高层建筑结构转换层
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高层建筑外围结构采用的转换层结构形式近年来,在大都市的城市化进程中,高层建筑的建设不断增多。
高层建筑作为都市的“城市地标”,其具有的高度和形态特征往往成为城市建筑界的瞩目焦点。
作为高层建筑的外围结构,转换层结构在高层建筑设计中起到了至关重要的作用。
一、转换层的概念和分类转换层是指在高层建筑的上半部分,与下半部分相比形态发生较大变化的层位。
转换层可以分为内转换层和外转换层两种形式。
内转换层是指高度较低的楼层向高度较高的楼层过渡的过程,形态上是以水平面为界面完成形态的变化,承担了过渡作用。
内转换层主要起到以下几个方面的作用:1.安全性能的提升:内转换层可以作为人员疏散通道,当高层建筑发生火灾等紧急情况时,内转换层可以帮助人员迅速逃生,保障生命安全。
2.建筑功能的划分:高层建筑内部往往功能区划比较明确,通过内转换层的设置,可以将各个功能区划分得更加清晰,帮助建筑物在使用上更加顺畅。
3.工程建设的便利性:高层建筑的机电设备很多,部署在内转换层可以使得机电设备的维护和管理更加便利,保障设备的正常使用。
外转换层是指高层建筑向立面形态过渡的过程,形态上是以纵向为界面完成形态变化的层位,承担了过渡和统一立面的作用。
外转换层的主要作用包括以下方面:1.美观性能的提升:高层建筑的外观形态对城市形象有很大的影响,通过外转换层的设计,可以使高层建筑在高度和形态上更加和谐、美观。
2.建筑工程的实用性:通过外转换层的设计,在高层建筑的设计中增加了可塑性和适应性,更好地适应了当地的气候环境,增加了使用的舒适性。
3.整体性能的改善:减少了干扰高层建筑的侵染,使高层建筑的整体美感和功能性更加突出。
二、转换层的设计原则和注意事项1.合理确定转换层位置:需要根据高层建筑所在位置的自然环境、用途及当地的气候环境等因素来适当设置转换层的位置和数量,保证外转换层和内转换层的数量、高度和位置的合理性。
2.考虑立面比重:在高层建筑的立面设计中应当兼顾高层部和底部的比重,使得建筑在整体上更加和谐。
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。
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高层建筑中的一个重要设计应用,它在高层建筑的结构设计中起到了至关重要的作用。
本文将从以下几个方面进行讨论:高层建筑结构转换层的定义和作用、设计原则和方法以及常见问题和解决方案。
一、高层建筑结构转换层的定义和作用高层建筑结构转换层是指在高层建筑中出现的由于功能的转换而产生的水平平台,用来将上下两个功能区域连接起来。
它通常位于建筑物的中部,是上下功能区域之间的过渡区域。
高层建筑结构转换层的作用主要有以下几个方面:1. 功能转换:高层建筑内部通常由不同功能的空间组成,通过转换层可以将不同功能的空间连接起来,实现功能的转换。
例如将商业区域与办公区域连接起来,实现商务与办公的无缝衔接。
2. 空间过渡:高层建筑由于高度的限制,不同功能区域之间需要通过转换层进行过渡。
转换层在空间布局上可以更加自由,使得不同功能区域之间的过渡更加平缓和自然。
3. 视觉效果:转换层可以起到提供观景平台的作用,使得居住在高层建筑的居民可以欣赏到周围的美景。
4. 结构承载:转换层在高层建筑的结构中起到承载作用,通过将上下不同功能区域的结构进行连接,增加整个建筑的结构稳定性。
二、设计原则和方法1. 功能需求:转换层的设计应根据具体的功能需求来确定,包括功能布局、通行方式、空间要求等。
例如商业区域需要考虑商业品牌展示、空间开放性等;办公区域需要考虑工作效率、隔音要求等。
2. 空间布局:转换层的空间布局应符合人流线和空间使用的便利性,尽量减少空间的浪费。
不同功能区域之间的转换要求过渡平缓,避免产生空间的断裂感。
3. 结构设计:转换层在结构设计中需要考虑承载功能区域的结构,包括承载力、刚度和稳定性等。
一般情况下,转换层的结构形式可以采用悬挑结构、框架结构或者板结构。
4. 空调与采光:转换层需要考虑空调和采光系统的设计,确保转换层内部的空气流通和自然光的进入。
同时要注意防止冷热桥效应的产生,保证室内的舒适度。
