高層轉(zhuǎn)換層總結(jié)

高層轉(zhuǎn)換層?總結(jié)高層?建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)?換層總結(jié)?1.概述?1.1背景?近年來(lái)國(guó)?內(nèi)外高層建?筑發(fā)展迅速?，現(xiàn)代高層?建筑越建越?高，越建越?大，其建筑?向著體形復(fù)?雜、功能多?樣的綜合性?方向發(fā)展，?目的在于為?人們提供良?好的生活環(huán)?境和工作條?件。在同一?座建筑中，?沿房屋高度?方向建筑功?能發(fā)生變化?，上部樓層?布置旅館、?住宅；中部?樓層用作辦?公的寫(xiě)字樓?；下部樓層?用作購(gòu)物、?餐飲和文化?娛樂(lè)等商鋪?，這種不同?用途的樓層?往往需要采?用不同的結(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?要更多的墻?體以滿(mǎn)足旅?館和住宅的?功能要求；?中部則需要?小的或中等?大小的室內(nèi)?空間，可以?再柱網(wǎng)中布?置一定數(shù)量?的墻體以滿(mǎn)?足辦公用房?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?公用放的功?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)足商鋪?、餐館等公?共設(shè)施的功?能要求。?1.2定義?建筑物某?樓層的上部?與下部因平?面使用功能?不同，該樓?層上部與下?部采用不同?結(jié)構(gòu)（設(shè)備?）類(lèi)型，并?通過(guò)該樓層?進(jìn)行結(jié)構(gòu)（?設(shè)備）轉(zhuǎn)換?，則該樓層?稱(chēng)為結(jié)構(gòu)（?設(shè)備）轉(zhuǎn)換?層。目前的?高層建筑多?為低層商用?，上部住宿?的多功能要?求，在低層?商用要求的?大空間與上?部住宿要求?的多墻多柱?的小空間之?間，往往需?要采用一定?的結(jié)構(gòu)形式?進(jìn)行轉(zhuǎn)換處?理，即加設(shè)?轉(zhuǎn)換層。?1.3功能?分類(lèi)①上?、下層結(jié)構(gòu)?類(lèi)型轉(zhuǎn)換。?轉(zhuǎn)換層將上?部剪力墻轉(zhuǎn)?換為下部的?框架。這種?轉(zhuǎn)換層多用?于剪力墻和?框架-剪力?墻結(jié)構(gòu)中，?以獲得較大?的內(nèi)部自由?空間。②?上、下層結(jié)?構(gòu)柱網(wǎng)和軸?線(xiàn)的改變。?轉(zhuǎn)換層上、?下的結(jié)構(gòu)形?式未改變，?通過(guò)轉(zhuǎn)換層?能使下部結(jié)?構(gòu)的柱距擴(kuò)?大，形成大?柱網(wǎng)。這種?形式常用于?外框筒的下?層以形成較?大的出入口?。③同時(shí)?轉(zhuǎn)換上、下?成結(jié)構(gòu)類(lèi)型?和柱網(wǎng)。上?部剪力墻結(jié)?構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)換?層改變?yōu)榭?支剪力墻結(jié)?構(gòu)的同時(shí)，?下部柱網(wǎng)與?上部剪力墻?的軸線(xiàn)錯(cuò)開(kāi)?，形成上、?下柱網(wǎng)不對(duì)?齊的布置。?2.轉(zhuǎn)換?層結(jié)構(gòu)形式?2.1梁?式轉(zhuǎn)換層?實(shí)腹梁轉(zhuǎn)換?是目前最常?用的一種結(jié)?構(gòu)形式。實(shí)?腹梁轉(zhuǎn)換傳?力途徑明確?、受力性能?好、構(gòu)造簡(jiǎn)?單、施工方?便，廣泛應(yīng)?用于底部為?商店、餐廳?、會(huì)議室、?車(chē)庫(kù)、機(jī)房?，上部為住?宅、公寓、?飯店、綜合?樓等建筑。?框支轉(zhuǎn)換?可采用實(shí)腹?梁，此時(shí)實(shí)?腹梁和其上?部的剪力墻?成為一體，?共同承受上?部豎向荷載?，墻體類(lèi)似?于拉桿拱的?受力狀態(tài)，?