带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
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
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
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
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。
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高层建筑的结构设计非常复杂,需要考虑多种因素,如地震、风、温度、负载等。
而且,建筑物结构的要求随着时间的推移会发生变化。
因此,科学、合理和可靠的结构设计对高层建筑的建造和使用至关重要。
近年来,随着结构设计领域中的结构转换层的引入,设计师能够通过创新的方法来解决一些设计问题,并满足当今复杂的结构需求。
本文将介绍结构转换层的概念以及如何将其应用于高层建筑的结构设计。
1. 结构转换层的概念结构转换层是一种将一个结构类型转换为另一个结构类型的技术。
它通过在高层建筑的设计中引入不同类型的结构,来实现突破性的设计思路。
例如,在一个建筑物中引入钢结构或混凝土结构,可以改变整个建筑物的质量和力学特性。
结构转换层的使用提供了许多设计和建造优势。
高层建筑的结构设计应考虑以下四个主要因素:(1)地震:地震是高层建筑的主要风险之一。
因此,选择更加坚固和抗震的结构类型非常重要。
(2)风:高层建筑必须能够承受突风和旋转风等不同类型的风。
因此,用不同的结构类型来增强建筑物的稳定性是至关重要的。
(3)温度:随着温度的变化,建筑物的结构也会发生变化。
因此,需要选择耐高温的结构类型,以确保建筑物在不同温度下的稳定性。
(4)负载:高层建筑必须能够承受重量及其他负载,例如人、家具和设备等。
因此,选择能够支撑与承受这些负载的结构类型非常重要。
结构转换层可以被应用于高层建筑的结构设计,以增强建筑物在这些关键因素方面的能力。
例如,在一个高层建筑设计中,可以使用钢结构来增强其抗性能,再使用混凝土结构来增强其稳定性和承重能力。
3. 结论结构转换层的引入,为高层建筑的结构设计提供了更多自由发挥的空间。
它允许建筑师和设计师使用不同类型的结构来创造出更复杂、耐久性更高、和更安全的高层建筑。
但是,在应用这种技术时,还需要考虑其他设计因素,例如合理的成本和建筑物外观等因素。
带转换层的高层建筑结构设计研究
带转换层的高层建筑结构设计研究摘要:高层建筑结构设计的主要目的是为了确保建筑物的安全和稳定性。
在设计过程中,需要考虑多种因素如建筑物所受的水平和垂直荷载以及地震荷载等。
通过这项研究,我们将探讨在高层建筑中引入转换层的设计方案,以提高建筑物的安全性能。
本文将介绍转换层的工作原理、结构设计和检验方法等,并结合实际案例进行分析和讨论。
关键词:高层建筑,转换层,结构设计,地震荷载1.引言高层建筑的结构设计是一个巨大的挑战。
其中最重要的任务之一是确保建筑物能够承受水平和垂直荷载,以及地震荷载等多种外部力的作用下保持稳定。
此外,在高层建筑的设计过程中,还要考虑到其他因素,例如建筑物的重量、高度等。
随着建筑技术的进步,新的结构设计方案被引入到建筑设计中,以提高建筑物的安全性能。
其中之一是引入转换层, 转换层的结构设计不仅可以提高外部力的分布,从而保持建筑物的稳定性,还可以通过降低高层建筑的重心来降低地震对建筑的破坏。
转换层是一种在高层建筑中引入的层次结构,可将建筑内部分为更小的区域。
此外,转换层还可以起到分配荷载的作用,这有助于保持建筑物的稳定性。
转换层的结构设计需要考虑多种因素,例如对荷载的响应能力、材料使用等。
确切的结构设计将有助于提高建筑物的安全性能。
在选择材料时,设计师需要考虑材料的强度和可靠性,以确保建筑物不会崩塌或发生其他损坏。
3. 转换层的工作原理在使用转换层时,需要注意一些问题。
其中最重要的是确保转换层的大小和位置与建筑物的高度、形状和其他因素相匹配。
这将有助于确保转换层的效率和在建筑物受到荷载时表现出良好的响应性能。
