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1、高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究 摘要：近年來(lái),高層建筑迅猛發(fā)展,并向著體型復(fù)雜、功能多樣和內(nèi)部空間多變的綜合性方向發(fā)展。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)工程已成為現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨向之一。本文介紹了高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的發(fā)展趨勢(shì),并對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：高層建筑轉(zhuǎn)換層梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的發(fā)展趨勢(shì)帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用。鋼骨混凝土梁不僅承載力高,剛度好,可大大減小截面尺寸，且塑性、耐久性和抗震性能優(yōu)于鋼筋混凝土梁。此外
2、,鋼骨混凝土梁在施工階段其自身剛度好,定位準(zhǔn)確，可減少支模,加快施工速度。目前，國(guó)內(nèi)采用鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換構(gòu)件的實(shí)際工程還不多,但國(guó)外采用則較多。預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可帶來(lái)許多結(jié)構(gòu)和施工上的優(yōu)點(diǎn),如減小截面尺寸、控制裂縫和撓度,控制施工階段的裂縫及減輕支撐負(fù)擔(dān)等等。因此,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)非常適合于建造承重荷載的大跨度轉(zhuǎn)7換層,且有自重輕,節(jié)省鋼材和混凝土。新型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。由多個(gè)單層析架空腹彬架、混合空腹析架等疊合組成的結(jié)構(gòu)形成”疊層析架結(jié)構(gòu)”，由多根截面尺寸較大的弦桿梁共同承擔(dān)上部豎向荷載的工作機(jī)制,設(shè)置斜腹桿改變了
3、豎向荷載的傳力方向和位置,起卸載作用，類似于拱傳力。2轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計(jì)原則2.1轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式目前在工程中應(yīng)用轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式有梁式、厚板、箱形、巨型框架等。我國(guó)高層建筑中,僅帶轉(zhuǎn)換層的建筑有幾百棟之多。其中梁式轉(zhuǎn)換層的建筑約占75%,板式轉(zhuǎn)換約占12%。梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)單，受力明確，轉(zhuǎn)換梁可沿縱向或橫向平行布置當(dāng)需要縱、橫向同時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí),可采用雙向梁的布置,一般廣泛應(yīng)用于底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)體系中。2.2轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)原則2.2.1轉(zhuǎn)換層的豎向布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可根據(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
4、多處?kù)`活布置也可根據(jù)建筑功能的要求,在樓層局部布置轉(zhuǎn)換層,且自身的這個(gè)空間既可作為正常使用樓層,也可作技術(shù)設(shè)備層,但應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度,以防止沿豎向剛度過(guò)于懸殊對(duì)大底盤多塔樓的商住建筑,塔樓的轉(zhuǎn)換層宜設(shè)置在裙房的屋面層，并加大屋面梁、板尺寸和7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3層。轉(zhuǎn)換層位置超過(guò)上述規(guī)定時(shí),應(yīng)作專門研究并采取有效措施。2.2.2轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置研究得出,底部轉(zhuǎn)換層位置越高,轉(zhuǎn)換層上、下剛度突變?cè)酱?轉(zhuǎn)換層上、下內(nèi)力傳
5、遞途徑的突變就越加劇;此外,轉(zhuǎn)換層位置越高,落地剪力墻或簡(jiǎn)體易出現(xiàn)受彎裂縫,從而使框支柱的內(nèi)力增大,轉(zhuǎn)換層上部附近的墻體易于破壞?？傊?轉(zhuǎn)換層位置越高對(duì)抗震越不利。底部帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層上部的部分豎向構(gòu)件不能直接連續(xù)貫通落地，因此,必須設(shè)置安全可靠的轉(zhuǎn)換構(gòu)件。按現(xiàn)有的工程經(jīng)驗(yàn)和研究結(jié)果,轉(zhuǎn)換構(gòu)件可采用轉(zhuǎn)換大梁、斜撐、箱形結(jié)構(gòu)以及厚板等形式。由于轉(zhuǎn)換厚板在地震區(qū)使用經(jīng)驗(yàn)較少,可在非地震區(qū)和6度抗震設(shè)計(jì)時(shí)采用，對(duì)于大空間地下室，因周圍有約束作用，地震反應(yīng)小于地面以上的框支結(jié)構(gòu),故7,8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)的地下室可采用厚板轉(zhuǎn)換層。2.2.3轉(zhuǎn)換層
6、的抗震設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)中，由于設(shè)置了轉(zhuǎn)換層沿建筑物高度方向剛度的均勻性受到很大的破壞,轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)豎向承載力構(gòu)件不連續(xù)和墻、柱截面的突變,導(dǎo)致傳力路線曲折、變形集中和應(yīng)力集中，因此轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的抗震性能較差。7為保證設(shè)計(jì)的安全性,規(guī)定部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層以上時(shí),其框支柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)宜按高規(guī)規(guī)定提高一級(jí)采用，己經(jīng)為特一級(jí)時(shí)不再提高,提高其抗震構(gòu)造措施,而對(duì)于底部帶轉(zhuǎn)換層的框架一核心簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)和外圍為密柱框架的簡(jiǎn)中簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)不必提高。對(duì)轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換構(gòu)件水平地震作用的計(jì)算內(nèi)力需調(diào)整增大;8度抗震設(shè)計(jì)
7、時(shí),還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響。3梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求由框支主梁承托轉(zhuǎn)換次梁及次梁上的剪刀墻,其傳力途徑多次轉(zhuǎn)換,受力復(fù)雜?？蛑е髁撼惺芷渖喜考袅Φ淖饔猛?還需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩,框支主梁易受剪破壞。對(duì)于有抗震設(shè)防要求的建筑，為了改善結(jié)構(gòu)的受力性能,提高其抗震能力，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，可以將一部分剪力墻落地,并貫通至基礎(chǔ),做成落地剪力墻與框支墻與剪力墻協(xié)同工作的受力體系。轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計(jì)算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉(zhuǎn)換梁不宜開(kāi)洞，若需要開(kāi)洞，洞口宜位于梁中和
8、軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強(qiáng)措施,箍筋要加密,以增強(qiáng)其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計(jì)算時(shí)宜將剪力設(shè)計(jì)值乘放大系數(shù)1.2。當(dāng)洞口內(nèi)力較大時(shí),可采用型鋼構(gòu)件來(lái)加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。7轉(zhuǎn)換
