高层建筑结构转换层论文
对高层建筑结构转换层施工分析论文
对高层建筑结构转换层施工分析研究【摘要】本文主要论述了高层建筑结构体系的特点,分析了高层建筑结构中设置转换层的必要性,探讨了转换层的常用结构形式并进行了对比分析,对高层建筑结构转换层的施工进行了论述,提出研究高层建筑转换层施工技术有一定的现实意义,可供同行参考。
【关键词】高层建筑;结构;转换层;施工
前言
由于转换层结构起着上下连接的作用,结构复杂,施工难度大,因此,需要制定详细的施工方案,尽可能征得工程各参与方的协助,在转换层施工中,只要做好模板支撑体系,钢筋的定位,大体积混凝土等施工措施,转换层的施工质量一般就能得到保证,并可达到降低成本、取得较好的经济效益的目的。
1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,如何将它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。
带转换层高层建筑结构设计论文
带转换层高层建筑结构设计论文
摘要:当前我国高层建筑物功能和结构设计越来越复杂多元化,高层建筑物开始集商业、生活、餐饮、住宿、银行、购物等等多种功能于一体,这就使得高层建筑转换层结构设计和应用方面研究也越来越广泛和深入,为了更好的改善解决高层建筑转换层上下结构受力问题,就需要从多方面综合考虑不同转换结构优势特点和应用特点,科学组合不同转换层结构和高层上下层结构,使得其整体结构功能达到和谐统一,为企业和社会创造更多的经济使用价值和建筑设计效益。
当前诸多高层建筑要求功能多,这就需要沿建筑物竖向划分为不同用途层区,例如底部用来做商业厅堂、交通通道,餐厅、商场;中上楼层用来作为办公、客房住宅、旅店等等,这种功能多样化建筑竖向构件就不能上下连续,就需要改变柱网、轴线设置水平转换构件,也就是带转换层结构,这样才能够将不通结构功能用途结构形式合理连接过渡在一起。因此带转换层高层建筑结构就定义为因建筑功能结构不同使得部分竖向构件无法直接贯通落地而采用刚度大的转换构件结构的高层建筑物。当前带转换层高层建筑物使用较为频繁,其结构形式多样,如,我国高层建筑转换结构多采用梁式转换结构,桁架式转换结构;功能和上下结构都很复杂的高层建筑则常采用厚板式转换结构;铁路工程中则常使用箱行转换结构等等。下面文章就简要分析高层建筑转换层结构功能、种类及设计建议。
一、高层建筑转换层结构功能及种类
(一)转换层结构功能特点
第一,有效实现高层建筑上下层结构形式转换,该转换层结构主要引用到剪力墙和框架—剪力墙的高层建筑物结构中,使得上部剪力墙能够成为下部框架。第二,有效实现高层建筑上下层结构轴网转换,虽没有改变其上下结构形式,但是使得下层柱距扩大形成大柱网,比较适合用于入口较大的外框筒状下层结构中。第三,有效实现高层建筑物上下层结构形式和轴网全部转换,使得上部剪力墙结构成为下部框架结构,下部柱网轴线和上部剪力墙轴线错开,形成上下结构不不对齐的结构特点。
带转换层的高层建筑结构设计论文
带转换层的高层建筑结构设计论文
【摘要】为了满足人们对高层建筑的功能的需求,需要对高层建筑不断进行完善,必须选择恰当的转换层,从而节省材料、费用和宝贵的土地。
【关键词】转换层,高层建筑,结构,设计
一、前言
所有高层建筑中,都会有转换层的出现,它有着不可替代的重要作用。随着经济社会的高速发展,对高层建筑功能及综合性用途的要求也越来越高,要想改变高层建筑的基本功能,通常要改变竖向结构型式,或者改变柱网、轴线,很多时候两者都要改变。鉴于上述情况,如果高层建筑的竖向结构体系发生变化,就必须设置转换层,有的文献也称之为过渡层。
二、转换层型式的主要类型及其特点
转换层有以下几类:
1.梁式转换层:常见于底部大空间的框支剪力墙结构体系。梁式转换
层把剪力墙架设在框支梁上端,框支梁由框支柱支撑。如果纵横向都需要转换,就必须进行双向梁布置。设计和施工相对简单,应用最为广泛。它的局限性在于如果上下轴线布置错位,需要增加转换次梁,形成较为复杂的空间受力。
2.箱式转换层:如果转换梁截面面积偏大,一层楼板不能满足楼板刚度。可在转换梁梁顶与梁底,此外另外一层楼板,构成箱形梁。一般宜遍布全层设置,应该沿着筑周边环通构成“箱子”。它的优点是转换梁具有较强的约束、较大的,整体效果良好,传力均匀,还可以用作“设备层”,它的不足之处是梁中开设备洞较多,造价高。施工复杂。