4. 检验方法在设计高层建筑时,需要进行系列的力学性能分析以测试其结构强度和稳定性。
这些测试需要注意建筑物所受的荷载并安装传感器来跟踪建筑物的变化。
利用仿真软件可以帮助工程师更好地预测建筑物的响应,并使设计更加理性。
此外,模拟还可以测试建筑物的不同工况,以便设计的更加全面。
5. 案例分析为了更好地理解转换层的结构设计,我们需要进行一些案例分析以了解其在实践中的应用情况。
关于高层建筑转换层结构设计分析
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。
关于高层建筑转换层结构设计分析
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。
带转换层高层建筑结构
转换层上部与下部结构的侧向刚度比
高规的条2款,转换上部结构与下部结构的侧向刚度比的计算和限值,应符合附录E的规定。
结构计算软件,按附录E的计算方法,计算了侧刚比。
高规附录E中是针对转换层位于1层的,采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比算法, 宜为1,限制非抗震设计时不应大于3,抗震设计时不应大于2。
层高的增加使柱的计算长度增加,此时程序自动考虑柱上端的刚域,亦使结构分析准确。也可以用FEQ进行二次分析。
桁架转换结构可由SATWE、TAT、PMSAP输入计算,其分析的关键是桁架上、下层弦杆的轴力,所以在分析时一定要把上、下弦杆层的楼板定义成弹性楼板6或弹性膜,以便计算出上、下弦杆的轴力。
01
复杂连接的转换结构可以用SPASCAD建模,PMSAP计算。
3
2
1
4
是针对转换层位置大于1层的,采用转换层的上部结构与带转换层的下层结构等效侧向刚度比算法, 宜为1,限制非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。
当转换层设置在3层及3层以上时转换层本层侧向刚度不应小于相邻上一层楼层侧向刚度的60%。
上机操作:
三种计算层侧向刚度的方法
方法1--高规附录的剪切刚度:Ki = Gi Ai / hi,适用于转换层位于1层的刚度突变的控制;
03
1.3 厚板转换结构
在用SATWE、PMSAP进行结构的整体分析时,应使厚板上下结构的轴线在厚板这层同时画出,并在轴线上布置100*100的虚梁,当虚梁所围成的房间较大时还应增加虚梁,人工地细分厚板单元。最后在分析时厚板必须定义为弹性楼板(可以用“弹性板3” 面内无限刚,面外有刚度)。
01
带转换层高层建筑结构设计
带转换层的高层建筑结构设计摘要:本文简单介绍了转换层的定义和功能,分析了转换层类型选择方法,提出了不同类型的转换层的结构设计方法。
扼要的介绍了高层建筑转换层结构的设计要点,和构造情况及转换层的设计方法,详细的阐述了高层建筑结构转换层的几种形式,它们的结构传力机理、结构设计特点与计算方法,并对细节设计进行了优化,对计算结构的具体数据进行了分析与评价。
关键词高层建筑转换层结构设计剪压比abstract: this paper introduces the definition and function of the conversion layer, analyzes the conversion layer type selection method, puts forward structure design methods of different types of conversion layer. introduce the design of high-rise building conversion layer structure, and the structure and conversion layer design method, described in detail several forms of high-rise building conversion layer, structure design and calculation method of load transfer mechanism, their structure, and the details of the design is optimized, this paper makes analysis and evaluation on the specific data structure.key words: tall buildingtransfer floorstructural designshear compression ratio中图分类号: tu318 文献标识码: a 文章编号:一.