高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：帶轉(zhuǎn)換層；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，為了滿足多用途、多功能及造型新穎的需要，建筑設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)構(gòu)思出體型復(fù)雜，內(nèi)部空間靈活多變的復(fù)雜高層建筑方案，其結(jié)構(gòu)型式通常都是不規(guī)則的，有些甚至是非常不規(guī)則的，從而使結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)遇到了許多難點(diǎn)。多功能的高層建筑，往往需要將建筑物沿豎向劃分為不同用途的區(qū)段，諸如底部為大空間的廳堂、商場(chǎng)、交通通道，上部用于酒店客房、住宅等。這些建筑的豎向承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件往往不能上下連續(xù)，需要設(shè)置轉(zhuǎn)換層，通過(guò)轉(zhuǎn)換構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)上、下豎向構(gòu)件的過(guò)渡。近十幾年來(lái)帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)由于其底部大空間，使用靈活方便，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。

建筑物某樓層的下部與上部因平面使用功能不同，采用不同的結(jié)構(gòu)（設(shè)備）類(lèi)型于該樓層上部與下部，并通過(guò)該樓層進(jìn)行結(jié)構(gòu)（設(shè)備）轉(zhuǎn)換，則將該樓層稱(chēng)為結(jié)構(gòu)（設(shè)備）轉(zhuǎn)換層。目前高層建筑多有上部住宅，低層商用的多功能要求。為此，上部住宅要求的多墻多柱的小空間分隔與低層商用要求的大空間之間便需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。其中空腹桁架、梁式轉(zhuǎn)換層、箱形和板式轉(zhuǎn)換層、斜桿桁架為轉(zhuǎn)換處理常常采用的結(jié)構(gòu)形式。

二、轉(zhuǎn)換層的類(lèi)型及特點(diǎn)

（一）、箱型轉(zhuǎn)換層

該結(jié)構(gòu)形式即雙向托梁、單向托梁連接上下層較厚樓板共同工作，箱形轉(zhuǎn)換層可以形成的剛度很大。轉(zhuǎn)換層本身的優(yōu)點(diǎn)是整體性很好，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)布置較復(fù)雜時(shí)，上下豎向構(gòu)件有效的傳力仍可以得到保證。但從建筑上來(lái)看，它會(huì)直接占用整個(gè)樓層的使用面積，通常使得該樓層只能作為設(shè)備層使用。同時(shí)，轉(zhuǎn)換層內(nèi)部的管線布置、設(shè)備布置與剪力墻往往會(huì)發(fā)生沖突。其缺點(diǎn)是造價(jià)高、自重大等；其內(nèi)力作用從結(jié)構(gòu)分析角度考慮，施工難度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都較大，因此很少應(yīng)用在實(shí)際工程中。

（二）、梁式轉(zhuǎn)換層

框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系一般運(yùn)用于底部大空間中。當(dāng)需要同時(shí)轉(zhuǎn)換縱橫兩個(gè)方向時(shí)，則采用雙向梁布置。梁式轉(zhuǎn)換層的傳力較為明確,施工和設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，是轉(zhuǎn)換型式中目前應(yīng)用最為廣泛的。當(dāng)上下軸線錯(cuò)位布置時(shí)，它的缺點(diǎn)在于,轉(zhuǎn)換次梁需增設(shè)多個(gè), 空間受力比較復(fù)雜，此時(shí)應(yīng)對(duì)框支主梁進(jìn)行應(yīng)力分析。

（三）、桁架式轉(zhuǎn)換層

由梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層變化而來(lái)的這種結(jié)構(gòu)形式，是由多榀鋼筋混凝土桁架組成的結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層上下樓面的結(jié)構(gòu)層內(nèi)分別設(shè)桁架的上下弦桿，腹桿設(shè)在層間。由于桁架高度較高，所以下弦桿截面尺寸相對(duì)較小。桁架分為實(shí)腹桁架和空腹桁架兩種，它可以是鋼筋混凝土桁架，也可以是鋼桁架，在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)中常用鋼筋混凝土桁架。它的整體性與梁式轉(zhuǎn)換層相比要好，而且自重較小、抗震性較好，受力性也更加明確，便于管道的安裝與維護(hù)等，但在施工上較為復(fù)雜，在設(shè)計(jì)上表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)難度較大。桁架轉(zhuǎn)換層的基本設(shè)計(jì)原則是“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)斜腹桿”，而節(jié)點(diǎn)容易發(fā)生剪切破壞，受力復(fù)雜，造成配筋過(guò)多。桁架轉(zhuǎn)換式通常在3m 以上對(duì)其高度進(jìn)行要求，否則很容易形成斜壓桿件中超短柱，地震作用下容易產(chǎn)生脆性破壞。

（四）、厚板式轉(zhuǎn)換層

板式轉(zhuǎn)換層即是當(dāng)上下柱網(wǎng)難以用梁直接承托，錯(cuò)位較多時(shí)，則需做成厚板。可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載、柱網(wǎng)尺寸綜合定出厚板的厚度。板式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)勢(shì)在于，上部結(jié)構(gòu)布局對(duì)下部柱網(wǎng)的影響較小，可靈活布置。厚板式結(jié)構(gòu)可以形成一個(gè)承臺(tái)，剛度很大，施工較為便捷，而且整體性也較好。但在地震作用下，由于厚板自重很大，容易產(chǎn)生震害，且經(jīng)濟(jì)性較差，材料耗用多。

三、復(fù)雜高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)在地面以上設(shè)置轉(zhuǎn)換層的位置

底部帶轉(zhuǎn)換層的大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，促使許多工程的轉(zhuǎn)換層位置在地震區(qū)已較高，一般做到3～6層，甚至有位于7～10層的特殊工程轉(zhuǎn)換層，中國(guó)建筑科學(xué)研究院針對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能，研究了轉(zhuǎn)換層高度的影響。其研究得出，轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，在轉(zhuǎn)換層附近更易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、剛度發(fā)生突變，容易形成薄弱層，轉(zhuǎn)換層下部的框支結(jié)構(gòu)及落地剪力墻很容易屈服和開(kāi)裂，上部幾層墻體在轉(zhuǎn)換層附近易于破壞。因此，轉(zhuǎn)換層的位置不宜太高。我國(guó)規(guī)范也做了相應(yīng)規(guī)定：Ⅷ度時(shí)不宜超過(guò) 3層，Ⅶ度時(shí)不宜超過(guò)5層，Ⅵ度時(shí)可適當(dāng)提高。由于轉(zhuǎn)換層位置的升高，結(jié)構(gòu)傳力路徑變得越復(fù)雜、內(nèi)力變化較大，規(guī)定的剪力墻底部加強(qiáng)范圍也隨之增大，可取轉(zhuǎn)換層加上轉(zhuǎn)換層以上兩層的高度或者房屋總高度的1/10兩者的較大值。因此，在實(shí)際工程中轉(zhuǎn)換層位置的選擇應(yīng)根據(jù)受力合理，經(jīng)濟(jì)可行的原則進(jìn)行確定。

