帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析概述

帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析概述

摘要：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑受力復(fù)雜,結(jié)合某高層建筑商住樓工程實(shí)例，扼要介紹高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、構(gòu)造情況及轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)方法。詳細(xì)闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的多種型式，結(jié)構(gòu)傳力機(jī)理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和計(jì)算方法，并對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)計(jì)算結(jié)果具體數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪壓比

DesignandAnalysisofHigh-riseBuildingwithTransferFloor

Structure

NanjingGaoKeConstructionanddevelopmentCo.,LtdYanShuai

Abstract:Thehigh-risebuildingwithtransferfloorstructurehadcomplexforces,thepaperiscombinedwithahigh-risecommercialandresidentialconstructionexample,briefhigh-risebuildingwithtransferfloorstructure,constructionanddesignmethodofthetransferfloorstructure.Describedindetailthestructureofhigh-risebuildingswithtransferfloorstructureofavarietyoftype,thestructureoftransmissionmechanism,structureandcalculationofdesignfeatures,designdetailsandoptimizedresultsforspecificdataanalysisandevaluation.

Keywords:high-risebuilding;beamtransferfloor;structuredesign;shearcompressionratio1概述

現(xiàn)代高層建筑正向體型復(fù)雜、功能多樣、造型新穎的方向發(fā)展。例如,在同一座建筑中,沿房屋高度方向建筑功能常要發(fā)生變化,上部樓層布置旅館、住宅;中部樓層用作辦公用房;下部樓層布置商店、餐館和文化娛樂(lè)設(shè)施,這種不同用途的樓層需要采用不同形式的結(jié)構(gòu)。從建筑功能上看,上部需要小開(kāi)間的軸線(xiàn)布置并需要較多的墻體以滿(mǎn)足旅館和住宅的功能要求;中部則需要較小的或中等大小的室內(nèi)空間,可以在柱網(wǎng)中布置一定數(shù)量的墻體以滿(mǎn)足辦公用房的功能要求;下部需要盡可能大的自由靈活的室內(nèi)空間,要求柱網(wǎng)大,墻體盡量少,以滿(mǎn)足商店、餐館等公用設(shè)施的功能要求。上述要求與結(jié)構(gòu)的合理布置正好相反。

由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣,結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對(duì)空間的要求正好相反。因此,為了適應(yīng)建筑功能的變化,就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。2結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層常見(jiàn)類(lèi)型及受力機(jī)理分析

轉(zhuǎn)換層根據(jù)建筑功能的需要，可作為正常使用的樓層，但應(yīng)有較大的層高作為保證；在層高受限制或設(shè)備專(zhuān)業(yè)需要時(shí)，也可以作為設(shè)備層，在結(jié)構(gòu)型式上，轉(zhuǎn)換層在設(shè)計(jì)常分為以下幾種類(lèi)型：

（1）梁式轉(zhuǎn)換層，即將上部剪力墻在框支梁上，再由框支柱來(lái)支撐框支梁的結(jié)構(gòu)受力體系。當(dāng)需要縱橫向同時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)，則采用雙向梁布置。其優(yōu)點(diǎn)為傳力

直接、明確,傳力途徑清楚,受力性能好,構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工較方便,設(shè)計(jì)計(jì)算較容易，是目前應(yīng)用最廣的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式。一般運(yùn)用于底部大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

（2）箱式轉(zhuǎn)換層，當(dāng)轉(zhuǎn)換梁截面過(guò)大時(shí)，設(shè)一層樓板已不能滿(mǎn)足平面內(nèi)樓板剛度無(wú)限大的假定。為了使理論假定和與實(shí)際相符，可在轉(zhuǎn)換梁梁頂和梁底同時(shí)設(shè)一層樓板，形成一個(gè)箱形梁，箱形梁的這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，一般宜遍布全層設(shè)置，且沿建筑周邊環(huán)通構(gòu)成“箱子”，即稱(chēng)箱式轉(zhuǎn)換層。箱式轉(zhuǎn)換層的重要優(yōu)點(diǎn)在于，轉(zhuǎn)換梁的約束強(qiáng)，剛度大，整體受力效果好，上下部傳力較為均勻，還可將其利用作為設(shè)備層，其缺點(diǎn)是施工復(fù)雜，造價(jià)較高。

此外，轉(zhuǎn)換層還有厚板式轉(zhuǎn)換層、桁架式轉(zhuǎn)換層等。但大都因受力復(fù)雜且施工難度大、經(jīng)濟(jì)效益不高而實(shí)際應(yīng)用相對(duì)少。

