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带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计探讨摘要：在新的时代背景下，随着建筑行业的快速发展，城市高层建筑数量越来越多，而转换层在整个结构中占据着非常重要的地位，处于关键部位，并且结构设计在整个工程质量中是关键环节，预应力混凝土桁架由于承载力非常高，抗裂性非常好，在工程中得到了非常广泛的应用。
基于此，本文主要对带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计进行分析。
关键词：带预应力；混凝土桁架转换层；多高层建筑；结构设计一、前言在高层建筑中，转换层处于一个非常关键的部位，因为高层建筑转换层打破了建筑物高度的方向原有的那种均匀性的高度，这样就改变了高层建筑的传递途径，对此在高层建筑转换层设计中，不可以采用均匀的结构进行设计。
与此同时由于预应力混凝土结构具有很高的承载能力和抗裂性能，能够对钢筋和混凝土进行更好的节省，并且能够在保证质量的前提条件下创造出更好的经济和社会效益，因此在多高层建筑设计中，带预应力混凝土桁架转换层得到了广泛的应用。
二、多高层带预应力混凝土桁架转换层设计布置原则概述通过很多的工程实践当中我们能够看出，在进行预应力转换桁架的设计的时候通常来说都是需要结合高层建筑的功能要求以及结构传力的实际，一处或者是多处的不止在高层建筑物的高度的方向上，具体的要求上必须要满足规范中要求的桁架转换层上、下层剪切刚度比，保证高层建筑竖向刚度的连续性。
同时还需要进行考虑的就是要尽量的去避免抗震建筑设计上的高位转换。
如果说在在高层建筑的建筑功能上必须要求继续高位转换的话，那么桁架转换层结构就是首选的结构了，这个结构能够有效的减少震害。
从实践经验当中我们能够看出，在高层建筑转换桁架的要求必须为竖向承重构件，并且还需要满足的就是必须是抗侧力构件。
在平面上进行相应的布置的时候应该遵守的原则就是均匀、分散、对称、周边，需要保证的就是切实的避免因为扭转对建筑物造成伤害。
三、带预应力混凝土桁架转换层结构设计与构造要求1、设计的原则分析在预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计中的设计原则主要可以总结到一下几点：第一，强化转换层及其下部，弱化转换层上部；第二，强斜腹杆、强节点；第三，强柱弱梁、强边柱、弱中柱。
论桁架转换层的结构设计【摘要】随着高层建筑的增多，作为关键位置的转换层结构设计成为了整个工程的重要问题所在，本文结合实例详细分析了转换桁架的设计步骤以及需注意的细节，希望可以在确保建筑物安全的前提下，能够创造出很好的经济和社会效益。
【关键词】建筑工程；转换桁架；结构设计对于整个高层建筑来说，转换层处于受力的重要位置，相比其他结构层，转换层具有受力复杂、结构层刚度大、重量大等特点，因此，转换层的设计对于整体结构来说意义重大，其设计的合理、安全、经济性对建筑项目也具有重要的影响。
文章将结合某五星级酒店工程具体案例，从转换桁架结构设计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。
1、工程概况某五星级酒店工程为地下两层地上十层，因建筑功能需要在一至三层局部形成大空间高约15m；在四层形成局部桁架转换，桁架高度为四层整层高6.6m，桁架跨度为三个柱距3*9.6=28.8m；两端与型钢混凝土柱刚接；左右各延伸半跨以平衡负弯矩。
桁架弦杆采用型钢砼，腹杆采用焊接箱型截面钢结构。
整个结构以SETWE软件计算，通过PMSAP及STS桁架模块进行复核。
图1 结构三维线框图图2 桁架下弦平面布置图图3 桁架立面图2、构件设计2.1桁架构件桁架上下弦所在楼层及上托楼层屋面等共计八层荷载，首先以SATWE整体建模分析，楼层组装时3、4、5层一次形成刚度，模拟真实条件。