（二）、托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)

當(dāng)上部結(jié)構(gòu)用普通框架轉(zhuǎn)換梁承托時(shí)，在常用截面尺寸范圍內(nèi)，和普通梁相比轉(zhuǎn)換梁的受力基本相同，進(jìn)行配筋計(jì)算可按普通梁截面設(shè)計(jì)方法；當(dāng)上部用斜桿框架轉(zhuǎn)換梁承托時(shí)，將承受軸向拉力于轉(zhuǎn)換梁內(nèi)，此時(shí)進(jìn)行截面設(shè)計(jì)應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件。此外，由于轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上層框架梁柱受力復(fù)雜且會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按相關(guān)規(guī)范予以加強(qiáng)。

（三）、托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)

實(shí)際工程中，托墻型式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法可以在整體空間分析程序計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系列軟件中的FEQ程序?qū)蛑Ъ袅M(jìn)行有限元分析及配筋設(shè)計(jì)。計(jì)算簡(jiǎn)圖可近似取轉(zhuǎn)換層以上的3～4層墻體和下部一層結(jié)構(gòu)作為有限元的分析模型。下部一層的框支柱下端的約束條件可取為固接。

當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托的上部墻體滿跨不開(kāi)洞布置時(shí)，上部墻體與轉(zhuǎn)換梁共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法宜采用應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法或深梁截面設(shè)計(jì)方法，且應(yīng)沿全梁高適當(dāng)分布配置計(jì)算縱向鋼筋。由于上部墻體中拱效應(yīng)的存在以及轉(zhuǎn)換梁與上部墻共同發(fā)生彎曲變形使得轉(zhuǎn)換梁處于整體彎曲變形的受拉翼緣，因此會(huì)在轉(zhuǎn)換梁跨中存在較大范圍的軸向拉力，故不宜彎起和截?cái)嗟撞靠v向鋼筋，應(yīng)全部伸入支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托開(kāi)較多門(mén)窗洞且上部墻體滿跨或剪力墻的長(zhǎng)度較大但不滿跨時(shí)，轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法也宜采用應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法或深梁截面設(shè)計(jì)方法，則沿梁下部適當(dāng)配置分布縱向鋼筋，且不宜彎起和截?cái)嗟撞靠v向鋼筋，應(yīng)全部伸入支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托的上部墻體為小墻肢時(shí)，進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí)可按普通梁的截面設(shè)計(jì)方法，在轉(zhuǎn)換梁的底部縱向鋼筋亦可按普通梁集中布置。

（四）、轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)要點(diǎn)

以轉(zhuǎn)換層為上下結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換分界面的框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，豎向荷載和水平荷載在上下兩部分引起的內(nèi)力分布規(guī)律是不同的。在上部樓層，大體上按各片剪力墻的等效剛度比分配外荷載產(chǎn)生的水平力；而在下部樓層，由于落地剪力墻與框支柱間的剛度差異，水平剪力主要集中在落地剪力墻上，即在轉(zhuǎn)換層處荷載產(chǎn)生分配突變。完成上下部分剪力重分配的任務(wù)就由轉(zhuǎn)換層樓板承擔(dān)。由于自身平面內(nèi)的剪力和彎矩在轉(zhuǎn)換層樓板中是很大的，而且變形也很大，所以必須有足夠的剛度為轉(zhuǎn)換層樓板作保證。實(shí)際工程中，轉(zhuǎn)換層樓板通常采用的厚度為200 mm，三級(jí)鋼直徑14間距100雙層雙向整板拉通配置，配筋率達(dá)到0.28%，滿足規(guī)范要求?；炷翗?biāo)號(hào)通常與轉(zhuǎn)換墻柱的砼標(biāo)號(hào)一致。

四、總結(jié)

通過(guò)工程實(shí)踐，體會(huì)到在對(duì)帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)布置往往比較復(fù)雜。因此，應(yīng)盡可能使其在平面布置上簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，并應(yīng)盡量保證在平面、立面上剛度接近；還要注意框支梁、框支柱構(gòu)件設(shè)計(jì)的特殊性。另外，由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的工程量巨大以及復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本概念的把握，這樣可以少走彎路；其次在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要通過(guò)查閱數(shù)據(jù), 反復(fù)比較調(diào)整，以得到最為合理的設(shè)計(jì)成果。

參考文獻(xiàn)

[1]謝曉鋒. 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式的應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題[J]. 廣東土木與建筑,2004,02:9-11.

[2]沈榮飛. 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的若干關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].同濟(jì)大學(xué),2007.

第2篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)在各專(zhuān)業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。

①、水平力是設(shè)計(jì)主要因素：

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。

②、 軸向變形不容忽視：

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安壘的結(jié)果。

③、抗震設(shè)計(jì)要求更高：

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

④、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動(dòng)周期：

建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問(wèn)題包含兩方面：合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期；控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開(kāi)場(chǎng)地的特征周期。延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，在承載能力不降低或基本不降低的情況下，具有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比來(lái)表示。在這過(guò)程中，構(gòu)件的承載能力沒(méi)有多大變化，但其變形的大小卻決定了破壞的性質(zhì)。是鋼筋砼受彎構(gòu)件的M－Δ（Φ）曲線，Δy是屈服變形，Δu是極限變形。提高延性可以增加結(jié)構(gòu)抗震潛力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。高層建筑相對(duì)低層結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更柔一些，如果遇到地震，震動(dòng)作用下的建筑結(jié)構(gòu)變形更大一些。為了做好防震設(shè)計(jì)，避免倒塌，建筑在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，特別需要在構(gòu)造上采以適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，確保建筑設(shè)計(jì)具有很好的延性

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題：

1、高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能

對(duì)于一個(gè)建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場(chǎng)地的限制，高層建筑不可能全部采用簡(jiǎn)面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。

（1）結(jié)構(gòu)自振周期

高層建筑的自振周期（T 1）宜在下列范圍內(nèi)：

框架結(jié)構(gòu)：T1=（0.1―0.15）N

框一剪、框筒結(jié)構(gòu)：T1=（0.08-0.12）N

剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)：TI=（0.04―0.10）N

N為結(jié)構(gòu)層數(shù)。

結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi)：

第二周期：T2=（1／3―1／5）T1；第三周期：T3＝（1／5―1／7）T1。

（2）共振問(wèn)題

當(dāng)建筑場(chǎng)地發(fā)生地震時(shí)，如果建筑物的自振周期和場(chǎng)地的特征周期接近，建筑物和場(chǎng)地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對(duì)預(yù)估的建筑場(chǎng)地特征周期，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)，選擇合適的結(jié)構(gòu)類(lèi)別和結(jié)構(gòu)體系，擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場(chǎng)地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。