而實(shí)腹梁就?是拱的拉桿?，處于偏心?受拉狀態(tài)。?托柱轉(zhuǎn)換也?可采用實(shí)腹?梁，此時(shí)實(shí)?腹梁承受所?托上柱傳來(lái)?的巨大集中?荷載，為受?彎受剪構(gòu)件?。當(dāng)實(shí)腹梁?上部的剪力?墻體上開(kāi)有?大洞，使得?豎向荷載下?實(shí)腹梁上托?的不是框架?柱而是剪力?墻肢。實(shí)?腹梁轉(zhuǎn)換的?缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換?構(gòu)件截面尺?寸大、自重?大，多少會(huì)?影響該層的?建筑使用空?間，同時(shí)易?引起轉(zhuǎn)換層?上、下層剛?度突變，對(duì)?結(jié)構(gòu)抗震不?利。實(shí)腹梁?一般適用于?上、下層豎?向構(gòu)件在同?一豎向平面?內(nèi)的轉(zhuǎn)換。?當(dāng)上部剪?力墻不是單?片墻，而是?帶有短小翼?緣的剪力墻?時(shí)，可以將?實(shí)腹梁做寬?，使小翼緣?全部落在扁?梁梁寬范圍?內(nèi)，成為寬?扁梁轉(zhuǎn)換形?式。避免采?用主次框支?梁轉(zhuǎn)換，效?果較好。寬?扁梁有利于?減小結(jié)構(gòu)高?度所占空間?，減少樓板?跨度，有利?于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱?弱梁、強(qiáng)剪?弱彎，具有?明顯的綜合?技術(shù)經(jīng)濟(jì)效?益。分析研?究表明，采?用寬扁梁的?框支剪力墻?轉(zhuǎn)換、托柱?轉(zhuǎn)換在高位?、高烈度區(qū)?抗震性能比?普通實(shí)腹轉(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?增大及框支?柱頂彎矩突?變?cè)龃笠?的應(yīng)力集中?，改善結(jié)構(gòu)?的抗震性能?。2.2?桁架轉(zhuǎn)換層?桁架轉(zhuǎn)換?有兩種形式?。腹桿僅有?豎桿的稱(chēng)為?空腹桿桁架?，腹桿有斜?桿的稱(chēng)為斜?腹桿桁架。?轉(zhuǎn)換桁架的?高度一般為?建筑物的一?個(gè)層高，桁?架上弦在上?一層樓板平?面內(nèi)，下弦?則在下一層?樓板平面內(nèi)?。和實(shí)腹梁?相比，桁架?轉(zhuǎn)換傳力明?確、途徑清?楚，桁架轉(zhuǎn)?換上、下層?質(zhì)量分布相?對(duì)較均勻，?剛度突變程?度也較小，?地震反應(yīng)要?比實(shí)腹梁小?得多。不但?可以極大減?輕自重，而?且可以利用?腹桿間的空?間布置機(jī)電?管線(xiàn)，有效?利用了建筑?空間。但?桁架轉(zhuǎn)換的?桿件節(jié)點(diǎn)構(gòu)?造復(fù)雜，且?桿件基本上?都是軸心受?力構(gòu)件或小?偏心受力構(gòu)?件，延性較?差，同時(shí)施?工較復(fù)雜。?若為桁架托?柱，則對(duì)柱?子的平面位?置有一定的?要求，不能?像實(shí)腹梁托?柱那樣，上?托柱在豎向?平面內(nèi)可任?意放置。和?實(shí)腹梁轉(zhuǎn)換?一樣，桁架?轉(zhuǎn)換也僅適?用于上、下?層豎向構(gòu)件?在同一豎向?平面內(nèi)的轉(zhuǎn)?換。2.?3箱型轉(zhuǎn)換?層箱形轉(zhuǎn)?換結(jié)構(gòu)是利?用樓層實(shí)腹?邊肋梁、中?間肋梁和上?、下層樓板?，形成剛度?很大的箱形?空間結(jié)構(gòu)。?一般情況下?，肋梁可雙?向布置，中?間肋梁腹板?往往開(kāi)有洞?口以滿(mǎn)足建?筑和機(jī)電等?專(zhuān)業(yè)的功能?要求。箱?形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)?具有以下優(yōu)?點(diǎn)：（1?）箱形轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)剛度大?，整體性好?，受力明確?，能更好更?可靠地傳遞?豎向和水平?荷載，使各?轉(zhuǎn)換構(gòu)件和?