（3）梁式轉(zhuǎn)換層的受力機(jī)理分析：梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的傳力途徑為墻-梁-柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計(jì)算。轉(zhuǎn)換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉(zhuǎn)換大梁的相對(duì)剛度和轉(zhuǎn)換大梁與下部支撐結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度影響。為弄清轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)與上部墻體共同工作的性能，多數(shù)文獻(xiàn)中已對(duì)轉(zhuǎn)換梁承托層數(shù)對(duì)其內(nèi)力的影響進(jìn)行用有限元程序進(jìn)行了分析，從分析結(jié)果中我們知道，對(duì)一般結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換大梁（跨度小于12m），上部墻體考慮3層與考慮4層、5層內(nèi)力的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力差異不大于5%，故在分析計(jì)算時(shí)可只考慮計(jì)算3層。從計(jì)算分析不論轉(zhuǎn)換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)換大梁中的彎矩就會(huì)比不考慮上部墻體作用要小，同時(shí)轉(zhuǎn)換大梁也會(huì)有一段范圍出現(xiàn)受拉區(qū)。主要原因：一是由于轉(zhuǎn)換大梁處于結(jié)構(gòu)整體彎曲的受拉區(qū)，應(yīng)力積分后在轉(zhuǎn)換大梁中就會(huì)出現(xiàn)軸向拉力，二是由于上部墻體豎向力作用于轉(zhuǎn)換大梁時(shí)形成了拱的傳力方式，這樣豎向力轉(zhuǎn)變成斜向力作用于轉(zhuǎn)換大梁，從而在轉(zhuǎn)換大梁跨中出現(xiàn)拉力，支座出現(xiàn)軸向壓力的情況。受力示意圖見(jiàn)下圖。

3轉(zhuǎn)換層在高層建筑中的布置及設(shè)計(jì)原則

3.1轉(zhuǎn)換層在高層建筑中的布置原則

轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以根據(jù)其建筑功能和結(jié)構(gòu)傳力的需要,沿高層建筑高度方向一處或多處?kù)`活布置(或是樓層局部布置轉(zhuǎn)換層),且自身的這個(gè)空間既可以作為正常使用樓層,也可以作為技術(shù)設(shè)備層,但應(yīng)該保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度,以防止沿豎向剛度過(guò)于懸殊。當(dāng)建筑物較高柔(如框架-核心筒結(jié)構(gòu)),整體剛度可能不足,在結(jié)構(gòu)豎向的一定部位設(shè)置水平剛性樓層(加強(qiáng)層),人為地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體彎曲效應(yīng),這時(shí)轉(zhuǎn)換層可同建筑物的加強(qiáng)層、設(shè)備層等統(tǒng)一考慮。對(duì)大底層上部為多塔的建筑,塔樓的轉(zhuǎn)換層宜設(shè)置在裙樓的屋面層,并加大屋面梁、板尺寸和厚度,以避免中間出現(xiàn)剛度特別小的樓層,減小震害。對(duì)部分框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu),其轉(zhuǎn)換層的位置,7度區(qū)不宜超過(guò)第5層;8度區(qū)不宜超過(guò)第三層。轉(zhuǎn)換層位置超過(guò)上述規(guī)

定時(shí),應(yīng)作專(zhuān)門(mén)研究并采取有效措施。沿高層建筑方向轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以是分段布置,形成大框架套小框架的巨型框架結(jié)構(gòu);也可以是間隔布置,形成錯(cuò)列墻梁或是桁架式框架結(jié)構(gòu);也可設(shè)置于建筑物頂部,懸掛下部結(jié)構(gòu)的荷載。3.2帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時(shí)在轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，故轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）為防止沿豎向剛度變化過(guò)于懸殊形成薄弱層，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側(cè)力性能，減少豎向剛度變化，有利于結(jié)構(gòu)整體受力。

（2）盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。

（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理，轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用。

（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當(dāng)剪力墻較多且考慮抗震時(shí)，橫向落地剪力墻數(shù)目與橫向墻總數(shù)之比不宜少于50%，非抗震時(shí)不宜少于30%。

（5）轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)布置，梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中，以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí)，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，帶動(dòng)立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力而超筋。

（6）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，并易形成薄弱層，對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利，其抗震設(shè)計(jì)概念與底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)有較大差異。當(dāng)必須采用高位轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對(duì)于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對(duì)落地剪力墻間距的限制應(yīng)比底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴(yán)一些。對(duì)平面為長(zhǎng)矩形的建筑，落地剪力墻的數(shù)目應(yīng)多于全部橫向剪力墻數(shù)目的一半。