（3）水平位移特征

水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說(shuō)明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)、地震力小并不安全。其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外。不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型t框一剪結(jié)構(gòu)和框一筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。

4、位移限值、剪重比及單位面積重度

（1）位移限值在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的輸出結(jié)果中，結(jié)構(gòu)的側(cè)移（包括層間位移和頂點(diǎn)位移）是一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值大小從一個(gè)側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適，過(guò)大或過(guò)小都說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度過(guò)小或過(guò)大（或者體現(xiàn)結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度是否均衡），以致要引起設(shè)計(jì)者對(duì)其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎向及平面布置合理性的再思考。

（2）剪重比及單位面積重度結(jié)構(gòu)的剪重比（也即水平地震剪力系數(shù)）λ=VEK／G是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個(gè)指標(biāo)．其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)，其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)，當(dāng)設(shè)防烈度為7、8、9度時(shí)，剪重比分別為0.012，0.024，0.040；扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向：

(一)總體設(shè)計(jì)趨勢(shì)比較大。總體設(shè)計(jì)講的是合理運(yùn)用可行性方案。合理的選擇構(gòu)件的組成材料以及微小部構(gòu)成問(wèn)題，以達(dá)到建筑的安全性?？傮w設(shè)計(jì)是基于安全理論因素而確定的，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的―個(gè)大的方向。

(二)使用科學(xué)的的計(jì)算理論。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要非常多的計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算有空間受力計(jì)算，非彈性變形計(jì)算等，這些計(jì)算都非常繁瑣而寫(xiě)細(xì)致，引入先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算理論和方法已經(jīng)勢(shì)在必行。不僅可以節(jié)約成本，也能推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效進(jìn)行。

(三)建筑材料的變革。建筑材料至于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)實(shí)際運(yùn)用的東西。另一個(gè)是理論層面的。這個(gè)路線不僅會(huì)帶來(lái)建筑上的變革，另―個(gè)方面也會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變革，是最明顯的―個(gè)發(fā)展方向。

(四)審美理念的變革。審美是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)因素，在新的時(shí)期，審美將更多的影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。由于物質(zhì)水平的段提高，以及民眾的精神水平也會(huì)這提高，那么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的審美方面也會(huì)隨之發(fā)展。審美是人的天性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在將來(lái)一定會(huì)遵循審美的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第3篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指標(biāo)

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，城市人口逐漸增多，可利用的土地資源越來(lái)越少，勢(shì)必會(huì)使建筑往高空延伸，高層建筑逐漸成為衡量一個(gè)城市發(fā)展的軟指標(biāo)，因此，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)構(gòu)工程師在高層設(shè)計(jì)中如何把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，直接影響到整體結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性及合理性。

1 概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)一般指對(duì)難以作出精確理性分析或規(guī)范中難以規(guī)定的問(wèn)題，不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，而是依據(jù)簡(jiǎn)化力學(xué)模型、分析結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理以及日常工程實(shí)際所積累的經(jīng)驗(yàn)，從整體角度來(lái)確定結(jié)構(gòu)的總體布置和對(duì)抗震細(xì)部的宏觀控制。其主要內(nèi)容如下：

1.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性

結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，使得建筑物質(zhì)量分布均勻和結(jié)構(gòu)剛度協(xié)調(diào)，平面規(guī)則的結(jié)構(gòu)受力明確、傳力簡(jiǎn)潔，具有良好的整體性。實(shí)際上，由于建筑外形及使用上的要求，要做到平面規(guī)則是比較困難的。對(duì)此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)模型要有宏觀的把握，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)使剛心與質(zhì)心盡量重合，減小因偏心而引起的扭轉(zhuǎn)。

結(jié)構(gòu)豎向布置應(yīng)使體型規(guī)則、均勻，結(jié)構(gòu)的剛度及承載力和傳力途徑?jīng)]有太大的變化，避免有較大的外挑或內(nèi)收，避免側(cè)向剛度和承載力的突變面形成薄弱層。

1.2 結(jié)構(gòu)延性

結(jié)構(gòu)延性是指結(jié)構(gòu)吸收地震能量后的變形能力。結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)是高層結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)主要靠延性來(lái)抵抗地震作用產(chǎn)生的非彈性變形。延性后的結(jié)構(gòu)吸收地震能量后，出現(xiàn)塑性鉸，從而引起結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，以繼續(xù)抵抗地震的作用。這就要求結(jié)構(gòu)滿足“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件” 的設(shè)計(jì)原則。控制豎向構(gòu)件的軸壓比對(duì)結(jié)構(gòu)的延性至關(guān)重要，軸壓比的大小反映出結(jié)構(gòu)延性的好壞。軸壓比越小，結(jié)構(gòu)的延性越好，但會(huì)增加建筑成本。把軸壓比控制在一個(gè)合理的范隔內(nèi)，既能保證結(jié)構(gòu)的延性，也能節(jié)約成本。

2 結(jié)構(gòu)選型

高層結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等。

2.1 框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)是梁和柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的承載結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)由于其平面布置的靈活性，使得建筑獲得較大的使用空間，能滿足較多的功能要求。但是框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，在風(fēng)荷載或水平地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)的整移和層間位移都較大。隨著建筑高度的增加，框架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和安全性均存在不合理的問(wèn)題，因此在使用層數(shù)上受到了限制。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻承受全部的垂直荷載和水平力。剪力墻結(jié)構(gòu)相對(duì)于框架結(jié)構(gòu)而言，具有良好的側(cè)向剛度和規(guī)整的平面布置，空間整體性好，水平位移和層間位移小，有一定延性，傳力直接、均勻，對(duì)抵抗水平荷載作用十分有利。但剪力墻體系的平面布置靈活性差，使用上受到很大的限制，適用范圍小。

2.3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗側(cè)剛度滿足不了要求時(shí)，往往需要在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾靡恍┘袅?，通過(guò)剪力墻和框架柱共同抵抗水平荷載的作用，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的延性。

2.4 筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)主要包括單筒體-框架、筒中筒、多束筒等形式，能滿足更多層數(shù)的要求，常見(jiàn)用于超高層結(jié)構(gòu)中。筒體結(jié)構(gòu)具有很大的剛度和強(qiáng)度，受力合理，在平面布置及滿足功能使用上有明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著建筑往更多層數(shù)方向發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