再分别以PMSAP 及STS桁架模块复核内力及变形。
由于桁架杆件内力大，腹杆采用焊接箱型截面，与上下翼缘采用刚接，为避免端部节点区域的破坏，端斜杆采用受压布置方式，为增强受压稳定性采用具有双受压翼缘的焊接箱型截面。
端斜杆最大轴力Nmax=10000kN，采用箱型B600*40；受力较小斜腹杆采用B600*25；上下翼缘采用型钢混凝梁1000*1280内含焊接H型钢H1000*700*40*60；整个桁架采用刚接桁架，与型钢混凝土柱刚接。
为确保上下弦楼面及上部楼层楼面竖向位移，严格控制桁架竖向挠度值、并以起拱方式消除部分挠度。
高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计分析发布时间：2022-06-28T06:44:32.599Z 来源：《城镇建设》2022年4期（下）作者：李俊杰[导读] 转换层在高层建筑设计的过程中的地位较高，设计上的合理性与有效性对于建筑功用发挥来说具有重要的促进作用。
李俊杰广东粤建设计研究院有限公司广东广州 510000摘要：转换层在高层建筑设计的过程中的地位较高，设计上的合理性与有效性对于建筑功用发挥来说具有重要的促进作用。
同时也与建筑的整体设计效果有着较为直接的关联性。
为了保障高层建筑的整体稳定性，工程项目建设人员必须预应力混凝土板式转换层结构作为建设的重点，在施工步骤的开展上将结构设计进行细致规划，让高层建筑的实际功能可以有效发挥。
关键词：高层建筑；预应力混凝土；板式转换层；结构设计 1.预应力混凝土板式转换层在高层建筑中应用优势高层建筑目前是应用施工建设最广泛的建筑类型，这类建筑类型对抗震性以及其他方面要求都比较高，作为高层建筑中应用比较广泛的转换层结构，在实际施工过程中为了更加凸显其优势，经常与其他建筑技术融合起来，其中预应力技术就是其中，预应力混凝土板式转换结构与传统的转换层结构相比，特点更加突出。
转换层结构本身就属于受力大、跨度大的结构，与预应力技术融合之后，突出转换层的优势，而避免转换层劣势带来的不良影响。
其主要的优势可以总结如下：首先，提高转换层结构的抗裂性，因为转换层结构的跨度比较大，设计方案如果出现不合理的地方，非常容易出现裂缝，进而影响整个高层建筑的质量，而在转换层中加入预应力技术，转换层结构的抗裂度得到了有效的提高；其次，转换层结构的抗冲切能力得到了有效的提高，所以施工更加方便，不必注意有关冲切的问题；最后，混凝土浇筑质量得以保证，进而提高了整个转换层的抗震性，这主要是因为预应力的运用能够使混凝土板中会的内力得到均匀的分布，并且能够有效的控制混凝土的收缩拉力，尤其是大体积的混凝土，所以有效的控制了混凝土裂缝现象的出现。
浅谈大跨度预应力混凝土转换梁结构前言随着城市建筑数量、建筑结构的不断增多和大跨度、大空间的方向的拓展，预应力混凝土转换梁结构在转换层结构中运用的非常的多，并且形式也更大，随着建筑物的更高更大，预应力混凝土转换梁结构得到了更好的应用，其施工质量直接对于整个结构工程的质量和成本有着很大的影响，因此要对大跨度预应力混凝土转换梁进行严格的质量控制。
一、大跨度预应力混凝土转换梁结构施工技术内容（一）、转换层的基本概念高大建筑的结构形式复杂，功能多样，不同高度楼层其用途差异性很大，所以需要采用不同结构形式的布置来满足各自需求。
梁式变换层构造在实际工程中应用最为广泛。
因为变换层构造大都为大跨度且要接受其上楼层的很大荷载，所以最适合选用预应力混凝土构造。
预应力混凝土梁式变换层按梁截面方式可分为矩形和箱形。
依照梁的构成资料可分为预应力混凝土梁和预应力钢骨混凝土梁；按梁的轴线曲直方式可分为曲梁和直梁；按构造支持方式可分为梁托墙和梁托柱两种方式。
关于接受荷载特别大、受力杂乱、应力会集，又有抗震需求的变换梁通常选用预应力箱式或许预应力钢骨混凝土梁。
（二）、转换层结构特点梁式变换层构造传力直接、清晰，规划和施工简略，通常用于底部大空间框支剪力墙构造系统。
变换梁可以分为单向安置、双向安置、交叉安置。
预应力混凝土变换梁的安置也相应的有以上几种方式。