高层建筑内部结构采用的转换层结构
1、梁式转换
由于它受力明确,设计与施工简单,一般用于上层为剪力墙结构,下层为框架结构的转换。
当纵、横向同时需要转换时,可采用双向梁布置的转换方式。
前述的北京南洋饭店,广东肇庆星湖大酒店都是采用梁式转换层。
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。
3、箱式转换层
当需要从上层向更大跨度的下层进行转换时,若采用梁式或板式转换层已不能解决问题,这种情况下,可以采用箱式转换层。
它很像箱形基础,也可看成是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成,具有很大的整体空间刚度,能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。
4、桁架式转换层
这种形式的转换层受力合理明确,构造简单,自重较轻,材料节省,能适应较大跨度的转换,虽比箱式转换层的整体空间刚度相对较
小,但比箱式转换层少占空间。
5、空腹桁架式转换层
这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似,但空腹桁架式转换层的杆系都是水平、垂直的,而桁架式转换层则具有斜撑竿。
空腹桁架式转换层在室内空间上比桁架式转换层好,比箱式转换层更好。
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。
高层建筑结构转换层高层建筑是现代城市建设中常见的建筑形式,为了满足日益增长的人口需求,许多高层建筑采用了结构转换层的设计。
结构转换层,也称为过渡层或变形层,是一个位于高层建筑顶部的区域,一般是从建筑主体结构中分隔出来的。
结构转换层的作用结构转换层在高层建筑中起到了多方面的重要作用。
1. 功能分区结构转换层可以用于实现高层建筑内部的功能分区。
高层建筑通常需要容纳办公、商业、住宅等多种功能。
通过在结构转换层上设置不同的功能区域,可以有效地将不同功能分开,提高空间利用率,提供更加灵活的使用方式。
2. 节约结构材料高层建筑需要承受巨大的重量和风压,因此其结构必须具备足够的强度和稳定性。
结构转换层的引入可以有效减轻主体结构所承受的荷载,并节约结构材料的使用。
这样不仅可以降低建筑成本,还有利于减少对环境的影响。
3. 应对地震、风灾等自然灾害结构转换层在高层建筑中起到了增强抗震和防风作用。
地震和风灾是城市中较为常见的自然灾害,对高层建筑的影响尤为明显。
通过合理设置结构转换层,可以增加建筑的稳定性和抗风能力,减轻自然灾害造成的破坏。
4. 提供观景平台结构转换层通常位于高层建筑的顶部,视野较为开阔。
因此,结构转换层也常被设计为观景平台,为建筑的用户提供俯瞰城市美景的机会。
观景平台不仅可以增加建筑的吸引力,还提供了一个供人放松、休闲的场所。
结构转换层的设计考虑在设计高层建筑的结构转换层时,需要考虑以下因素:1. 结构形式选择结构转换层的设计要根据具体建筑的需求和条件选择适合的结构形式。
常见的结构形式包括钢结构、钢混凝土结构、混凝土筒体结构等。
每种结构形式都有其优缺点,需要根据项目的要求进行合理选择。
2. 荷载分析结构转换层需要承受来自上部楼层、自身重量以及外部荷载(如风荷载、雪荷载等)施加的力。
因此,需要进行详细的荷载分析,确保结构能够承受各种力的作用。
3. 抗震设计高层建筑通常位于地震活跃区域,因此结构转换层的抗震性能尤为重要。
浅析高层建筑中结构转换层结构体系
首先,什么是结构转换层?结构转换层(也称中间转换层)是指在高层建筑结构中,将上部柱式结构转换成下部框架式结构的一层结构。
其位置一般位于高层建筑的净高处,通常在50米到100米的高度范围内。
结构转换层的作用在于,将上部柱式结构的刚度转化为下部框架式结构的刚度,从而使整个建筑的抗震能力得到提高。
其次,结构转换层具有哪些特点和优势?结构转换层的特点有如下几点:
一是结构转换层具有较高的稳定性。
结构转换层的布置位置一般位于高层建筑中心位置,且一般是单层结构体系。
这种位置和形式的设计,使其具有较高的荷载承载能力和抗震稳定能力。
二是结构转换层具有较高的承载能力。
结构转换层一般采用框架式结构,其抗剪承载能力和抗弯承载能力都比柱式结构强。