前言:现代城市高层建筑正逐渐向造型新颖、构造复杂、功能多样的方向发展,在同一座建筑中,建筑功能沿着房屋高度方向发生变化,楼层上部布置为旅馆、住宅,楼层中间做为办公用房,楼层下部布置成商店、餐馆或文化娱乐设施,这样不同用途的楼层就需要采取不同形式的结构。
浅谈带结构转换层的高层建筑结构设计
浅谈带结构转换层的高层建筑结构设计发布时间:2021-05-11T07:29:40.390Z 来源:《新型城镇化》2021年2期作者:黄毅[导读] 在现阶段建筑行业发展过程中,人们生活水平的提升带来了更高的建筑要求,越来越多高层建筑拔地而起,而在这些高层建筑设计中最为重要的就是结构设计工作,其中针对不同楼层的衔接结构采用了现代化结构转换层设计,这可以在很大程度上提升建筑物的结构稳定性。
广西威壮房地产有限责任公司摘要:在现阶段建筑行业发展过程中,人们生活水平的提升带来了更高的建筑要求,越来越多高层建筑拔地而起,而在这些高层建筑设计中最为重要的就是结构设计工作,其中针对不同楼层的衔接结构采用了现代化结构转换层设计,这可以在很大程度上提升建筑物的结构稳定性。
相关建筑结构设计人员,需要首先了解带结构转换层建筑物特点和类型,对相关设计规范予以遵循,从而进行科学合理的高层建筑结构设计工作。
关键词:结构转换层;高层建筑;结构设计引言在高层建筑中,建筑类型不同也就具备不同的作用和使用功能,在高层建筑结构设计中,可以将结构转换层作为承重结构的的过渡带,对于建筑的上部结构可以起到类似地基的作用,从而实现更为稳定、可靠的高层建筑整体结构,对建筑物的使用寿命、安全性等予以保证。
想要将带结构转换层的作用充分发挥出来,就需要进行合理设计并对结构形式进行合理选择,针对高层建筑进行合理规划设计,针对建筑整体稳定性、安全性等方面性能,借助结构转换层设计予以充分保证。
带结构转换层的高层建筑结构设计要点结构转换层类型的选择结构转换层具有多样化的形式,在具体设计中存在各自的优缺点,适用范围也存在不同,其中,箱型、板型过渡层具有较为复杂的应力,在设计过程中需要进行精确的计算,同时在开展混凝土施工中,具有较高的成本,同时,相比于梁型转换层作用力简单,从设计、施工、成本等方面因素进行考虑,可以优先进行选择。
在对带结构转换层进行设计过程中,需要对转换层结构形式进行科学选择,对高层建筑转换层实际情况予以充分考虑,并结合建设成本控制目标来合理确定合适的结构转换层类型。
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
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。
高层建筑转换层的结构设计
用作商业、车库 及设备用房。本文选取其中的G座3 0 层的高
层 住 宅楼 进 行 分 析 。
工程转换层 为结构 第3 层 ,采用钢筋混凝 土框支剪力墙 结构。其结构设计使用年限为5 O 年 ;建筑结构安全等级 为二 级 ;设计地 震分组为第一组 ,抗震设 防烈度 为6 。。地面粗 糙度类别为C 类 ,基本风压值如下图所示 。
在 进 行 抗 震 设计 的 时候 , 由于 建 筑 功 能 的 要 求 ,如 果 不 得 不 进 行 高 位 转换 的 时候 ,应 该 优 先 选 择 不 易 引起 地 震 作 用
的下框支柱柱项弯矩比较大、柱剪力 比较大的结构 形式 。例 如 :斜腹杆桁架、空腹桁架 以及扁梁等 ,同时还要注意满足 在重力荷载作 用下 的强度以及刚度的要求。 ( 二) 高层建筑下部楼层注意事项 正 常设计 的高层 建筑下 部楼层 侧 向刚度宜大于 上部楼 层 侧向刚度 ,否则变形会集中于刚度 小的下部楼层形成 薄弱 层 ,为 了 防 止这 种 薄 弱 层 的出 现 ,要 求楼 层 侧 向刚 度 不 宜 小 于上部 相邻楼层 的7 O %或其上相 邻三层侧 向刚度平均值 的 8 O %。在 本工程 中转换层上一层剪力墙厚度 为3 0 0 mm,转