在受力性能上，预应力混凝土构造十分适合于缔造接受重荷载、大跨度的变换构造以及悬挑构件，且有自重轻、节省钢材和混凝土的特色。
预应力混凝土变换梁可分为托墙和托柱两种方式。
托柱方式的变换梁内力核算可采用杆系有限元法，截面规划与通常框架梁一样。
托墙方式（即框支剪力墙方式）的变换梁需进行部分应力分析，并按应力进行规划校核。
框支剪力墙构造尚要思考剪力墙和变换梁的一起效果。
在进行有限元构造分析时，变换梁上部取三层或许不小于梁跨时可以满足工程精度需求，但对下部构造取的层数尚有争议。
此外，框支剪力墙构造的变换梁和上部墙体还具有拉杆拱的受力特性，也有把变换梁和上部框架构造作为整体的空腹桁架来进行构造规划的实例。
预应力混凝土梁式转换层与桁架转换层结构设计研究摘要：高层建筑中采用预应力技术可带来许多结构和施工上的优点，如减小截面尺寸、控制裂缝和挠度，控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等。
本文对预应力混凝土梁式转换层与桁架转换层结构设计进行了研究。
关键词：高层建筑；转换层；结构设计近年来我国高层建筑发展迅速，现代高层建筑越建越高、越建越大，其建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展，目的在于为人们提供良好的生活环境和工作条件。
在同一座建筑中，沿房屋高度方向建筑功能要发生变化，这种不同用途的楼层需要采用不同形式的结构。
高层建筑转换层结构中采用预应力技术的情况越来越多。
预应力混凝土结构非常适合于建造承受大荷载、大跨度的转换层，且有自重轻，节省钢材和混凝土的优点。
1 预应力混凝土梁式转换层1、预应力混凝土转换梁预应力混凝土转换梁可分为托墙和托柱两种形式。
托柱形式的转换梁内力计算可直接采用杆系有限元法，截面设计与一般框架梁相同。
托墙形式的转换梁需进行局部应力分析，配筋按偏心受拉构件计算，并辅以应力配筋法。
转换梁的截面尺寸常常由抗剪承载力控制的，施加预应力能够提高其抗剪承载力，但截面尺寸减小的幅度要比普通框架梁要小。
预应力混凝土转换梁的设计步骤可归纳为：(1)选择截面形式和截面尺寸；(2)采用现有结构分析软件计算各截面在各种工作情况下的内力；(3)预应力钢筋数量的估算及其形状的确定；预应力钢筋数量的估算可利用荷载平衡法来设计，即选择需要被预应力钢筋产生的等效荷载“平衡”掉的荷载。
一般地说，当活荷载较小时，平衡荷载宜选“全部或部分恒载”；当活荷载较大时，宜选“全部恒载十部分活载”。
(4)计算预应力损失，校正初始假定值，得到预应力钢筋的有效预应力；(5)计算等效荷载，利用计算机程序计算各截面次内力；(6)验算各控制截面的极限承载力，确定非预应力钢筋的数量；(7)使用阶段抗裂、变形验算；(8)局部受压承载力验算。
2、预应力钢骨混凝土转换梁钢骨混凝土转换梁是在钢筋混凝土梁中埋置型钢或焊接工字钢，形成一体，共同发挥作用的组合梁。
浅谈高层建筑的转换层设计摘要：本文作者介绍了带钢桁架转换层高层建设结构体系的构造要求，通过对工程实例的分析，研究了结构选型的确定等方面，供同行参考。
关键词：高层建筑；转换层；设计Abstract: In this paper, the author introduces the steel truss transfer storey high-rise building structure system structure requirements, based on the analysis of the engineering examples, it studies the structure selection identification and other aspects, for your reference.Key words: high-rise building; conversion layer; design本文对钢桁架转换层高层建筑结构体系进行了归纳，在此基础上，通过对一钢桁架转换层高层建筑结构体系的工程实例分析，得到了以下结论：在大跨度、大荷载条件下应用桁架转换结构将比采用梁式转换更合理，且可以节约混凝土用量近30％，用钢量可节约20％。