（7）為保證下部大空間整體結(jié)構(gòu)有適宜的剛度、強(qiáng)度、延性和抗震能力，應(yīng)盡量強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)剛度，使轉(zhuǎn)換層上下部主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量接近。常常采用加大轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件（主要是核心筒體）截面尺寸、提高其混凝土強(qiáng)度等級(jí)、增設(shè)剪力墻等方法來(lái)強(qiáng)化下部主體結(jié)構(gòu)的剛度。這里有兩個(gè)問(wèn)題值得注意，一是筒體截面尺寸增大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)地震總反應(yīng)增大以及筒體在整個(gè)下部結(jié)構(gòu)抗側(cè)總剛度中所占的比重變得更大，筒體所承受的地震荷載呈現(xiàn)級(jí)數(shù)增大的趨勢(shì)，此時(shí)作為抗震第一道防線(xiàn)的筒體的安全設(shè)計(jì)更應(yīng)得到充分重視；二是在增設(shè)剪力墻來(lái)提高抗側(cè)剛度時(shí)，要注意整體剛度的均勻分布，保證剛度中心與質(zhì)量中心盡可能重合，避免由于兩者偏心引起的建筑物整體扭轉(zhuǎn)。

（8）帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)計(jì)算要求全面、準(zhǔn)確。將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，采用符合實(shí)際受力變形狀態(tài)的計(jì)算模型進(jìn)行三維空間整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，可采用有限元方法對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部補(bǔ)充計(jì)算。此時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以上至少要取兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)入局部計(jì)算模型，并注意模型邊界條件符合實(shí)際工作狀態(tài)。整體結(jié)構(gòu)計(jì)算需采取兩個(gè)以上不同力學(xué)模型的程序進(jìn)行抗震計(jì)算，還應(yīng)進(jìn)行彈性

時(shí)程分析計(jì)算并宜采用彈塑性時(shí)程分析校核。高位轉(zhuǎn)換時(shí)還應(yīng)注意對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重力荷載下施工模擬計(jì)算。8度抗震設(shè)防時(shí)，轉(zhuǎn)換構(gòu)件應(yīng)考慮其上豎向荷載代表值的10%作為附加豎向地震作用力，此附加豎向地震作用應(yīng)考慮上下兩個(gè)方向。

4帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能

不管采用何種轉(zhuǎn)換形式，帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)仍是目前工程應(yīng)用的主要結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)換層位置越來(lái)越高，帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)也時(shí)有應(yīng)用。對(duì)帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)及帶轉(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)這兩類(lèi)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，通過(guò)轉(zhuǎn)換層上下層間位移角及內(nèi)力變化情況的分析，可得出影響其抗震性能的主要因素，分別是：轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度、轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)等效剛度比、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)與其上層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比。

對(duì)帶轉(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)其主要影響因素表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換層上部外筒的剛度、轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度和內(nèi)筒剛度對(duì)轉(zhuǎn)換層位置較高的帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)僅僅控制轉(zhuǎn)換層上、下樓層的側(cè)向剛度比是不夠的，還應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)等效剛度比，轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比越大，轉(zhuǎn)換層上下層間位移角及內(nèi)力突變情況越明顯，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)加以控制，使其盡量接近于1，且不大于1.3。帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)換層上部的外筒為框架，一般情況下不會(huì)發(fā)生剛度突變，但建立傳力途徑的變化仍然存在。這類(lèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度可適當(dāng)提高，等效剛度比一般都滿(mǎn)足限制條件，但轉(zhuǎn)換層本層側(cè)向剛度與相鄰上層側(cè)向剛度之比值，有時(shí)會(huì)不滿(mǎn)足限制條件。對(duì)這類(lèi)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位仍須采取加強(qiáng)措施。5高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）保證大空間層有足夠的剛度，防止沿豎向剛度變化過(guò)于懸殊，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比�？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不小于其上一層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的70%。根據(jù)《高規(guī)》附錄E控制轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比宜大于1.0，不應(yīng)大于1.3。為此應(yīng)保證一定比例的剪力墻落地，加大落地剪力墻的厚度，提高落地剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)，減小洞口尺寸，使縱橫墻盡量連接形成筒體。