3.厚板式转换层:如果有较多的上下柱网错位,梁难以直接承托,就要用到板式转换层。厚板厚度要与柱网尺寸、上部结构荷载相匹配。其优点是下部柱网受上部结构影响小,布置灵活。厚板刚度较为理想,整体性较好,能够构成承台,施工也简单。缺点是厚板自重大,容易产生震害,经济性也不太理想。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇
高层建筑结构设计要点研究论文六
篇
关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇
摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点
1引言
随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素
2.1重力荷载
与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
建筑转换层施工技术分析论文
建筑转换层的施工技术分析
摘要:由于转换层自身的负重比较大,加上上层结构的重量,在施工中一定要特别注意结构的稳定性和安全性。因此,在施工之前一定要进行精确的计算和勘察,保证转换层支撑系统的稳定性。梁式转换层的施工是一个技术难点,本文将结合工程案例深入剖析该施工技术。
关键词:转换层、施工技术、分析
引言
为了满足使用功能的需求,对高层建筑的结构设计提出了新的要求,在施工中,需要设计出一种转换层结构,完成建筑中不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换,简而言之,就是建筑的上下结构不一致,必须要有一个转换层来衬托,保证建筑的可使用性。转换层主要是指在整个建筑结构体系中,可以很好地解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构体系。它在满足了建筑使用功能的同时,还能解决高层建筑在施工技术难度上的一些技术问题。
1概况
(1)该工程为框支剪力墙结构,地下二层,地上28层。建筑结构安全类为一类、抗震设防裂度为6度、使用年限为50年,转换层以下至负一层抗震等级为一级、剪力墙底部加强区为一级、地下室负二层抗震等级为二级、剪力墙非底部加强区为三级。
(2)本工程的转换层在第三层,标高14.96m,转换层以下为钢筋
混凝土框架柱加核心筒结构,转换层以上为剪力墙结构,转换层为梁式结构。整个上部结构荷载全部传至转换层框支梁、框支梁荷载传递给框架柱和核心筒剪力墙,最后传至地下室负二层箱型基础。
(3)结构概况如表1。
2梁式转换层施工难点
(1)转换层梁截面尺寸大,结构构件自重大,转换层以下各层的梁截面小,不能承受上部荷载。
(2)转换层支撑架体高,到高梁底部为3.0~4.5m,到板底为6.12m,支撑架的稳定性难度大。
高层建筑转换层混凝土裂缝成因及控制论文
高层建筑转换层混凝土裂缝成因及控制探讨【摘要】高层建筑转换层是建筑结构中的重要部位,转换层施工质量会直接影响到整个工程质量。本文将对高层建筑转换层混凝土结构裂缝的原因以及控制措施进行了阐述。
【关键词】转换层;混凝土裂缝;控制措施
1.高层建筑转换层结构形式及功能
转换层按柱网的布置形式可以分为底部结构形式为大空间的转换层和外部形成大柱网的转换层。底部数层结构形式可以在转换层结构跨越底层建筑平面的两端,把荷载传到底层结构的几个支撑点上。或者把转换层中部支撑在一个强劲的筒体上,四周向外悬挑,从而建造出底部数层的大空间。而对于外部形成大柱网的转换层,其内筒结构布置对于筒中筒结构的建筑不需要变化,外筒则需要进行结构布置转换。
从结构功能的角度看,转换层所实现的结构转换为结构形式的转换、柱网轴线的转换以及结构形式和轴线布置同时转换这三种。结构转换层把上部剪力墙转换成下部框架,给下部楼层创造大的内部空间;柱网轴线转换的上下部结构形式不需改变,但通过结构转换层,形成下层形成大柱网,使得外框筒的下层形成较大的出口和较大空间;结构形式和轴线布置同时转换:将上部楼层剪力墙通过结构转换层改变成框架,上下部楼层柱网的轴线错开,从而形成上下部结构不对齐的布置。
2.高层建筑转换层混凝土构件温差裂缝的成因
2.1水泥的水化热