高层建筑转换层 的结构设计
■ 丁 晓
为了满足建筑物在功能上 的需要,高层建筑 的上部需要
一
( 转 换 层 上 两 层墙 厚 为3 0 0 mm ,其 他 层 为2 0 0 mm ),转 换 层板厚取 1 8 O mm。 转 换 梁 的最 大 跨 度 为9 5 m ,截 面 尺 寸 取
1 6 0 0 X 2 3 0 0 ,计 算振型个数为2 4 个。
三 、 本 工程 的结 构 设计 分 析
高层建筑梁式转换层结构的设计
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。
带转换层的高层建筑结构设计
带转换层的高层建筑结构设计摘要:本文阐明了转换层的定义和功能,介绍了转换层形式的类型及特点,分析研究了不同类型转换层的高层建筑结构设计。
关键词:转换层;高层;建筑;结构设计中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:为了满足建筑使用功能和城市规划的要求,带转换层的高层建筑结构成为了高层商住楼中常用的一种结构体系。
转换层上下结构体系的转变和竖向构件的不连续,易使转换层附近的刚度和内力发生突变,甚至造成传力路线不明确,出现了抗震薄弱环节。
所以带转换层的高层建筑结构的精心设计就显得尤为重要。
一、转换层的定义和功能因建筑物功能的需要,上部需要小开间的轴线布置,需要较多的墙体;下部则希望有尽可能大的空间,柱网要大,墙体要尽量少。
因而,上部部分竖向杆件不能直接连续贯通落地。
而通过水平转换结构与下部竖向杆件连接,这样构成的高层建筑称为带转换层的高层建筑结构。
转换层主要实现以下功能:1、上、下层结构类型转换转换层将上部剪力墙转换为下部的框架。
这种转换层多用于剪力墙和框架- 剪力墙结构中,以获得较大的内部自由空间。
2、上、下层结构柱网和轴线的改变转换层上、下的结构形式未改变,通过转换层能使下部结构的柱距扩大,形成大柱网。
这种形式常用于外框筒的下层以形成较大的出入口。
3、同时转换上、下层结构类型和柱网上部剪力墙结构通过转换层改变为框支剪力墙结构的同时,下部柱网与上部剪力墙的轴线错开,形成上、下柱网不对齐的布置。
二、转换层形式的类型及特点转换层根据建筑功能的需要, 可作为正常使用的楼层,但此时应有较大的层高作保证; 在层高受限制或设备专业需要时, 也可专门作为设备层。
在结构形式上, 转换层可分为以下几种类型:1、梁式转换层一般运用于底部大空间的框支剪力墙结构体系。
它是将上部剪力墙落在框支梁上, 再由框支柱支撑框支梁的结构体系。
当需要纵横向同时转换时, 则采用双向梁布置。
梁式转换层的设计和施工均较为简单, 传力较为明确, 是目前应用最为广泛的转换形式。
带转换层的高层建筑结构设计
般运用 于底 部大空 间的框 支剪力墙结构 体系。它是将上部 剪力 墙 落在框支 梁上 ,再 由框支柱支撑 框支粱 的结构体 系。当需要纵 横向
一
同时转换 时,则采用 双向粱布置 。梁式转换层 的设计 和施 : 均较 为简 单 ,传力较为明确 ,是 目 前应 用最为广泛的转换型 式。它的缺点在于 , 当上下轴线错位布置 时 , 需增设 较多 的转换次梁 ,空间受力较 为复杂 , 此 时应对 框支主梁进行应力分析 3 、桁架式转换层 该结构 形式是 由梁式结 构转换层变 化而来 的,整个转 换层 由多榀 钢筋混凝 土桁架组成 承重结构 ,桁架 的上 下弦杆分 别设在转 换层 的上 下楼面 的结构层 内 ,层间设 有腹杆 。由于桁架高度 较高 ,所 以下弦杆 的截 面尺 寸相对较 小。桁架 分为 空腹 桁架 和实腹桁 架 2 种 ,它可 以是 钢桁架 ,也 可以是 钢筋混凝 土桁架 ,在 钢筋混凝 土高层结 构中常用 钢 筋混凝土桁架 。与梁式转换层相 比,它 的整体性好 ,受力性更加 明确 ,
同工作 ,可以形成 刚度很大 的箱形转换层 。它 的优 点是转换层 本身 的 整体性很 好 ,当转换 层上部 结构布置较 复杂时 ,仍能够保证 上下竖 向 构件 的有 效传力 。但 从建筑 上来看 ,它 直接 占用 了整个楼层 的使用 面 积 ,使得 该楼层通 常只能作 为设备层使 用 。同时,转换层 内部的剪 力 墙 与设备布 置 、管线布置常常发 生冲突。其缺点是 自重大 、 造价 高等。 从结构分 析角度考虑 ,其 内力分析复杂 、 结 构设计及施工难度都 较大 , 因此在实际~ 程中应用较 少。