（2）加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層樓板平面內(nèi)的整體性和剛度，采用現(xiàn)澆混凝土樓板，板厚取為200mm，同時(shí)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下一層樓板平面內(nèi)剛度，板厚取為150mm；結(jié)構(gòu)布置盡量左右對(duì)稱(chēng)，加強(qiáng)薄弱部位樓板的厚度及配筋；在結(jié)構(gòu)整體分析中，考慮薄弱部位樓板平面內(nèi)變形對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響；通過(guò)調(diào)整剪彩力墻的布置方式，使結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心接近，避免扭轉(zhuǎn)；平面盡量布置規(guī)則。

（3）控制風(fēng)荷載和地震作用下結(jié)構(gòu)層間位移角，地震作用要滿(mǎn)足規(guī)范對(duì)地震基底剪力與重力荷載代表值限制；控制結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻及其他部分剪力墻、框支柱及非框支柱軸壓比。

（4）適當(dāng)加強(qiáng)框支剪力墻轉(zhuǎn)換層以下豎向構(gòu)件的配筋率。按《高規(guī)》驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗覆和整體穩(wěn)定；采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性；核心筒內(nèi)部樓板厚采用150ram，雙層雙向配筋；圍護(hù)材料選用新型輕質(zhì)材料，有利于減輕建筑自重，減小地震反應(yīng)。6新型轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)6.1搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是一種新穎的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系。6.1.1設(shè)計(jì)原則

轉(zhuǎn)換柱作為轉(zhuǎn)換構(gòu)件，混凝土用料較少造價(jià)低、自重小，轉(zhuǎn)換層本層建筑空間可充分利用，上下層沿豎向剛度突變較小。以利用搭接柱實(shí)現(xiàn)沿建筑立面的外擴(kuò)為例，搭接柱可將上層柱受力傳遞到下層柱，。但需注意的是搭接柱上方樓蓋承受過(guò)分大的拉力，易成為薄弱部位，搭接柱轉(zhuǎn)層上部一兩層樓蓋仍可能受到影響，承受拉力；轉(zhuǎn)換層下方樓蓋主要承受壓力。其承載能力相對(duì)較高。標(biāo)準(zhǔn)層外筒框架軸力向下傳遞使搭接柱本身受力復(fù)雜，所受壓力、剪立、彎矩都較大。6.1.2搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的工作原理

搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下的安全度和可靠度，主要取決于搭接塊相連樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度的控制。樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度得到控制和滿(mǎn)足，重力荷載作用下，次內(nèi)力（柱、梁、板、墻的彎矩、剪力）及搭接柱變形就能受到控制，整個(gè)搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)就能正常工作。搭接塊相連樓蓋梁板承載能力和軸向剛度控制是搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)重力荷載作用下正常工作的關(guān)鍵技術(shù)。

6.1.3貫通落地筒體-框架結(jié)構(gòu)工作特性

搭接柱轉(zhuǎn)換基本保證了框架柱直接落地整體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性及地震作用下的工作狀態(tài)與貫通落地筒體-框架結(jié)構(gòu)無(wú)異�？蚣苤�搭接轉(zhuǎn)換本質(zhì)是弱化了框架抗側(cè)作用，更進(jìn)一步強(qiáng)化了核心筒體的抗側(cè)作用。因此核心筒體為整體結(jié)構(gòu)最主要的抗側(cè)力構(gòu)件，其承載力、延性和截面尺寸應(yīng)予以保證，當(dāng)筒體自下而上變化混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸及配時(shí)，美籍變化均因延伸至搭接柱區(qū)段上一層，且需逐漸變化減弱搭接柱轉(zhuǎn)換引起局部剛度退化應(yīng)力集中的影響，保證整體機(jī)構(gòu)抗震承載能力不致突變。

6.1.4搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

為了了解搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在總理荷載、地震荷載組合效應(yīng)下的工作狀況，整體桿系、局部有限元分析十分必要，主要的軟件可用SATWE、PMSAP等等。6.2其他新型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

6.2.1斜撐轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

重力荷載作用下傳力路徑明確，以構(gòu)件受壓受拉代替構(gòu)件受彎受剪來(lái)承受重力荷載，受力方式非常合理；斜撐轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換層與上下層的剛度比變化幅度很小，因此在水平地震力作用下，可以避免結(jié)構(gòu)層間剪力和構(gòu)件內(nèi)力發(fā)生突變，有利于結(jié)構(gòu)抗震。