混凝土中的热量一般是来源于原材料和水泥的水化热。水化热是指水泥在水化的过程中,水泥熟料中不同的矿物在水化反应中会产生一定的热量。对于大体积混凝土,混凝土浇筑所产生的水化热由于本身的结构断面尺寸较大很难散发出来,使得混凝土内部温度急剧上升,从而到达一个较高的温度。一般情况下,水泥细度越细,则水化热放出越早;水泥用量越多,水化热就越高。水泥水化热会引起混凝土温度的升降变化,在温度的升降过程中会产生较大的温差,会导致较大的温度应力,容易引起转换层混凝土变形,使得混凝士出现裂缝的情况。
高层建筑梁式转换层有关施工技术论文
高层建筑梁式转换层有关施工技术研究摘要:本文对梁式转换层在高层建筑中应用的施工技术做了一些探讨,有一定参考价值。
关键词:高层建筑转换层;作用;传力方式;施工技术
中图分类号:tu74 文章标识码:a文章编号:
0.引言:随着城市建设的发展,很多高层建筑向多功能、多用途方向发展,对建筑物结构形式、柱网布置也就提出了不同的要求。为了实现和适应这种结构型式的变化过渡,转换层应运而生。而在工程设计和施工实践中,梁式转换层得到了广泛的采用和认可,它可以较好地解决高层建筑中上下部结构在竖向不连续的问题。
1.梁式转换层的作用
1.1转换层为不同的建筑结构在交界楼层上设计的一种水平转
换构件,有效地进行了解决了空间上的处理难度,有利于维持建筑建构的稳定性。
1.2借助于转换层,建筑结构中的剪力墙与框架结构之间的结构转换成为了可能,同时下层结构的柱间距得到了有效的增大,开间被扩大了。
1.3借助于转换层,建筑空间结构的设计上做到了上、下层结构上排布自由化、错位化,让业主在划分房间的时候更为自由,有利于装潢设计创意的发挥。
2.转换层结构的传力方式分析
大量的理论研究和实验表明,转换层结构的传力路径通常为:
进行转换层结构的设计,理清楚其结构的传力方式及其对应的转换梁的受力特点,是完成转换层结构的设计计算的基础,从传力形式上来看,转换层结构有着直接简单、可靠性能好、设计计算简洁、施工便利等等优点。
3.梁式结构转换层施工技术
3.1支架的施工工艺
3.1.1立杆和扫地杆
实践经验表明,在立杆施工中,必须确保其上端分别与梁底的内、外楞进行直接的扣接。实践中,扫地杆设置位于梁下排架的下方,在中间布置大小横杆两道,在梁底排架的两侧,将斜撑布置为横向,将双肢剪刀撑布置为纵向,实践经验表明,在具体的工程实施过程中要特别注意将梁下排架与楼层满堂架进行整体的布设,确保连为一体,目的在于明显地增加排架的空间刚度。
高层建筑厚板式转换层施工技术论文
高层建筑厚板式转换层施工技术探讨摘要:本文在施工技术方案分析的基础上,通过合理选用支撑体系,并采用大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维混凝土技术,有效地保证了厚板式转换层的施工质量,并对模板工程、钢筋工程、混凝土浇筑施工技术进行了详细阐述。
关键词:高层建筑厚板式结构转换层一次性浇筑模板支撑
1 工程概况
某商住综合楼工程地下3层,地上30层,建筑物总高度102m,建筑面积65000m2。工程设有3层裙房,裙房为框架结构,做商务办公和大型超市。在塔楼四层上设有厚板式结构转换层,其上部为剪力墙结构。转换层平面尺寸为38.80m×38.16m,建筑面积1480m,厚度在边柱部位3.1m,其它部位2.2m。
2 施工方案分析
经计算转换层施工时在边柱部位最大垂直荷载88kn/m2,其它部位68kn/m2。为承受转换层的施工荷载,设计考虑将三层楼板加厚到250mm,并将配筋加强,设计承载力70kn/m。边跨梁高3.1m的部位,考虑模板荷载较大,为了便于施工,在满足结构安全的前提下,建议设计将边跨梁设计成双层梁。只要保留二、三层模板的支撑体系,通过二层、三层楼板的连续支撑,将施工荷载分散传递到下面的竖向结构上,就能保证转换层施工的安全。因此采用900mm×1400mm 边梁先行浇筑,2.2m厚板式转换层混凝土不留施工缝,一次性浇筑的施工方案。
3 转换层施工技术
3.1 模板工程该工程结构转换层混凝土浇筑一次性完成,施工速度快,但模板支撑数量大。选择模板支撑方案主要考虑以下因素:保证转换层混凝土的结构质量,满足结构设计要求模板支撑体系稳定可靠,确保高大模板施工的安全:选材方便,降低工程成本。
高层建筑转换层结构设计与施工论文
高层建筑转换层结构设计与施工研究【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,结构设计,施工研究
中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:
前言