因此,结构转换层可以承担较大的竖向荷载和横向荷载。
三是结构转换层具有较高的抗震能力。
结构转换层的设计可以将上部的总体刚性承担一部分荷载,转移到下部的框架结构上。
这样可以大幅度提高建筑的抗震性。
四是结构转换层具有较高的经济性。
与传统的柱式结构相比,结构转换层的下部框架结构可以采用较小的截面尺寸,从而减小了施工材料和成本,提高了经济效益。
浅析高层建筑中结构转换层结构体系高层建筑是城市中的标志性建筑,也是城市发展的重要标志。
在高层建筑的设计和施工过程中,结构转换层结构体系是至关重要的一部分。
本文将从几个方面对高层建筑中的结构转换层结构体系进行浅析,并探讨其在高层建筑中的重要性和作用。
一、结构转换层结构体系的概念结构转换层是指高层建筑中由于高度和结构系统的变化产生的结构转换层。
在高层建筑中,由于楼层高度的变化、功能分布的需要以及结构体系的要求,往往需要在一定楼层高度上进行转换,一般在这种高层建筑的设计中,都会存在一个或者多个结构转换层。
结构转换层结构体系是指在高层建筑中为了满足结构需求而设置的转换层的结构系统。
它通过合理的布置和设计,能够使得高层建筑在承受风压、地震力等外部力作用时,能够有更好的受力性能和稳定性。
在高层建筑的设计和施工中,结构转换层结构体系的设计和施工是至关重要的一环。
1. 承担楼层荷载传递在高层建筑中,由于楼层高度的变化,不同楼层之间可能会存在较大的荷载变化。
结构转换层可以承担起这些荷载传递的作用,使得整栋建筑的结构系统能够平稳地传递力量,保证整栋建筑的结构稳定性。
2. 调整结构形式在高层建筑中,由于建筑结构形式的要求和功能分区的需要,往往需要在一定的楼层高度上对结构形式进行调整。
结构转换层结构体系能够有效地满足这些需要,使得整体结构形式更加合理,同时保证建筑的安全性和稳定性。
3. 提高结构抗震性能结构转换层结构体系在高层建筑中还可以起到提高结构抗震性能的作用。
通过合理设置和设计结构转换层,可以使得建筑在地震作用下有更好的变形能力和抗震能力,保障建筑及其内部设施的安全。
4. 实现功能分区结构转换层结构体系在高层建筑中具有以上几个重要作用,而且这些作用互相补充、相互影响,体现出了结构转换层在高层建筑中的重要性和必要性。
1. 合理设置结构转换层高度在高层建筑中,结构转换层的高度设置应该根据建筑的具体情况和需要进行合理确定。
浅析高层建筑中结构转换层结构体系
高层建筑中的结构转换层(also known as结构转换系统)是指在建筑高度较高的部分设置一个承重结构层,用于将整个建筑的荷载分散到下方的主体结构中。
这样做的目的是在高层建筑的顶部,通过减少结构的自重和减少地震和风荷载对结构的影响,降低建筑的倒塌风险。
本文将对高层建筑中结构转换层结构体系进行浅析。
结构转换层通常位于高层建筑的顶部,目的是使整个结构的重心尽可能靠近底部,使得地震和风荷载能够更好地通过转换结构传递到地基上。
这样做的好处是降低了顶部结构的自重,减小了地震和风荷载对整个建筑的影响,提高了建筑的稳定性和抗倒塌能力。
结构转换层结构体系一般采用钢筋混凝土框架结构或剪力墙结构。
钢筋混凝土框架结构是一种常用的结构形式,通过框架柱和梁的配合,使得结构能够承受地震和风荷载,同时减小结构的自重。
剪力墙结构则是在建筑的主体结构中设置一系列的剪力墙,通过抵抗地震和风荷载的作用,提高结构的稳定性和抗倒塌能力。
结构转换层结构体系还要考虑到楼层之间的转换,以及对整个建筑的空间利用和功能需求的满足。
在设计中,需要合理选择转换楼层的高度和设置方式,使得转换层既能够满足结构要求,又能够满足建筑的使用需求。
在施工中,还需考虑结构转换层与主体结构之间的连接方式和技术处理,确保结构的整体稳定性和一体化。
需要指出的是,结构转换层结构体系在高层建筑设计中起到了至关重要的作用。
通过合理设置结构转换层,能够降低建筑的倒塌风险,提高建筑的抗震和抗风性能,保障建筑的安全稳定。
在高层建筑设计中,需要充分考虑结构转换层结构体系的设计和实施,确保建筑的稳定性和安全性。
高层建筑结构转换层在现代城市的天际线中,高层建筑如林立的巨人,展现着人类建筑技术的伟大成就。
而在这些高层建筑的结构体系中,转换层扮演着至关重要的角色。
什么是高层建筑结构转换层呢?简单来说,它是建筑物中不同结构形式相连的楼层。