3 埋深及嵌固端

高層建筑基礎(chǔ)要求具有一定的埋置深度.其目的是為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，減弱震害。確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，應(yīng)綜合考慮建筑物的高度、體型、地基土以及設(shè)防烈度等因素。基礎(chǔ)埋深一般從室外地坪算至基礎(chǔ)底面或承臺(tái)底面?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3―2002)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī) )規(guī)定基礎(chǔ)埋深需滿足以下2條規(guī)定：（1）天然地基或復(fù)合地基可取房屋高度的1／15；（2）樁基礎(chǔ)可取房屋高度的l／l8。

正確選定結(jié)構(gòu)嵌固端是結(jié)構(gòu)計(jì)算模式中的一個(gè)重要假定，它關(guān)系到結(jié)構(gòu)某些構(gòu)件內(nèi)力分配的正確性、影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移的真實(shí)性以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性：當(dāng)高層建筑設(shè)有地下室時(shí)，若地下室全埋于土中，地基土對(duì)地下室有明顯的約束作用，則可將地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌同端；若地下室半埋于土中或是開(kāi)敞式地下室，則需計(jì)算地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度是否大于或等于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。當(dāng)滿足此條件時(shí)，則可將地下室頂板作為嵌固端。當(dāng)高層建筑不設(shè)有地下室時(shí)，可將基礎(chǔ)面作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，還須在縱橫2個(gè)方向設(shè)基礎(chǔ)粱加以連接。

4 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

在結(jié)構(gòu)整體性能設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)以下主要設(shè)計(jì)指標(biāo)加以控制。

4.1 位移比

位移比是判斷結(jié)構(gòu)平面是否規(guī)則的重要依據(jù)?！陡咭?guī)》規(guī)定：在考慮偶然偏心影響地震作用下，A級(jí)高度高層建筑的位移比不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.5；B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)、復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的位移比不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.4。

4.2 周期比

周期比為以結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T1與以平動(dòng)為主的第一自振周期T1 之比。限制周期比是為了控制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置，減弱內(nèi)筒的剛度，增加結(jié)構(gòu)周圈構(gòu)件的剛度等措施來(lái)增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度?！陡咭?guī)》規(guī)定：A級(jí)高度高層建筑的周期比不應(yīng)大于0.9；B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)、復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的位移比不應(yīng)大于0.85。

4.3 剛度比

剛度比指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值，調(diào)整該值主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層?！陡咭?guī)》規(guī)定：高層建筑結(jié)構(gòu)其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70％或其上相鄰3層側(cè)向剛度平均值的80％。

4.4 剛重比

剛重比是結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比。它是控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的重要指標(biāo)，是影響重力二階效應(yīng)的主要參數(shù) 通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)剛重比進(jìn)行控制，可使高層建筑滿足穩(wěn)定性要求。

4.5 軸壓比

軸壓比指針對(duì)柱(墻)考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積的比值。它是影響墻柱抗震性能的主要因素之一，是保證豎向構(gòu)件具有良好延性和耗能能力的主要指標(biāo)。

第4篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】 帶轉(zhuǎn)換層高樓 建筑設(shè)計(jì) 功能 分類(lèi) 設(shè)計(jì)方法 技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一．引言

當(dāng)今社會(huì)是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也帶動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)建筑水平也有了較大的提高，高層建筑逐步向著綜合性、多樣化以及全面化的方向發(fā)展。就目前我國(guó)的建筑發(fā)展情況而言，當(dāng)前在我國(guó)出現(xiàn)的比較多的形式是上部多半都是民用住宅樓層，下部就是大規(guī)模的商場(chǎng)以及娛樂(lè)場(chǎng)所。我們換個(gè)角度來(lái)看，從建筑的功能來(lái)看，上部由于是居民居住樓房，所以多半是用墻體隔開(kāi)的小間房，其房間的形式多樣，利用比較自由，而下部則是為了滿足應(yīng)用的需求，其空間比較大，主要是用大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，很少出現(xiàn)隔墻。這樣的很顯然我們可以發(fā)現(xiàn)，建筑上層的墻體比較多，而下部的墻體相對(duì)較小，這與以往常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)是不同。正是因?yàn)檫@樣所以產(chǎn)生了帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑，帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑可以使這種應(yīng)用多元化的建筑在結(jié)構(gòu)上更加的合理，其產(chǎn)生可以說(shuō)是必然的，也受到了建筑行業(yè)的關(guān)注，其發(fā)展應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大，已經(jīng)成為了以后發(fā)展的趨勢(shì)。

二．建筑轉(zhuǎn)換層的定義以及功能

因?yàn)榻ㄖこ坦δ艿母淖?，目前高層建筑的?yīng)用更加的多元化，上部主要呈軸線布置，其間數(shù)多但是每間的面積比較小。下部則與上部恰恰相反，下部主要是要求空間大，所以就要求柱網(wǎng)比較大，隔墻比較少，中間存在一個(gè)過(guò)渡的樓層。這就是我們所說(shuō)的帶裝換層的建筑。其轉(zhuǎn)換層的功能主要有以下幾點(diǎn)：

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。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)。在下層可以有較大的出入口。

3.同時(shí)轉(zhuǎn)換上、下層結(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)榭蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)的同時(shí)，下部柱網(wǎng)與上部剪力墻的軸線錯(cuò)開(kāi)，形成上、下柱網(wǎng)不對(duì)齊的布置。

三．轉(zhuǎn)換層型式的類(lèi)型

從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式上看, 轉(zhuǎn)換層可分為以下幾種類(lèi)型:

1.梁式轉(zhuǎn)換層

一般運(yùn)用于底部大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。它是將上部剪力墻落在框支梁上, 再由框支柱支撐框支梁的結(jié)構(gòu)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。

2.箱式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)轉(zhuǎn)換梁截面過(guò)大時(shí), 設(shè)一層樓板已不能滿足平面內(nèi)樓板剛度無(wú)限大的假定。為了使理論假定與實(shí)際相符, 可在轉(zhuǎn)換梁梁頂與梁底同時(shí)設(shè)一層樓板, 形成一個(gè)箱形梁。

3.厚板式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)上下柱網(wǎng)錯(cuò)位較多, 難以用梁直接承托時(shí), 則需做成厚板, 即板式轉(zhuǎn)換層。厚板的厚度可根據(jù)柱網(wǎng)尺寸、上部結(jié)構(gòu)荷載綜合而定。

4.桁架式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)高層建筑下部為大空間商場(chǎng), 上部為小空間客房或?qū)懽謽? 且需設(shè)置管道設(shè)備層時(shí), 也可采用桁架式轉(zhuǎn)換層。上部柱墻可通過(guò)桁架傳至下部柱墻, 而管道則可利用桁架間的空間穿行。

四．不同類(lèi)型轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)的概述

高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)一般可分為以上介紹的4種基本結(jié)構(gòu)形式，其具體樣式如下圖：