在采用桁架结构作为工程的转换构件时，带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力较为接近，可以取得较为一致美观而又经济的截面，而不带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力差别较大，最大将达40％左右。
1 带钢桁架转换层高层建筑结构的构造要求带桁架转换层的结构应按“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。
浅谈带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计
发表时间：2018-11-22T16:53:48.993Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第22期作者：梁国寿
[导读] 转换层对于整个的高层建筑来说正是处在一个比较关键的受力部位。
摘要：随着我国经济的发展以及社会的进步，我国人民的生活水平正在不断的提高，人口的数量也在逐渐的增多，这也就使得现在我国的高层建筑的数量正在逐渐的增多。
在高层建筑当中，转换层作为整个结构当中的关键性部位，结构设计成为了现在整个工程质量当中的关键所在，预应力混凝土桁架杆件空隙大，并且同时还具有突出的美观，还有着分割灵活地特点，所以说应该在实际得工程当中进行推广使用，笔者在文章中对带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计进行了简要的分析以及探讨。
关键词：预应力；转换层；高层建筑；设计
引言
转换层对于整个的高层建筑来说正是处在一个比较关键的受力部位，由于高层建筑当中转换层的存在打破了沿着建筑物高度的方向原有的那种均匀性的高度，这也就导致了高层建筑当中力的传递途径被大大的改变了。
所以说在进行高层建筑转换层的设计的时候不能够采用均匀的结构来进行设计，随着预应力混凝土在建筑工程当中的广泛应用，从预应力混凝土在建筑工程的应用当中我们能够看出，预应力混凝土结构具有着十分高的承载力以及抗裂性，并且预应力混凝土的自重是比较轻的，相对于建筑工程当中的传统做法来说能够更好的节省钢筋以及混凝土，在对建筑物的质量进行保证的前提之下能够帮助工程创造出更好的经济以及社会效益。
一、布置原则概述
通过很多的工程实践当中我们能够看出，在进行预应力转换桁架的设计的时候通常来说都是需要结合高层建筑的功能要求以及结构传力的实际，一处或者是多处的不止在高层建筑物的高度的方向上，具体的要求上必须要满足规范中要求的桁架转换层上、下层剪切刚度比，保证高层建筑竖向刚度的连续性。
同时还需要进行考虑的就是要尽量的去避免抗震建筑设计上的高位转换。
如果说在在高层建筑的建筑功能上必须要求继续拧高位转换的话，那么桁架转换层结构就是首选的结构了，这个结构能够有效的减少震害。
从实践经验当中我们能够看出，在高层建筑转换桁架的要求必须为竖向承重构件，并且还需要满足的就是必须是抗侧力构件。
在平面上进行相应的布置的时候应该遵守的原则就是均匀、分散、对称、周边，需要保证的就是切实的避免因为扭转对建筑物造成伤害。
二、结构设计与构造要求
（一）设计的原则分析
在预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计中的设计原则主要可以总结到一下几点：第一，强化转换层及其下部，弱化转换层上部；第二，强斜腹杆、强节点；第三，强柱弱梁、强边柱、弱中柱。
上面说的几点设计原则都是经过了多次的实验以及实践进行证明了的结果，如果在高层建筑结构设计当中按照上面的设计原则进行设计的话，带桁架转换层结构在高层建筑当中的应用是具有着非常好的延性的，能够有效的进行工程抗震。
