文档介绍：高层建筑结构转换层的结构设计探析
高层建筑结构转换层的结构设计探析
【摘要】:随着社会和科技的进步,高层建筑也在不断地被建立,人们对空间的多样性和多变性的要求越来越高,这就涉及到高层建筑结构转换层的结构设计,本文就高层建筑转换层的结构设计进行了探析。
【关键词】:转换层;功能;设计原则;结构形式;结构设计
中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:
引言
随着城市建设步伐的加快,高层建筑的功能需求也发生了很大的变化,不再是单一、枯燥和片面的。常见的建筑物结构形式为民用住宅与公共场所通过墙体、柱网进行分开,各自满足自身的使用要求。在这其中运用到了转换层,只有通过转换层才能实现这种结构变化形式的过渡,完成各自的需求功能。
一、转换层的功能与设计原则
1、转换层的功能
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。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。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。
2、设计原则
因在建筑物中设置转换层可使其竖向刚度发生突变,降低了结构的抗震能力,为了防止这种情况的出现,应遵循以下设计原则:在设置转换层时,应尽量选用直接落地的竖向构件,因为需结构转换的竖向构件能够引起刚度突变,影响结构的抗震能力;应在高层建筑竖向位置较低的地方设置转换层结构,把握宜低不宜高的原则;对转换层结构进行优化,保证选用的换层结构型式具有明确的传力路径,有利于结构分析设计和保证施工量;转换刚度不可过大,在考虑建筑物安全和经济的前提下,坚持宜小不宜大的方法。
二、高层建筑转换层结构形式
1、粱式转换
在高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式是粱式转换,其传力途径直接、明确,是由上部墙经转换梁传力给下部柱,完成整个建筑物的使用功能的。这种转换方式不仅有利于工程的计算、分析及设计,在成本造价上也较低,因此广为人们所应用,根据资料显示,其数量是转换层总量的77%。~6m,在带转换层结构的高层建筑中主要以梁式转换层为主。
箱式转换
这种转换方式是通过单向托粱和双向托粱与上、下层较厚的楼板浇筑为一个整体而实现的,这种转换层刚度较大。
板式转换
板式转换层主要是应用在转换层上下柱网错开较多、布置没有次序、无法用梁进行承托的情况下,~,这是从抗剪和抗冲切的角度考虑的。这种转换层的下层柱可灵活摆动,然而因自重较大,所费材料较多,拖工难度大。
桁架转换
桁架主要包括空腹桁架与实腹桁架两类。与梁式转换层相比,这种转换层的受力更加清楚、明确,使用、活动空间更大,自重小,抗震性能也更高。然而其节点设计复杂,由于受到各种因素的限制,无法广泛运用于各类高层建筑中。在使用桁架转换层设计时应时时注意一下几个方面:
设计桁架转换层时,高度要求在3m以上,若层高受到限制,无法达到要求,使得斜压腹杆形成超短柱,那么在地震发生时便有可能出现脆性破坏;
施工时