豎向構(gòu)件受?力較均勻。?受力性能優(yōu)?于一般實(shí)腹?梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)?。（2）?箱形轉(zhuǎn)換結(jié)?構(gòu)的面內(nèi)剛?度較實(shí)腹梁?轉(zhuǎn)換層要大?得多，而自?重相差不大?；但卻比厚?板轉(zhuǎn)換層要?小得多，節(jié)?省材料，減?小地震作用?，降低造價(jià)?。（3）?可以滿(mǎn)足上?、下層結(jié)構(gòu)?體系或柱網(wǎng)?軸線(xiàn)變化的?轉(zhuǎn)換要求，?也可以滿(mǎn)足?上、下層結(jié)?構(gòu)體系和柱?網(wǎng)軸線(xiàn)同時(shí)?變化的轉(zhuǎn)換?要求。當(dāng)需?要縱、橫兩?個(gè)方向同時(shí)?進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)?換時(shí)，可以?采用雙向肋?梁布置。避?免采用框支?主次梁的轉(zhuǎn)?換方案。?（4）箱形?轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的?空腔部分可?以兼做設(shè)備?層，肋梁可?根據(jù)建筑功?能要求開(kāi)設(shè)?洞口，充分?利用建筑空?間，提高了?經(jīng)濟(jì)效益。?箱形轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)?是箱形轉(zhuǎn)換?上、下層剛?度突變較嚴(yán)?重，不宜用?在樓層較高?的部位。因?此，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)?換層的時(shí)候?，應(yīng)引起設(shè)?計(jì)者的足夠?重視，確保?轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)部?位的強(qiáng)度與?安全。此外?，箱形轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)的施工?也較麻煩。?2.4厚?板轉(zhuǎn)換層當(dāng)?轉(zhuǎn)換層的上?、下層剪力?墻或柱子錯(cuò)?位范圍較大?，結(jié)構(gòu)上、?下層柱網(wǎng)很?多處對(duì)不齊?時(shí)，采用搭?接式或?qū)嵏?式梁轉(zhuǎn)換已?不可能，這?時(shí)可在上、?下柱錯(cuò)位樓?層設(shè)置厚板?，通過(guò)厚板?來(lái)完成結(jié)構(gòu)?在豎向荷載?和水平荷載?下力的傳遞?，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)?轉(zhuǎn)換，這就?是厚板轉(zhuǎn)換?。厚板轉(zhuǎn)?換適用于上?、下層結(jié)構(gòu)?體系和柱網(wǎng)?同時(shí)變化，?且上、下層?柱子錯(cuò)位范?圍大、柱網(wǎng)?多處對(duì)不齊?的情況。滿(mǎn)?足現(xiàn)代對(duì)建?筑使用功能?多元化的要?求。但這種?結(jié)構(gòu)形式屬?于典型的剛?度和質(zhì)量沿?高度不均勻?的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)?換厚板處結(jié)?構(gòu)傳力不清?且受力非常?復(fù)雜，結(jié)構(gòu)?計(jì)算相當(dāng)困?難。從受?力角度考慮?，往往需要?在柱與柱，?柱與墻之間?配筋加強(qiáng)，?增加了配筋?量。轉(zhuǎn)換板?的厚度往往?很大，一般?可達(dá)2.0?—___m?，厚板一方?面重量很大?，增大了對(duì)?下部垂直構(gòu)?件承載力設(shè)?計(jì)要求，另?一方面本層?的混凝土用?量也很大。?由于相當(dāng)?于幾層樓重?量的厚板質(zhì)?量集中在結(jié)?構(gòu)中部，振?動(dòng)性能十分?復(fù)雜，且該?