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。
二.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。
高层结构转换层的特点
1.转换结构构件常常承受上部结构传来的巨大竖向荷载或悬挂
下部结构的多层荷载,使得转换结构构件的内力很大,因此竖向荷载成为控制转换结构设计的主要因素;
2.转换结构构件跨度通常是上部结构跨度的数倍,所以转换结构构件的挠度称为严格控制的目标;
3.转换结构的连续施工强度大,过程复杂;
4.由于设置了转换层,沿建筑物高度方向刚度的均匀性会受到很大的破坏,力的传递途径改变很大,所以转换层结构的分析和设计与常规结构不同。
高层建筑转换层结构设计与施工论文
刍议高层建筑转换层结构设计与施工【摘要】高层建筑的大行其道是顺应现代化发展和文明的必然产物,高层建筑的功能以及用途已经非传统建筑的设计和布局所能承载,由于高层建筑下部受力较大,上部受力较小等建筑特征,因此,做好高层建筑的转换层结构设计和施工技术工作显得尤为重要。
【关键词】高层建筑;转换层;结构设计
伴随着现代化的发展,各类高层建筑如雨后春笋般应运而生,经济和社会发展的需求直接推动了我国高层建筑发展的多元化和
多功能化。转换层的引入解决了传统高层建筑所有的不足,因此探讨转换层结构具有积极的现实意义。
1 结构转换层的定义和必要性探析
所为结构转换层,根据百度百科的解释,是指建筑物某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类型,并通过该楼层进行结构转换,则该楼层称为结构转换层。
现代化的高层建筑不断地向多功能和综合型方向发展着,很多高层建筑在顶部设置作为住宅和宾馆等;在中间部分用作办公区,而下层一般作为商场和餐馆及其他各种休闲娱乐场所,这根据专业术语,可以按照建筑物的使用功能来解释。通常在建筑的设计当中,一般而言都将大柱网的购物商厦、餐厅和娱乐设施等设置于多功能综合性的高层建筑的下面部分,而将较小的柱网、较小规格的住宅、公寓、办公功能的建筑设置于中层和上层部分。
为了实现这种要求的结构布置,因此决定了现代化的多功能高层建筑结构体系的特点。由于不同建筑的使用功能所要求不同的空间划分布置,与此相对应的,就是要求不同的结构形式,怎么样来将它们之间通过合理地转换过渡,沿着竖向组合在一起,这就成为现代化的多功能高层建筑结构体系的关键设计和施工技术之所在。这对现代化的高层建筑的结构设计提出了新的挑战和要求,需要通过设置一种被称之为“转换层”的结构形式,来帮助完成不同结构形式之间的转换,通俗点来说,就是上下两部分的结构不一样,按照传统的建筑设计,没办法很好的契合,安全性也受到巨大的挑战,因此必须在结构上设置一个转换层来“承上启下”。
某高层商住楼厚板转换层结构设计论文
某高层商住楼厚板转换层的结构设计【摘要】以工程实例,介绍厚板转换层结构的设计方法和施工方法。
【关键词】厚板转换层;分层浇筑;叠合成型
1 工程概况
工程位于长沙市五一大道芙蓉广场附近,其中商住楼是该项目四栋一类高层建筑群中的一栋。
商住楼地下3层,地上32层。1~2层为大空间商铺,一层层高5.2m,二层层高5.9m,为部分框支剪力墙结构;3~32层为住宅,三层层高3.3m, 四层及以上层高2.9m,为剪力墙结构。建筑总高度为98.4m。
工程建筑结构安全等级为二级,抗震设防烈度为6度,抗震设防类别为标
准设防类,设计地震分组为第二组,设计基本加速度值为0.05g,基本风压按100年一遇0.40kn/ m2取值。
基础采用大直径人工挖孔灌注桩,桩端持力层为强风化泥质粉砂岩。基础埋深11.2m。
因上部住宅的剪力墙轴网与下部商铺的柱网轴网难以对齐,故设计在三层楼板面采用厚板转换层的结构形式,板厚1600mm, 板面标高为11.1m。
2 结构整体设计
商住楼在地面以上设缝与其它三栋高层建筑脱开,成为独立的
结构单元;一层的地下室顶板作为上部结构的嵌固层位置,一层的楼板厚度为180mm。
地面以上的填充墙体均采用轻质加气砼砌块,以减少建筑物总重量及上部结构传到转换层厚板上的竖向荷载。
在满足建筑功能的前提下,使上部剪力墙尽量落地并增加转换层下部剪力墙的数量,增强转换层下部刚度。结构布置尽量均匀,使刚心和质心接近,减小结构的扭转。
工程结构的整体计算采用satwe软件,并采用pmsap软件进行设计校核。
商住楼转换层下层和上层的柱墙结构平面布置图分别见图1和图2。