一
框支柱具 有足够延性 ,对其轴 压 比应 严格 控制 。工程 框支柱抗 震等级 为一 级 ,轴 压 比不得 大 于0 . 6 ,对部 分 因截 面尺寸 较大 而形 成 的 “ 短 柱” ,不得大 于0 . 5 5 . .柱 哉面延性还 与配 箍率有密切关 系 ,因而框支柱 的配 箍率 也 比一 般框 架 柱的大 得多 。箍 筋不 得小 于 ( f ) 1 0 @1 0 0 ,全长 加密 ,且 配箍率不得 小于 1 . 5 %。在工程 中,个别 框支柱还兼 做剪力墙
带转换层的高层建筑结构设计
带转换层的高层建筑结构设计摘要:带转换层多塔楼高层建筑结构是高层商住楼中常用的一种结构体系。
转换层上下结构体系的转变和竖向构件的不连续性, 易使转换层附近的刚度和内力发生突变。
本文介绍了转换层的类型及结构抗震性能,探讨了高层建筑转换层的结构设计策略,总结了高层建筑转换层的结构设计应注意问题。
关键词:转换层高层建筑结构设计中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:随着经济水平的不断提高, 我国的高层建筑也发展迅速, 建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展, 以满足人们对建筑的不同使用要求, 因而建筑的结构结构形式也越来越复杂多样化。
在使用功能上建筑往往是在上部楼层布置为住宅、酒店, 中部楼层为办公用房, 下部则是大型商场、文化娱乐设施。
从建筑功能上看, 上部需要小开间的轴网布置和较多的墙体来满足住宅和酒店的要求; 中部办公用房则可以采用较大尺寸的开间; 而下部则需要尽可能大的空间, 所以下部的轴网尺寸就要大, 少布置墙体。
从结构上来看, 高层建筑下部楼层受力很大, 上部楼层受力小, 而正常的结构布置应该是下部刚度大, 到上部可以逐渐减少墙、柱数量和尺寸, 这与建筑功能要求正好相反。
为了满足建筑功能的要求, 结构常常需要反常规设计, 将上部布置小空间, 下部布置大空间; 上部布置刚度大的剪力墙, 下部布置刚度小的框架柱。
为了实现这种结构布置, 就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件, 即出现了转换层结构。
转换层主要可以实现以下结构转换。
(1)上、下层的柱网、轴线改变。
通过转换构件使下部楼层的柱网间距扩大, 这种转换常用于外框筒的下层形成大入口。
(2)上、下层结构形式的转换。
这种转换形式常用于剪力墙和框架- 剪力墙结构。
通过转换构件将上部的剪力墙转换为下部的框架柱。
(3)同时转换轴线布置和结构形式。
上部楼层的剪力墙通过转换构件改为下部的框架柱, 同时转换上、下层错开的轴网, 形成上下结构不对齐的布置。
浅谈带转换层高层建筑的结构设计
近 年 来 , 着 我 国 经 济 的 持 续 快速 发 展 , 们 对 高层 建 筑 的 随 人 功 能 要 求趋 向于 多样 化 、 综合 化 和 全 面 化 。较 为 常 见 的形 式 是 . 上 部 为 小 开 间 的 民用 住 宅 .下 部 为大 开 间 的 商场 或 公共 娱 乐 场
1 桁架 式转换 层 . 4
当 高层 建 筑 下 部 为 大 空 间商 场 ,上 部 为 小 空 间 客 房 采用桁架式转换层。 上部柱墙可
通 过桁 架传 至 下 部柱 墙 . 道 则 可 利用 桁 架 间 的 空 间穿 行 。采 而管 用桁架转换结构时。 一般 宜 跨 满 层 布 置 。 上 弦 节 点 与上 部 密 柱 且
或墙肢形心宜对中[ 桁架式转换层的框支柱柱顶弯矩和剪力比 3 1 。 其他几种转换型式相对较小。但此法施工复杂程度较高. 且对于
轴 线错 位 布 置 时 难度 较 大 。结 合 工 程 实 际建 筑 布局 情 况 . 考 虑 并 经 济 指 标 及 施 工 难 易 程 度 . 过 技 术 经 济 比较 后 . 定 采 用 梁 式 经 决 转 换层 结 构 型 式 地 可称 为框 支 剪 力墙 结 构 。