6.2.2寬扁梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

寬扁梁轉(zhuǎn)換層有利于降低轉(zhuǎn)換層高度和方便建筑設(shè)備使用，與建筑功能的結(jié)合較普通轉(zhuǎn)換梁有著巨大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，研究分析表明，寬扁梁轉(zhuǎn)換梁用于柱支剪力墻轉(zhuǎn)換、托柱轉(zhuǎn)換在高位、高烈度區(qū)抗震性能比普通轉(zhuǎn)換梁有著較大的優(yōu)勢(shì)，它有利于減緩高位轉(zhuǎn)換剛度突變帶來(lái)的轉(zhuǎn)換層框支柱剪力、軸力突變?cè)龃蠹翱蛑е�頂彎矩突變�(cè)龃笠�起的�?yīng)力集中，改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。根據(jù)高層綜合樓建筑功能的需要，選擇適宜的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，不但可以節(jié)省材料用量，而且也可以節(jié)省建造費(fèi)用。同時(shí)靈活的將建筑與結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)建筑之美。7結(jié)論

（1）在現(xiàn)代高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，因其應(yīng)用功能的多樣化而使建筑物結(jié)構(gòu)傳力體系復(fù)雜化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按規(guī)范要求并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件做好分析計(jì)算

和優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡可能將影響建筑物使用功能的諸多因素考慮進(jìn)去，以達(dá)到科學(xué)經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目的。

（2）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑受力復(fù)雜，在嚴(yán)格控制層等效剪彎剛度比及層側(cè)向剛度比的前提下，采取有效的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，在地震區(qū)，采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是解決復(fù)雜平面及體型轉(zhuǎn)換的一種行之有效的方法。

（3）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑在進(jìn)行整體計(jì)算后，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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擴(kuò)展閱讀：簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)換層高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)換層高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：以帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的實(shí)際工程為例,分析了高層建筑帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題,探討了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的方案選擇、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)造處理。

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層框支剪力墻梁式轉(zhuǎn)換層1前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，高層建筑一般上部需要較多的墻體來(lái)分隔空間以滿(mǎn)足住宅戶(hù)型的需要；而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網(wǎng)、少墻體，以滿(mǎn)足公共使用要求。這樣的建筑上部樓層部分豎向構(gòu)件(剪力墻、框架柱)不能直接連續(xù)貫通落地時(shí)，為了滿(mǎn)足建筑要求就必須在上下不同結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：梁式轉(zhuǎn)換層、板式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層、桁架式轉(zhuǎn)換層、空腹桁架式轉(zhuǎn)換層等。2工程概況

某住宅小區(qū)工程，總建筑面積123792m2，本文涉及本工程3號(hào)樓主體結(jié)構(gòu)地上10層，建筑面積4500m2，地下1層，-1層為設(shè)備用房，1層，2層為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，3層以上為住宅，建筑高度為32.35m，本工程2層轉(zhuǎn)換，采用梁式轉(zhuǎn)換。工程設(shè)防烈度為7度，0.10g，場(chǎng)地類(lèi)別為類(lèi)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。框支部分的抗震等級(jí)為二級(jí)，基本風(fēng)壓值為0．40kn/m2，地面粗糙度為b類(lèi)。本工程梁板柱混凝土等級(jí)為c30，采用pkpm的satwe進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算。

3結(jié)構(gòu)布置

帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)由于上、下層豎向構(gòu)件不連續(xù)，結(jié)構(gòu)豎向剛度發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換層上下樓層構(gòu)件內(nèi)力、位移容易發(fā)生突變，對(duì)抗震不利，形成薄弱層、軟弱層(《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.4.2條，以下簡(jiǎn)稱(chēng)《抗規(guī)》)。故采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。故在本工程中，樓梯間、電梯間等d軸線(xiàn)北側(cè)及南側(cè)橫墻剪力墻直接落地，并且墻厚加大為300mm(轉(zhuǎn)換層以上墻厚為200mm)，轉(zhuǎn)換層板厚取180mm，為地下室頂嵌固端，d軸線(xiàn)南側(cè)框支柱的截面尺寸為600x600，因建筑需要增加商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，南側(cè)又新增一跨框架，如圖1所示。轉(zhuǎn)換梁的跨度為6.9m，截面尺寸取550x1300，計(jì)算振型個(gè)數(shù)為24個(gè)。

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》)規(guī)定，底部大空間部分框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)在地面以上的大空間層數(shù)，8度時(shí)不宜超過(guò)3層，7度時(shí)不宜超過(guò)5層，6度時(shí)其層數(shù)可以適當(dāng)增加，本工程轉(zhuǎn)換層位置位于2層頂，在規(guī)范允許范圍內(nèi)。4計(jì)算結(jié)果4.1剛度比

根據(jù)《高規(guī)》第5.1.14條規(guī)定，經(jīng)計(jì)算,x,y方向本層塔側(cè)移剛度

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