某高层建筑转换层施工技术研究论文
某高层建筑转换层施工技术研究
摘要:本文结合某高层建筑工程,对建筑中的转换层施工技术进行了详细分析。重点研究了转换层施工过程中的模板工程、钢筋工程、混凝土工程以及后浇带施工技术。本工程的施工技术可以为类似高层建筑转换层的施工提供一定的技术参考。
关键词:高层建筑;转换层;施工技术
中图分类号: tu208.3]文献标识码:a 文章编号:
1 工程概况及特点
江苏某高层建筑工程转换层位于该工程地面第3层,该层层高5.5m,层面标高7.5m。在该层设置梁式转换层,该层竖向结构同下部结构,柱子均为1000mm×1000mm方柱。水平结构主要为高大断面转换梁,其截面尺寸主要有1000mm×1600mm,1000mm×1800mm,转换层板厚200mm。该层墙、柱及梁板混凝土等级全部为c50,总量约2000m3。该转换层施工整体有以下几个特点:
(1)模板及支撑施工难度大:由于转换梁截而尺寸大,局部斜角部位无法进行转换梁的侧模施工以及模板的铺设,导致梁的模板和量大大增加。且梁板自重大,模板支撑要求高。这些因素直接导致转换层的混凝土与钢筋自重及施工荷载非常大,施工过程中必须保证梁板模板支撑系统的承载力和整体稳定性。
(2)钢筋施工难度大:转换梁的配筋量大、主筋长、布置密,梁柱节点区钢筋纵横交错,必须正确放样和下料,保证钢筋位置和数量正确。另外梁柱节点区钢筋间距小,混凝土自由下落困难且易
产生温度及收缩裂缝。
(3)混凝土施工难度大:转换层梁板的混凝土总量超过1000 m3;转换梁钢筋密度大,节点钢筋基本无缝隙,浇筑难度非常大,而且工期紧张,浇注难度更大。
试述如何做好高层建筑转换层结构设计论文
试述如何做好高层建筑转换层的结构设计摘要:高层建筑具有景观性好,提高城市土地的利用效率,投资规模小等优点,目前在很多城市,高层建筑的多少已成为城市现代化的标志。随着我国建筑设计的发展,人们对高层建筑的功能要求也趋向于多样化、综合化。建筑转换层是高层建筑物内部不可或缺的重要功能结构之一,分为结构转换层和功能转换层,不同的转换层功能不一样,在结构设计时也有很大的区别,做好建筑转换层的结构设计,对完善建筑物的使用功能,确保建筑物的使用安全有着重要的意义。
关键词:高层建筑;转换层;结构设计
中图分类号:g267 文献标识码:a 文章编号:
引言:
转换层是多功能建筑和高层建筑物的重要结构,分为结构转换层功能转换层。当筑物的上部和下部应用于不同功能,或采有不同结构的时候,需要转换层进行结构的转换。而对高层建筑来说,转换层的主要功能还包括为高层提供供水、电、网络、消防的设备空间。因此不同作用的转换层在结构设计上也不同,了解建筑转换层结构的特点对转换层的设计,最大可能的保证建筑物的使用功能具有重要作用。并保证建筑物的防风抗震性能不受影响,对我国建筑行业的发展有着积极的意义。
一、高层建筑转换层的概念及特性
1、高层建筑转换层的概念
高层建筑在设计上最大的难点在于楼层高,下部受力较大,承重较大。而当建筑物的高度达到一定高度的时候,高层楼房的供水、供电、消防、网络等都会给底部设备形成较大的压力,为了解决底层刚度大,墙体多、柱网密的问题,整个建筑的上下部必须采用不同的结构,上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。当两种不同的结构的结合的地方就必须加入转换层,转换层是一个中间层,它即将上部布置小空间,下部布置大空间;同时,转换层也为基础设备提供高层建筑的设备空间。高层建筑转换层按照结构来分类主要有以下几个形式:梁—柱体系、桁架体系、墙梁体系、厚板转换体系等,其中以梁—柱体系最为常用。
高层建筑结构转换层设计论文
浅谈高层建筑的结构转换层设计
摘要:文章简要介绍了转换层的设计原则及设计要点,并结合工程实例,具体分析其设计要点,以供参考。
关键词:高层建筑;转换层;结构;设计
abstract: this paper briefly introduces the conversion layers the design principle and design points, and combined with engineering example, specific analysis key points of the design for your reference.
keywords: high building; conversion layers; structure; design