1.梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)形式是目前高層建筑中實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換最常用的結(jié)構(gòu)形式，由于其傳力途徑采用墻(柱)轉(zhuǎn)換梁柱(墻)的形式，具有傳力直接、明確和清楚的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)際工程中轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)形式有多種多樣，從轉(zhuǎn)換梁功能上，可分為托墻和托柱；從轉(zhuǎn)換梁形式上，可分為加腋和不加腋；從轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)采用材料上，又可分為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼骨混凝土和鋼結(jié)構(gòu)等。

2.桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

桁架分為空腹桁架和實(shí)腹桁架2 種，它可以是鋼桁架，也可以是鋼筋混凝土桁架，在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)中常用鋼筋混凝土桁架。“強(qiáng)斜腹桿，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”是桁架轉(zhuǎn)換層的基本設(shè)計(jì)原則，而節(jié)點(diǎn)的受力復(fù)雜，容易發(fā)生剪切破壞，造成配筋過(guò)多。桁架轉(zhuǎn)換式通常要求高度在3m 以上，否則斜壓桿件易形成超短柱，地震作用下容易產(chǎn)生脆性破壞。

3.箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)形式即單向托梁、雙向托梁如果連同上下層較厚的樓板共同工作，可以形成剛度很大的箱形轉(zhuǎn)換層。它的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換層本身的整體性很好，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)布置較復(fù)雜時(shí)，仍能夠保證上下豎向構(gòu)件的有效傳力。

4.厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑可采用三維空間分析程序進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析。厚板的內(nèi)力分析：轉(zhuǎn)換板邊界形狀不規(guī)則，荷載分布和支撐條件較為復(fù)雜，一般需采用有限單元法進(jìn)行詳細(xì)應(yīng)力分析。可采用PKPM 系列軟件中復(fù)雜樓板有限元分析軟件計(jì)算。

五.轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)

我們知道在我國(guó)，建筑行業(yè)的起步比較晚，尤其是帶轉(zhuǎn)換層的建筑是在最近的幾年才發(fā)展起來(lái)的，所一與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論以及設(shè)計(jì)方法相對(duì)不完善，在設(shè)計(jì)的工程中往往會(huì)遇到不同的難題。所以針對(duì)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中常常遇到的問(wèn)題，我們總結(jié)必須注意一下的幾點(diǎn)：

1.在對(duì)帶有轉(zhuǎn)換層的建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)其轉(zhuǎn)換層下部的結(jié)構(gòu)不能設(shè)計(jì)為柔軟層，如果設(shè)計(jì)成了柔軟層，則轉(zhuǎn)換層不能夠承受上部巨大的質(zhì)量與壓力，極容易導(dǎo)致房屋倒塌。

2.在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意要把轉(zhuǎn)換層的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為抗側(cè)剛度接近于下部的抗側(cè)剛度，轉(zhuǎn)換層的上下部其剛度不能有突變情況，而是一個(gè)漸變的過(guò)程。

3.我們知道底部轉(zhuǎn)換層的高度和其剛度是有關(guān)聯(lián)的，其位置越高則轉(zhuǎn)換層的上下剛度變化會(huì)越大，這樣的話就會(huì)極易的導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層上下剛度出現(xiàn)突變的情況，會(huì)很容易導(dǎo)致剪力墻出現(xiàn)受壓裂縫，導(dǎo)致對(duì)墻體的破壞，嚴(yán)重的則可能導(dǎo)致坍塌事故，所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須要注意轉(zhuǎn)換層高度的適宜。

4.我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)必須按照相關(guān)的規(guī)定設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系必須符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，不得違反規(guī)定做事，否則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。

六．結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，城市人口越來(lái)越多，城市擁擠已經(jīng)成為了城市目前普片存在的問(wèn)題，正是因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題的存在，我國(guó)建筑工程逐步加強(qiáng)了對(duì)空間的利用，建筑工程向著多層的方向發(fā)展。其功能也是發(fā)生了相應(yīng)的改變，當(dāng)前的建筑樓，上部是居民住宅樓層，下部則為大型的商場(chǎng)或者娛樂(lè)場(chǎng)所。為了解決建筑物上部和下部隔墻的分布不均勻的問(wèn)題，帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用而生。帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使建筑的結(jié)構(gòu)更加的科學(xué)合理。就目前我國(guó)的建筑水平而言，已經(jīng)取得相當(dāng)不錯(cuò)的成果，但是我國(guó)的建筑行業(yè)起步比較晚，基礎(chǔ)比較差，所以和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有很大的差距的，尤其是我國(guó)帶轉(zhuǎn)換層的建筑設(shè)計(jì)水平還相對(duì)的比較不成熟，所以我們?cè)诰唧w的工作中要事實(shí)其實(shí)，具體問(wèn)題具體分析，結(jié)合我國(guó)建筑物的自身特點(diǎn)，不斷的創(chuàng)新，不斷的總結(jié)，不斷學(xué)習(xí)，只有這樣才能使我國(guó)建筑水平提高到一個(gè)新的層次。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李從春 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[期刊論文] 《四川建筑》 -2010年6期

[3]李樂(lè) 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年2期

[4]陳明 朱旭飛 何濤 潘春宇 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [期刊論文] 《沿海企業(yè)與科技》 -2008年11期

[5]周廣鵬 淺談帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年10期

第5篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0.引言

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越成為高層建筑設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)，給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)極其重要，扎實(shí)、適用的基礎(chǔ)，是確保高層建筑質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，考慮好可能存在的一系列影響因素，把基礎(chǔ)設(shè)計(jì)做好。本文就高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則以及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1水平荷載成為決定因素

首先，數(shù)據(jù)顯示樓房自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比。因此，水平荷載對(duì)高層建筑穩(wěn)定性的影響作用是很大的。

1.2軸向變形不可忽視

高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。

1.3側(cè)移成為控制指標(biāo)

與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（=qH4/8EI）。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：

（1）因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。（2）使居住人員感到不適或驚慌。（3）使填充墻或建筑裝飾開(kāi)裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。（4）使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。A，結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。相對(duì)于較低樓房而言，高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。B，抗震設(shè)計(jì)要求更高。有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是：注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)造措施。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列基本要求：

（l）應(yīng)具有必要的承載力、剛度和變形能力。（2）應(yīng)避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞。（3）對(duì)可能的薄弱部位要采取加強(qiáng)措施。（4）結(jié)構(gòu)選型與布置合理，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本要求

基礎(chǔ)是房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，房屋所受的各種荷載都要經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)傳至地基。由于高層建筑層數(shù)多、上部結(jié)構(gòu)荷載很大，導(dǎo)致使其基礎(chǔ)具有埋置深度大，材料用量多，施工周期長(zhǎng)，工程造價(jià)高等特點(diǎn)。為此，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下幾方面的要求：