以满足 住宅 户 型 的需 要 :而 下部 则希 望 有 尽 可 能大 的 自 由灵 活 空 间. 大柱 网 、 少墙 体 . 足 公共 使 用 要 求 。然 而 按 照 这 样 的 建 以满 筑 形 式进 行 结 构 布 置 时 , 部 墙 体 多 而密 。 部 柱 网少 而 稀 。 刚 上 下 即 度 上 大下 小 。 与常 规 的 结 构 竖 向布 置 的 原 则正 好 是 相 反 的 。 这 为
1转换层型式的类型及特点
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带转换层的高层建筑结构设计
【摘要】在高层建筑转换层设计中,须根据工程本身特点和验算中受力状态的不明确等因素,选择科学合理的设计方案,确保方案设计的全面性、科学性,减少施工的风险和难度。
本文介绍了转换层型式的类型及特点,分析研究了带转换层的高层建筑结构设计要点。
【关键词】转换层高层建筑结构设计
中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:
由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大,墙体多、柱网密,到上部渐渐减少墙、柱的数量,以扩大柱网。
这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。
因此,为满足建筑功能的要求,结构必须进行“反常规设计”,即将上部布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。
为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件,即转换层结构。
一、转换层型式的类型及特点
转换层根据建筑功能的需要, 可作为正常使用的楼层,但此时应有较大的层高作保证; 在层高受限制或设备专业需要时, 也可专门作为设备层。
在结构型式上, 转换层可分为以下几种类型:
1、梁式转换层
一般运用于底部大空间的框支剪力墙结构体系。
它是将上部剪力墙落在框支梁上, 再由框支柱支撑框支梁的结构体系。
当需要纵横向同时转换时, 则采用双向梁布置。
梁式转换层的设计和施工均较为简单, 传力较为明确, 是目前应用最为广泛的转换型式。
它的缺点在于, 当上下轴线错位布置时, 需增设较多的转换次梁, 空间受力较为复杂, 此时应对框支主梁进行应力分析。
2、箱式转换层
当转换梁截面过大时, 设一层楼板已不能满足平面内楼板刚度无限大的假定。
为了使理论假定与实际相符, 可在转换梁梁顶与梁底同时设一层楼板, 形成一个箱形梁。
箱形梁转换结构, 一般宜遍布全层设置, 且宜沿建筑周边环通构成“箱子”, 即箱式转换层。
箱式转换层的优点在于, 转换梁的约束强, 刚度大, 整体工作效果好, 上下部传力较为均匀, 并且建筑功能上还可将其作为“设备层”;缺点是转换梁梁中开设备洞较多, 施工复杂, 且造价较高。
3、厚板式转换层
当上下柱网错位较多, 难以用梁直接承托时, 则需做成厚板, 即板式转换层。
厚板的厚度可根据柱网尺寸、上部结构荷载综合而定。
板式转换层的优势在于, 下部柱网受上部结构布局影响较小, 可灵活布置。
厚板刚度很大,形成一个承台, 整体性较好, 而且施工也较为便捷。
但由于厚板自重很大, 地震作用也大, 容易产生震害。
并且材料耗用多, 经济性也较差。
4、桁架式转换层
当高层建筑下部为大空间商场, 上部为小空间客房或写字楼, 且需设置管道设备层时, 也可采用桁架式转换层。
上部柱墙可通过桁架传至下部柱墙, 而管道则可利用桁架间的空间穿行。
采用桁架转换结构时, 一般宜跨满层布置,且上弦节点与上部密柱或墙肢形心宜对中。
桁架式转换层的框支柱柱顶弯矩和剪力比其他几种转换型式相对较小。
但此法施工复杂程度较高, 且对于轴线错位布置时难度较大。
结合工程实际建筑布局情况, 并考虑经济指标及施工难易程度, 经过技术经济比较后, 决定采用梁式转换层结构型式,
也可称为框支剪力墙结构。
二、带转换层的高层建筑结构设计要点
1、设计战略
首先转换层要与建筑设计相互协调,结合封闭式开间的布置,均匀对称设置落地构件,尽量使其质量中心与刚度中心相近。