中图分类号:s611文献标识码:a文章编号:
随着社会经济的快速发展,人们对高层建筑的功能要求不断提高。为了适应高层建筑的要求,转换层的建筑结构应运而生。选择什么样的转换层既能满足建筑底部大空间上部小开间的要求,又能不失空间工作性能是工程上十分关注的。因为在建筑结构中如果承力构件不连续,必然导致传力路线迂回曲折,甚至造成传力路线采明确,出现抗震薄弱环节。因此,我们必须要正确的选择和合理设计转换层,才能保证建筑的安全性。
一、转换层结构的设计原则
(一)竖向布置
转换结构可以根据建筑功能和传力的需要,沿建筑高度方向灵
活布置,转换层空间还可以作为正常使用层或者设备层,但必须保证转换层有足够的刚度,以防止沿竖向刚度突变过大。若结构整体刚度有可能不足时,在结构竖向某个部位设置水平刚性楼层,人为地加强结构的整体弯曲效应,这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。对商业住宅类建筑来说,塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层,同时加大屋面梁、板尺寸和厚度,尽量避免中间出现刚度很小的楼层,以减小震害。
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浅谈高层建筑结构转换层
因建设用地紧张,越来越多地采用底层为商业用房上层为住宅的高层商住楼建筑。商业用房一般需要大空间、大跨度,而住宅用房的空间和跨度相对较小。这样的建筑结构上下不能贯通,因此,需在商业用房和住宅用房之间设置转换层,来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换。
1.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。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。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架一剪力墙等结构体系中。
2.转换层的类型
转换层可供选择的构件形式有梁、桁架、空腹桁架、箱形结构、斜撑、厚板等。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:
2.1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。
2.2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。
2.3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。
2.4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。
2.5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。
3.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、桁架式转换、墙式转换、间接式转换、合柱式转换、拱式转换。以下介绍两种形式的结构转换:
3.1 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101.2m,为商住、商贸综合楼,l-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l/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。
3.2斜柱式结构转换
沈阳华利广场大厦,33层,总高度115m,框架一核心简结构体系。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。
高层住宅的结构转换层是一个住宅建筑物中不同结构形式相连结的关节点,它既是下部结构的封顶,又是上部结构的”空中基础”,
在整个建筑物结构体系中起着至关重要的连结纽带作用。根据高层综合楼建筑功能的需要,灵活的将建筑与结构统一,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。[科]