。
对于位于3层及3层以上的带转换层的高层建筑结构,规定60%作为下限值是十分必要的。
当转换层设置在3层及
3层以上时,应按高规规定分别计算等效侧向刚度比和转换层本层
与转换层相邻上部楼层侧向刚度比,设计中应同时满足这两种刚度比的限制条件。
五、结论
转换层结构已成为现代高层建筑结构的发展趋势之一,转换层
设计也是结构设计中的难点。
随着现代高层建筑平面复杂多样化,在对转换层进行设计时应结合工程实际情况选择合适的方法,才能达到安全经济的综合效果。
参考文献
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2008,(03).
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技信息, 2009,(26).
[3]黄志勇. 论某高层建筑梁式转换层结构设计[j]. 广东科技, 2009,(06).
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。