（1）高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類(lèi)型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發(fā)生過(guò)量沉降戒傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應(yīng)注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，確保施工安全。（2）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)狀況進(jìn)行，宜考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的影響。需要降低地下水位的，應(yīng)在施工時(shí)采取有效措施，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物、地下設(shè)施等正常使用和安全。同時(shí)還應(yīng)注意降水的時(shí)間要求，以免停止降水后，水位過(guò)早上升，使建筑物發(fā)生上浮等問(wèn)題。（3）高層建筑應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。宜采用筏形基礎(chǔ)，必要時(shí)可采用箱形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小，且能滿足地基承載力和變形要求時(shí)，也可采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用樁基或復(fù)合地基。（4）高寬比大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)；高寬比不大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面面積的15%。計(jì)算時(shí)，質(zhì)量偏心較大的裙樓與主樓可分開(kāi)考慮。（5）在地震區(qū)，高層建筑宜避開(kāi)對(duì)抗震不利的地段；當(dāng)條件不允許避開(kāi)不利地段時(shí)，應(yīng)采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失穩(wěn)而破壞，或者產(chǎn)生過(guò)量下沉或傾斜。

4.基礎(chǔ)的埋深問(wèn)題

高層建筑的基礎(chǔ)應(yīng)該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎(chǔ)底面，對(duì)于獨(dú)立的高層建筑而言，基礎(chǔ)埋深比較容易確定，但當(dāng)今多數(shù)高層建筑與地下車(chē)庫(kù)都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝?chē)庫(kù)基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨(dú)立基礎(chǔ)（防水底板不宜太薄）時(shí)，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時(shí)高層建筑地下室頂板及地下車(chē)庫(kù)頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車(chē)庫(kù)應(yīng)有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時(shí)候，高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)該要從地下車(chē)庫(kù)地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來(lái)滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

4.1提高地基承載力

當(dāng)高層建筑采用天然地基時(shí)，地基承載力可進(jìn)行修正。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。

4.2有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定

高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時(shí)地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。

此外在確定埋置深度時(shí)，應(yīng)考慮建筑物的高度、體型、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎(chǔ)底面，并宜符合下列要求：（1）天然地基或復(fù)合地基，可取房屋高度的1/15；（2）樁基礎(chǔ)，可取房屋高度的1/18（樁長(zhǎng)不計(jì)在內(nèi)）。當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時(shí)，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及本規(guī)程第12.1.6條規(guī)定的前提下，基礎(chǔ)埋深可不受本條第1、2兩款的限制。當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生滑移時(shí)，應(yīng)采取有效的抗滑移措施。

5.結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，我國(guó)的高層建筑發(fā)展十分迅速，建筑造型新穎獨(dú)特，建筑物的高度與規(guī)模不斷增加。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，地基是大樓的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。并能根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q實(shí)際問(wèn)題。才能不斷地完善和發(fā)展高層建筑。

參考文獻(xiàn)：

第6篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；建筑機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換層就是在建筑中，因建筑的上部與建筑的下部使用的不同情況，在建筑中的某一樓層對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。目前，我國(guó)許多的高層建筑都是上部用作住宅，下部用作商業(yè)，會(huì)經(jīng)常的使用到轉(zhuǎn)換層。我們結(jié)合具體的建筑對(duì)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的相關(guān)方面進(jìn)行闡述。某一個(gè)高層建筑總體的建筑面積為24000m2，地上的部分是22層，地下的部分是1層，其中地上部分的22層中前4層的用途是商業(yè)，其余的用途是住宅。1層的高度為5m，第2層～第4層的高度為4m，住宅用房的高度是3m。這樣，轉(zhuǎn)換層應(yīng)該設(shè)置在4層與5層之間。這個(gè)建筑總體的剖面圖如下圖所示：

一、轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的方案

我們?cè)谶M(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，通常的結(jié)構(gòu)包括桁架轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)、板式轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)、以及梁式轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)等等，在這幾種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)榱菏睫D(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)施工方便以及受力明確等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的運(yùn)用。我們可以在國(guó)內(nèi)外許多建筑中見(jiàn)到梁式轉(zhuǎn)化層的結(jié)構(gòu)，而其他形式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)用的卻較少，下表簡(jiǎn)要的列出了應(yīng)用梁式轉(zhuǎn)換層以及其他形式的轉(zhuǎn)換層建筑。

從表中我們不難看出，我國(guó)大多數(shù)的建筑依舊是采用梁式的轉(zhuǎn)換層，而其他的形式如桁架式、板式以及箱式等基本上很少的應(yīng)用。本篇文章中選取的建筑采取的就是梁式轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層的高度為2.5m，轉(zhuǎn)換層的兩端連接在樓板上，上層的樓板的厚度是200mm，下層樓板的厚度是300mm。我們可以計(jì)算出轉(zhuǎn)換梁截面的尺寸：

其中 是設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換梁截面能夠承受的最大剪力值。

是設(shè)計(jì)的混凝土的軸心抗壓的強(qiáng)度值。

是轉(zhuǎn)換梁的截面寬度以及有效的高度。

是承載力抗震的系數(shù)。

二、轉(zhuǎn)換層機(jī)構(gòu)整體的分析

采取TBSA5.0對(duì)轉(zhuǎn)換層的整體進(jìn)行分析，為了防止因?yàn)閯偠鹊淖兓罐D(zhuǎn)換層變?nèi)?，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要使上層與下層的剛度比值 ，努力的向1接近，剛度的比值為：

（ 為混凝土的剪變模量， 為抗剪截面的面積， 為樓層的層高）

從計(jì)算的結(jié)果能夠知道層間最大的側(cè)移以及頂點(diǎn)的位移是完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求的。

（一）轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換梁的受力是較大的，它要承托上部的剪力墻，它能夠保障結(jié)構(gòu)的安全，是結(jié)構(gòu)中重要的部件。我國(guó)在轉(zhuǎn)換梁的方面沒(méi)有明確的規(guī)定，對(duì)承載力的計(jì)算也沒(méi)有有效的方法，因此，我們進(jìn)行兩跨式連接的短梁的研究。

1.研究的結(jié)果

我們?cè)谶M(jìn)行研究時(shí)，選取模型是轉(zhuǎn)換梁的五分之一，模型的鋼筋配置以及截面的尺寸如下圖所示：

2.截面的平均應(yīng)變符合截面的假定

3.在中間支座的內(nèi)剪區(qū)域中與加載點(diǎn)之間出現(xiàn)了斜裂縫，并且慢慢的擴(kuò)張成為臨界的斜裂縫，裂縫的分布可以參見(jiàn)下圖：