比如说,在一些高层建筑中,下部可能是较大的空间,用于商业、停车场等,需要采用框架结构;而上部则是住宅或办公区域,更适合剪力墙结构。
这时,就需要在中间的某个楼层设置转换层,来实现两种不同结构形式的过渡和转换。
转换层的存在有着多方面的原因和需求。
首先,从功能布局的角度来看,现代建筑往往需要在不同楼层实现不同的使用功能。
下部楼层可能需要开阔的大空间,以满足商业活动、车辆停放或者公共服务的需求;而上部楼层则更多地关注居住或办公的独立性和私密性。
这种功能上的差异就要求在结构上进行相应的调整和转换。
其次,从建筑美学和城市规划的角度考虑,多样化的建筑形态和外观设计也是促使转换层出现的因素之一。
通过巧妙地设置转换层,可以创造出独特的建筑轮廓和视觉效果,使高层建筑在城市景观中更加突出和引人注目。
再者,从结构力学的角度分析,高层建筑在承受竖向荷载和水平荷载时,不同部位的受力情况是不同的。
转换层能够有效地调整和分配这些荷载,确保建筑物的整体稳定性和安全性。
在设计和施工高层建筑结构转换层时,面临着诸多挑战。
首先是结构复杂,需要综合考虑多种因素,如不同结构形式的连接方式、转换层的位置和高度、构件的尺寸和配筋等。
这要求设计人员具备深厚的专业知识和丰富的实践经验。
其次,转换层的施工难度较大。
由于其结构的特殊性,施工过程中需要采用特殊的施工工艺和技术,并且要严格控制施工质量。
例如,在浇筑混凝土时,要确保混凝土的均匀性和密实性,避免出现裂缝和蜂窝麻面等质量问题。
再者,转换层的自重较大,对下部结构会产生较大的压力。
因此,在设计和施工时,需要对下部结构进行加强和加固,以保证整个建筑物的安全。
为了更好地实现转换层的功能和效果,目前在工程实践中采用了多种类型的转换层结构形式。
高层建筑结构转换层
作者:dd
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上传时间:2005-12-30
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简介:本文介绍了高层建筑的发展特点,并且提出目前高层建筑的发展趋势,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。
关键字:高层结构转换层多样
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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。
1)工程实例之一—北京南洋饭店。
地面以上24层,总高度为85m。
第1~4层为框架结构,第6层以上为剪力墙结构,第5层为转换层,剪力墙的托梁高度为4.5m,底层柱最大直径为1.6m;
2)工程实例之二-广东肇庆星湖大酒店,34层,总高度为118.4m,6层以上客房采用剪力墙结构,5层处设置转换大梁,截面尺寸为0.5m×2.5m,转换为下层的框架结构。
2、高层建筑上层与下层的结构形式不变,但通过转换层完成其从上层到下层不同柱网轴线布置的变化。
1)工程实例之一-香港新鸿基中心,51层,总高度为178.6m,筒中筒结构体系。
1~4层为大空间商业用房,5层以上为办公楼。
外框筒柱距为2.4m,为解决底层大柱网入口处上、下不同结构柱网轴线的转换,采用截面尺寸为2.0m×5.5米的预应力混凝土大梁,将下层柱距扩大为16.8m和12m;
2)工程实例之二-香港康乐中心,52层,总高度为178.7m,筒中筒结构体系,外筒为薄壁剪力墙筒,墙厚由底部的500mm变化到顶部的150mm,墙上开由圆形的窗洞。
在底层入口进行了转换:通过采用截面尺寸为2.2m×3.56m的预应力混凝土大梁作为转换大梁,将外筒全部竖向荷载通过10根外柱传至下部基础。
3、通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式与柱网轴线布置的变化。
1)工程实例-香港Harber Road Development大厦。
49层,总高度为180m,上层为小柱距框筒结构,通过截面尺寸为1800m(b)×4250m(b)的预应力混凝土大梁的转换,将下层柱距扩大为9.6m和12m。
三、内部结构采用的转换层结构形式
为实现高层建筑内部上、下层结构形式与柱网的变化,可以用以下的结构转换形式:
1、梁式转换
由于它受力明确,设计与施工简单,一般用于上层为剪力墙结构,下层为框
架结构的转换。
当纵、横向同时需要转换时,可采用双向梁布置的转换方式。
前述的北京南洋饭店,
广东肇庆星湖大酒店都是采用梁式转换层。
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。
3、箱式转换层
当需要从上层向更大跨度的下层进行转换时,若采用梁式或板式转换层已不能解决问题,这种情况下,可以采用箱式转换层。
它很像箱形基础,也可看成是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成,具有很大的整体空间刚度,能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。
4、桁架式转换层
这种形式的转换层受力合理明确,构造简单,自重较轻,材料节省,能适应较大跨度的转换,虽比箱式转换层的整体空间刚度相对较小,但比箱式转换层少占空间。
5、空腹桁架式转换层
这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似,但空腹桁架式转换层的杆系都是水平、垂直的,而桁架式转换层则具有斜撑竿。
空腹桁架式转换层在室内空间上比桁架式转换层好,比箱式转换层更好。
四、外围结构采用的转换层结构形式
前述转换层结构形式主要用于内部结构的上、下层转换。
对于外围结构,往往由于建筑功能的需要在底部扩大柱距,一般采用梁式转换、绗架式转换、墙式转换、间接式转换、合柱式转换、拱式转换。
美国纽
约世界贸易中心采用合柱式转换。
以下介绍两种形式的结构转换:
1、V形柱式结构转换
重庆银星商城,总建筑面积49800m2,地上28层,总高度101.2m,为商住、商贸综合楼,1~9层为商场,基本柱网为7.80m×7.80m及7.80m×9.30m,第10层为技术层及物业管理,第11~26层为住宅,第27层及第28层为电梯技术间及水箱间。
由于上部住宅的柱网、轴线与下部商场不能完全重合,对前述的转换层结构形式都不适合该工程的特点,而且材料用量及造价均较高。
后来在第9层与第10 层利用两层空间设置了4根V形柱来完成结构转换。
在该设计中V形柱占据两层空间。
其斜度为1/5.3,在上面一层为两肢对称的斜柱,到下面一层合成为实腹的倒梯形状,双斜柱的截面积之和不小于下面倒梯形柱的截面积。
在斜柱的顶部用拉梁互相联结,同时在斜柱的外跨框架梁采取加腋措施。
采用V形柱式结构转换时,该层梁的剪力及弯矩要小的多,同时节省
了材料用量及比较。
2、斜柱式结构转换
沈阳华利广场大厦,33层,总高度115m,框架-核心筒结构体系。
7层以上用作写字间、公寓,环绕圆形核筒设有16根走廊柱,目的是为了减小呈辐射状平面布置的主梁的跨度,并相应减小层高,然而,在7层以下,这16根环状布置的柱对商场的布置是不需要的,应予去除,这就构成了上、下层结构转换的问题。
在设计中,采用了斜柱双环转换结构。
将转换层以上16根环状平面布置的竖直柱,在两层楼高范围内,一律向核心筒方向转折,最终予核心筒相交。
鱼油核心筒内设有电梯、楼梯、管道井、楼板,楼板开洞较多,这16根斜柱内力的水平分量主要由核心筒外的圆环形楼板来承受。
在斜柱顶部的楼层梁板出现环向拉力,在斜柱底靠近核心筒的楼层梁板则出现环向压力,。
于是,相应分别在斜柱顶与斜柱底设置了抗拉环梁与抗压环梁,在设计中将环梁、楼板、斜柱顶主环梁的中心置于同一水平面上。
由于斜柱在其与竖柱相交处产生水平分力作用于楼层,对该水平力最好的处理办法是设法在最短的传力途径上予以平衡消失。
就这点来说,斜柱宜成对称设置。
如重庆银星商城大厦。
而沈阳华利广场大厦虽用的是单斜柱,但它对核心筒呈对称环状分布,在斜柱顶部的环向拉力及斜柱底部的环向压力分别由抗拉环
梁与抗压环梁来承担。
斜柱穿越的层数最少是一层,也可根据需要穿越2~3层,增多穿越的层数可使斜柱
对楼层的水平分力大为降低。
根据高层综合楼建筑功能的需要,选择适宜的结构转换层,不但可以节省材料用量,而且也可以节省建造费用。
同时灵活的将建筑与结构统一,实现建筑之美。
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