通过提高落地构件的强度等级,并适当加大截面尺寸,采用钢与混凝土组合构件等方法,增强抗侧力构件在转换层以下的抗弯、抗剪刚度。
2、构件选择
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。
结合工程具体情况可具体选择转换构件。
现在高层建筑的梁主筋一般采用ⅲ级钢筋,板钢筋采用i 级钢筋。
3、配筋设计
一般高层建筑梁跨中正弯矩向支座减弱的速度比较缓慢,而支座负弯矩则衰减得很快,针对这一特点,在进行配筋设计时,框支梁下部钢筋应全部伸入支座锚固,不设弯筋,当梁跨不大时,上部支座负筋宜拉通。
同时沿梁高应配置间距不大于200mm,直径不小于16 的腰筋。
4、空间设计
高层建筑一般是结构转换层和设备转换层合在同一层中,如果设计成一般层高2.9m,有些浪费空间;如果设计层高低于2.2m 以下,则该层的侧移刚度和扭转刚度过大。
我们建议可以将结构转换层放在层比较高的2-3 层,设备转换层放在稍微低的4-5 层,既实现了上下层结构的转换,又节约了空间。
5、保证刚度
防止沿竖向刚度变化过于悬殊,要保证大空间层有充分的刚度。
抗震设计时,要控制转换层上下层刚度变化率,使之尽量接近1,不大于2。
为此可以采取控制落地剪力墙的比例,加大落地墙的厚度,提高砼的强度等级,减小洞口尺寸,使纵横连接形成筒体,还可以增设补偿剪力墙,来增加空间层的刚度。
6、高层建筑转换层的结构设计应注意问题
(1)宜低位转换,尽量避免高位转换
设置结构转换层的高层建筑属复杂的高层建筑,其结构竖向刚度存在一定程度的突变,且转换层上下附近的刚度、变位和内力都
会发生突变,易形成薄弱层,对抗震不利。
所以,设置转换层应坚持转换层位置宜低不宜高的观点。
尽量降低转换层的层位,尤其抗震结构设计,宜避免高位转换,三层以下为宜,一般不超过六层。
(2)上下轴网力求部分对齐不错位
如果结构上部、下部的轴网全部错位,则转换层结构可能只得采用厚板式,厚板式转换层结构是所有转换层结构中缺点最多的一种形式。
不仅受力不好,设计难度高,施工困难,而且极不经济。
为避免采用厚板式转换层结构,尽可能采用梁板式或其他形式的转换层结构,其必要条件就是上下轴网部分对齐,轴网对齐的比例越高,转换层结构的设计就越简单容易,结构受力更明确,经济效果更好,这方面有赖于结构与建筑方案的密切配合和协调。
(3)框支柱、剪力墙的合理布置
设置结构转换层的高层建筑,不论采用何种结构体系,都必须保证部分剪力墙直接落地;转换层下面的框支柱的柱距疏密均匀,框支柱与剪力墙(通常是核心筒)的距离位不宜太大(控制在12m 以下)。
转换层以上的剪力墙应采用大开间布置。
强化下部,保证下部大空间结构有足够的刚度、强度、延性和抗震能力。
转换层的平面须比轴规则,保证转换大梁的刚度和出平面外的稳定性。
(4)转换大梁的设置
由于短肢剪力墙与框架柱的对应关系,相应短肢墙下的转换梁实际仅承受了位于框架柱以外的短肢墙引起的内力,大部分内力已
直接传给了框架柱,仅两端突出框架柱外的短肢墙引起的剪力相对较大。
因此,须采取在转换梁两端加腋的办法,以抵抗其剪力,这样不仅达到结构设计要求,亦使转换层的有效空间得到保证。
(5)结构整体计算外加局部应力分析
转换层的结构型式与普通杆件或薄壁杆件差别很大,形状复杂,内部应力集中,受力复杂。
因此,设计中在整体计算控制的前提下,对转换层转换构件的分析需采取其它有限元分析程序作补充计算,最好直接选用以墙元或有限元分析为原理的计算程序进行设计,详细分析其各处的应力,按有限元计算结构进行配筋。
总之,此类建筑结构布置复杂, 在平面布置上应尽可能规则、简单、对称, 在立面、平面上应尽量保证上下刚度接近; 还要注意框支柱、框支梁构件设计的特殊性。
另外, 由于转换层结构的复杂性以及工程量的巨大, 设计人员首先应该注重概念设计, 这样可
以少走弯路; 其次还要在设计过程中通过查阅数据, 反复比较调整, 以得到最为合理的设计。
参考文献:
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[2] 章斌全.框支剪力墙转换层结构设计探索[j]. 工程建设与设计. 2003(02)
[3] 曾波,杜咏.南京市某高层商住楼框支剪力墙结构设计[j].
建筑科学. 2000(05)。