应用第三条原则“强柱弱梁、强边柱、弱中柱”的原则进行转换层结构的实际，能够很好的确保塑性铰在梁端的出现，转换层以上柱底应该避免边柱出现塑性铰，这样进行设计的话能够很好的保证柱比梁的安全储备更大。
为了能够更好的实现“强柱弱梁”的设计目标，在对转换梁的上部结构梁进行截面的设计的时候必须要使其先打到屈服，但是在实际进行施工的时候还需要对整体结构空腹桁架的工作特性进行注意，从受拉钢筋的要求进行设计。
从连接处对整个设计进行优化，确保整个的结构能够有更好的延性。
（二）斜腹杆桁架设计
经过大量的实践表明，在进行预应力桁架转换层的设计的时候必须要保证的就是强受斜腹杆和强节点。
在斜腹杆桁架的上下弦节点的截面必须要满足规范中抗剪的相关的要求，科学设计需要做到的就是保证整体的桁架结构延性好并且在使用的过程当中不容易发生脆性破坏。
（三）斜腹杆桁架构造要求
在受压弦非预应力纵向钢筋在设计的时候最好都是沿着周边进行对称均匀布置的，这些钢筋当中的含钢率必须要保证满足相关的要求，并且适宜全部贯通桁架。
受压弦杆箍筋需要进行全杆段的加密，并且他的体积还需要严格控制按照相关规范当中的具体要求进行相关的设计。
前面说受拉弦杆非预应力纵向钢筋最好的处理就是要沿着周边进行对称均匀的不止，并且在进行设计的时候需要按照正常状态之下裂缝的宽度是零点二毫米进行严格的施工控制。
对于受拉弦杆箍筋的最小面积配箍率来说需要做到的就是必须符合相关规范当中的具体的要求。
在桁架的受拉以及受压弦杆的非预应力受力钢筋的结构的位置需要根据实际的情况结合相关的技术规范要求进行接头的焊接。
在进行实际的操作实施过程当中可以优先的采用闪光接触对焊的方式进行焊接，除此之外，桁架弦杆的非预应力钢筋最好还需要与支撑锚具的钢垫板进行连接。
在对桁架节点进行设计的时候需要采用的就是封闭式箍筋，并且需要对箍筋进行加密同时还需要垂直于弦杆的轴线位置，在进行设计的时候一般都是通过增加拉筋的方法来保证节点能够对混凝土产生有效的约束性能。
如果说在高层建筑的转换层的设计当中涉及到了桁架节点尺寸比较大的情况，在进行具体的设计的时候可以参照剪力墙的配筋方式设计水平以及垂直的箍筋，并且还需要做到的就是在箍筋的交点的地方还需要进行隔点布置拉筋。
三、施工建议
从大量的施工经验当中能够看出，预应力桁架在通常的情况下，施工张拉阶段以及使用阶段的受力状态总是会存在着一定的差异的，为了能够有效的减少施工张拉阶段以及试用阶段预应力桁架受力状况的差异，有效的解决因为超静定结构的受力的状态发生变化从而造成的构件之间的变形甚至是开裂的问题，在具体的预应力桁架转换层结构的实施过程当中最好要采取一种名叫“择期张拉”的施工工艺。
经过大量的实践验证表明，择期张拉施工技术主要就是采用的分期以及分批的施加预应力，或者是选取经过计算比较适合进行张拉施工的施工楼层来进行张拉工序的实施，但是在进行张拉工序的施工之前必须要做的就是要加强转换桁架下方的支撑工作。
在通常的情况之下，预应力桁架转换层结构在桁架的节点的区域钢筋的分布都是比较稠密的，这种情况再预应力的锚固区表现的更加的突出，所以说在具体的施工过程当中必须要将混凝土进行充分的捣实，只有将混凝土进行充分的捣实才能够有效的避免锚固区混凝土出
现局部的破坏或者是节点的破坏。
在进行具体的施工的时候必须要对典型节点钢筋按照施工图纸进行试绑。
这样能够有效的避免节点处的钢筋发生“打架”的现象，在进行试绑实验成功之后才能够进行成批的下料，全面进行施工。
结语
随着现在人口数量的不断增多以及商业模式的改变，高层建筑在人们日常生活中显得越来越重要。
越来越多的高层建筑出现在了人们的生活工作当中，本文主要就带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计进行了一定的分析，并且提出了一定的施工建议。
参考文献
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