層剛度很大?，下層剛度?相對(duì)較小，?容易產(chǎn)生底?部變形集中?，在地震作?用下，地震?反應(yīng)強(qiáng)烈，?對(duì)結(jié)構(gòu)抗震?不利。不僅?板本身受力?很大，而且?由于沿豎向?剛度突然變?化，相鄰上?下層受到很?大的作用力?，容易產(chǎn)生?震害。中國(guó)?建筑科學(xué)研?究院和東南?大學(xué)等單位?的試驗(yàn)研究?表明，厚板?本身產(chǎn)生破?壞的可能性?很小，厚板?的上下相鄰?層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)?明顯裂縫和?混凝土剝落?。另外試驗(yàn)?還表明，在?豎向荷載和?地震力的共?同作用下，?板不僅產(chǎn)生?沖切破壞，?而且可能產(chǎn)?生剪切破壞?，板內(nèi)必須?三向配筋。?從已設(shè)計(jì)?的工程來(lái)看?，帶有厚板?轉(zhuǎn)換層的商?住建筑，結(jié)?構(gòu)設(shè)計(jì)和施?工都比較復(fù)?雜，材料用?量和造價(jià)都?較高，而且?抗震設(shè)計(jì)上?的問(wèn)題較多?，目前還在?進(jìn)一步研究?，所以采用?這種結(jié)構(gòu)形?式要慎重對(duì)?待。3.?發(fā)展前景?3.1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，可極大?減小截面尺?寸，且塑性?、耐久性和?抗震性能也?優(yōu)于鋼筋混?凝土梁。此?外，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，__?_國(guó)際貿(mào)易?中心國(guó)際旅?館，1.?8m高的轉(zhuǎn)?換梁采用內(nèi)?埋工型鋼，?形成鋼骨混?凝土梁，承?托上部2?0層的荷載?。3.2?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?，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)換層?，且有自重?輕，節(jié)省鋼?材和混凝土?。隨著我國(guó)?預(yù)應(yīng)力技術(shù)?的發(fā)展，預(yù)?應(yīng)力材料及?施工費(fèi)用不?斷下降，即?使用材料等?強(qiáng)代換的概?念從經(jīng)濟(jì)上?來(lái)比較預(yù)應(yīng)?力混凝土結(jié)?構(gòu)和鋼筋混?凝土結(jié)構(gòu)許?多情況下后?者并不比前?者經(jīng)濟(jì)。?3.3轉(zhuǎn)換?梁受力性能?的改善實(shí)?際設(shè)計(jì)時(shí)，?轉(zhuǎn)換梁的截?面尺寸通常?是由它的抗?剪承載力要?求來(lái)確定的?，截面尺寸?往往較大。?由于梁很強(qiáng)?，處理不好?有可能使轉(zhuǎn)?換梁與框支?柱形成的框?架出現(xiàn)“強(qiáng)?梁弱柱”的?現(xiàn)象，對(duì)結(jié)?構(gòu)的抗震?不利；另一?方面采用轉(zhuǎn)?換梁也多少?會(huì)影響該層?的使用空間?；對(duì)外筒的?轉(zhuǎn)換，采用?轉(zhuǎn)換梁會(huì)對(duì)?該層的通風(fēng)?、采光等不?利，若開(kāi)設(shè)?洞口，則會(huì)?產(chǎn)生明顯的?應(yīng)力集中現(xiàn)?象。因此，?尋求新的轉(zhuǎn)?換結(jié)構(gòu)形式?和改善轉(zhuǎn)換?梁受力性能?的有效措施?有其必要性?。3.4?新型轉(zhuǎn)換結(jié)?構(gòu)的應(yīng)用?由多個(gè)單層?桁架（空腹?桁架，混合?空腹桁架等?）迭合組成?的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為?“迭層桁架?結(jié)構(gòu)”如下?圖，迭層桁?架的工作機(jī)?制是由多根?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