下部的縱筋以及上部的縱筋沿著梁的方向應(yīng)變的分布如下圖所示。我們可以看出，縱筋沿著梁的方向應(yīng)變的分布，在沒(méi)有出現(xiàn)斜裂縫時(shí)，與彎矩圖是相同的；在出現(xiàn)斜裂縫之后，與彎矩圖之間是存在很大差別的，說(shuō)明在梁中存在較大的應(yīng)力分布；當(dāng)臨近破壞的時(shí)候，下部的縱筋完全處在受拉的狀態(tài)，而上部的縱筋在內(nèi)剪的區(qū)域內(nèi)處在受拉的狀態(tài)。

（第一個(gè)為斜裂縫出現(xiàn)之前；第二個(gè)為斜裂縫出現(xiàn)之后；第三個(gè)為臨近破壞。1為下部，2為上部）

4.試驗(yàn)梁被破壞時(shí)，在內(nèi)剪的區(qū)域內(nèi)，箍筋穿過(guò)斜裂縫受到拉力屈服，剪壓區(qū)中的混凝土被壓疏；支座至加載點(diǎn)的外剪的區(qū)域內(nèi)，箍筋穿過(guò)斜裂縫的應(yīng)變是53%的屈服應(yīng)變，剪壓區(qū)中的混凝土沒(méi)有被壓疏。

5.試驗(yàn)梁被破壞時(shí)，穿過(guò)斜裂縫的水平腹筋的強(qiáng)度沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。

（二）承載力的計(jì)算

依據(jù)實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果，在梁的正截面的受彎承載力的計(jì)算時(shí)，我們還要依據(jù)普通的梁來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)4以及實(shí)驗(yàn)5的結(jié)果，轉(zhuǎn)換梁的斜截面的承受剪力主要是由箍筋以及混凝土來(lái)承擔(dān)，水平的腹筋對(duì)承載的能力有一定的作用。在進(jìn)行承載力的計(jì)算時(shí)，按照下面的公式進(jìn)行計(jì)算：

其中， 為計(jì)算的剪跨比。

為混凝土的抗拉強(qiáng)度。

為箍筋的抗拉強(qiáng)度。

為在一個(gè)截面中箍筋的全部面積。

為箍筋之間的間距。

轉(zhuǎn)換梁的截面寬度以及有效的高度。

（三）構(gòu)造的要求

根據(jù)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果，為了能夠使轉(zhuǎn)換梁出現(xiàn)斜裂縫之后，縱向的鋼筋能夠起到拉桿的作用，形成受力的體系，底部的縱向鋼筋在跨內(nèi)不應(yīng)當(dāng)截?cái)嗷蛘呤菑澠?，而是伸入到支座之中，并進(jìn)行有效的固定。

轉(zhuǎn)換梁的截面較大，在梁的附近的水平腹筋要盡量多一些，能夠提升轉(zhuǎn)換梁的承載力，包括轉(zhuǎn)換梁抗彎、抗剪等，同時(shí)還能夠?qū)⒘芽p進(jìn)行抑制，將因混凝土的收縮造成的影響減少。

高層建筑中轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換梁的形式有很多，在建筑中的應(yīng)用也非常廣泛，在進(jìn)行高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要按照施工進(jìn)行模擬，對(duì)各個(gè)方面的因素要充分的重視，同時(shí)將各方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確細(xì)致的計(jì)算，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員以及施工的人員要對(duì)轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式充分高度的重視。

第7篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式

按照結(jié)構(gòu)形式來(lái)分類(lèi)高層建筑轉(zhuǎn)換層可以分為桁架體系、粱--柱體系、厚板轉(zhuǎn)換體系和墻梁體系等，梁--柱體系是最為常見(jiàn)的。如果內(nèi)部需要形成較大的空間，包括軸線轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)類(lèi)型轉(zhuǎn)變時(shí)，可以采用桁架式、梁式和板式的轉(zhuǎn)換層;如果框筒結(jié)構(gòu)需要在底層形成較大的入口，這是可以使用多種轉(zhuǎn)換形式，梁式、墻式、拱式和合柱式。目前我國(guó)普遍使用梁式轉(zhuǎn)換層，由于設(shè)計(jì)和施工比較簡(jiǎn)單、受力比較明確，底部大空間的剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)經(jīng)常采用。

二、高層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)原則

在確定好結(jié)構(gòu)形式后，設(shè)計(jì)過(guò)程中還要遵循以下幾個(gè)原則:

1.要盡量減少轉(zhuǎn)換次數(shù)，布置主體的豎向構(gòu)件時(shí)，要上下連續(xù)貫通盡可能多的剪力墻和柱，轉(zhuǎn)換構(gòu)件少，轉(zhuǎn)換層引起的剛度突變就會(huì)小，就會(huì)越有利于結(jié)構(gòu)的抗震。

2.做到傳力直接，在設(shè)計(jì)時(shí)要避免多級(jí)轉(zhuǎn)換，使水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)能夠傳力直接，要避免使用次框、支柱梁的結(jié)構(gòu)方案。

3.要優(yōu)化轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比值。按照相關(guān)的規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程可以采取加大框支柱斷面、加厚剪力墻厚度、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)來(lái)強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的剛度，還可以弱化上部結(jié)構(gòu)的剛度。這些措施可以減少優(yōu)化轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)承載力和側(cè)向剛度的變化，滿足抗震的要求。

4.要保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，可以采用兩種力學(xué)模型不同的三維空間分析軟件來(lái)計(jì)算整體的內(nèi)力，兩種軟件計(jì)算完成后還要進(jìn)行結(jié)果的對(duì)比分析。

三、高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 .高層建筑轉(zhuǎn)換層中有關(guān)抗震的設(shè)計(jì)

高層建筑轉(zhuǎn)換層會(huì)引起建筑物豎向剛度發(fā)生突變，遭遇地震作用時(shí)形成薄弱環(huán)節(jié)，就會(huì)影響結(jié)構(gòu)的抗震功能。所以在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)要做到以下幾點(diǎn):

1) 盡量減少需要轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，豎向構(gòu)件直接落地的數(shù)量越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)就會(huì)越少，剛度突變也就越小，有利于結(jié)構(gòu)的抗震。

2) 在高層建筑的豎向位置，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)宜低不宜高。

3) 要優(yōu)化轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)，選擇具有明確傳力路徑的型式，以利于結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)和確保施工的質(zhì)量。轉(zhuǎn)換層的剛度在滿足建筑物經(jīng)濟(jì)和安全要求下，宜小不宜大。

2. 高層建筑轉(zhuǎn)換層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1) 下部主體結(jié)構(gòu)剛度的分布。豎向剛度的突變?cè)谵D(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中是個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中上下層主體結(jié)構(gòu)總剪切度要滿足一定的要求，這時(shí)就可以采用增設(shè)剪力墻、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)、加大下部主體豎向構(gòu)件的截面尺寸等方法。

2) 合理布置剪力墻。要注意到剪力墻對(duì)上下剛度傳遞時(shí)造成的影響，要想避免上下結(jié)構(gòu)剛度的突變，可以通過(guò)以下方法來(lái)解決: 首先，減少上部的剛度，盡量不在上部設(shè)置剪力墻; 其次，要加大下部的剛度，在條件允許的情況下，可以在適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置一些落地剪力墻，還要保證落地剪力墻的均勻?qū)ΨQ(chēng)分布，不要出現(xiàn)過(guò)于集中的現(xiàn)象。

3) 合理選擇轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)剛度。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，要合理的選擇轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度。如果剛度過(guò)大，會(huì)引起豎向結(jié)構(gòu)的突然變大和地震反應(yīng)，使轉(zhuǎn)換層受力狀態(tài)很不好，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致材料的用量增加，造成成本增加，不具有經(jīng)濟(jì)合理性。如果剛度過(guò)小，上部的豎向構(gòu)件跟其它豎向構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)很大的沉降差，導(dǎo)致水平構(gòu)件中產(chǎn)生次應(yīng)力，配筋也會(huì)增加。

3.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)

1) 框支柱的設(shè)計(jì)。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，框支柱是重要的構(gòu)件，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性有著很大的影響。由于各種原因的存在，在實(shí)際施工中，樓板會(huì)出現(xiàn)變形的問(wèn)題，剪力墻也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。而且變形和裂縫都會(huì)降低剛度，使框支柱的剪力也增加很多。因此在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范單獨(dú)的設(shè)計(jì)能夠提高框支柱剪力的單元。還要把框支柱上部墻體的縱筋延伸至墻體的內(nèi)層，從而可以強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層的上下連接關(guān)系。

2) 轉(zhuǎn)換層樓板的設(shè)計(jì)。框支剪力墻通過(guò)轉(zhuǎn)換層可以分為上下兩部分，上下兩部分的受力情況是不同的。在上部的樓層中，外荷載引起的水平力是根據(jù)剪力墻的不同剛度比例進(jìn)行分配的; 在下部的樓層中，落地剪力墻剛度由于跟框支柱的剛度有很大差別，它承擔(dān)了大部分的水平剪力，轉(zhuǎn)換層部分的荷載分配不均勻。轉(zhuǎn)換層樓板主要負(fù)責(zé)承擔(dān)上下部分剪力的分配，由于轉(zhuǎn)換層樓板受力強(qiáng)、變形幅度大，因此為了完成轉(zhuǎn)換任務(wù)必須要具備足夠的剛度。

3）高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層框支架設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層框支梁的作用是將剪力墻上面部位傳遞的豎向荷載承托住，以確保框支剪力墻具備足夠的抗震能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，梁端和柱頭在豎向荷載的作用下，最容易被破壞，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意：框支架的寬度大小要大于上部墻體2倍以上的厚度，約為400mm左右。如果梁高不足，則可以再上端部位加設(shè)腋梁。其中梁的抗剪承載力決定了上梁的截面尺寸，如果框支梁沒(méi)有設(shè)置彎起鋼筋，則箍筋和混凝土需要一起承受所有的剪力。關(guān)于梁截面尺寸，可按照有關(guān)公式確定。

四、高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

1.設(shè)計(jì)人員在對(duì)轉(zhuǎn)換層進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須結(jié)合該建筑的具體設(shè)計(jì)方案，來(lái)選擇適當(dāng)?shù)牧菏?、箱式或桁架、框架式的結(jié)構(gòu)，以保證其轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)和建筑整體結(jié)構(gòu)之間在設(shè)計(jì)方面的協(xié)調(diào)性，盡可能使質(zhì)量中心貼近于剛度中心。比如，建筑的上層結(jié)構(gòu)與下層結(jié)構(gòu)在柱網(wǎng)錯(cuò)開(kāi)幅度過(guò)大或全部錯(cuò)開(kāi)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇梁式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，以使上部軸網(wǎng)和下部軸網(wǎng)之間盡可能多的對(duì)齊。

2.設(shè)計(jì)人員還要認(rèn)真地做好對(duì)于落地構(gòu)件的對(duì)稱(chēng)、均勻設(shè)計(jì)，并適當(dāng)提高其強(qiáng)度等級(jí)與截面尺寸，以鋼筋、混凝土材質(zhì)為材料，保證轉(zhuǎn)換層以下的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)于抗剪以及抗彎剛度需求的滿足。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要避免建筑豎向結(jié)構(gòu)剛度的過(guò)大差異，保證上層與下層二者的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)差值處于1 左右，并適當(dāng)?shù)貙⒙涞貕Φ暮穸仍黾?，并縮小洞口的尺寸，或?qū)⒀a(bǔ)償剪力墻設(shè)置在結(jié)構(gòu)中，以使建筑具有適當(dāng)?shù)目臻g剛度。

3.設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)通過(guò)根據(jù)梁跨中部位支座的正彎矩與負(fù)彎矩二者減弱的速度規(guī)律（前者快后者慢），將下部的鋼筋設(shè)計(jì)為全部深進(jìn)錨固結(jié)構(gòu)的形式，可以取消彎筋設(shè)置，腰筋的直徑要保持在 16 以上，配置間距控制于 200mm 以內(nèi)。且，高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層不同于其它普通的薄壁桿件，它具有復(fù)雜的形狀及受力狀況，且需要承擔(dān)相對(duì)集中的應(yīng)力，因此，設(shè)計(jì)人員必須以整體計(jì)算作為基礎(chǔ)，認(rèn)真做好對(duì)于各部位構(gòu)件的局部應(yīng)力計(jì)算，并按照實(shí)際的應(yīng)力分布狀況，為轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)呐浣睢?/p>

4.設(shè)計(jì)人員還要盡量做好對(duì)于建筑的空間布設(shè)，高層建筑中的結(jié)構(gòu)與設(shè)備的轉(zhuǎn)換層一般位于同一樓層，若樓層高度為 2.9m，勢(shì)必會(huì)造成樓層空間的浪費(fèi)，若樓層高度小于 2.2m，又會(huì)造成建筑扭轉(zhuǎn)剛度與側(cè)移剛度二者的增加，所以，為了應(yīng)對(duì)建筑豎向剛度的突變，設(shè)計(jì)者還要盡可能地避免其轉(zhuǎn)換層的過(guò)高設(shè)置（一般位于 6 層以下），并且可以適當(dāng)?shù)貙⒔Y(jié)構(gòu)與設(shè)備的轉(zhuǎn)換層分開(kāi)設(shè)置，前者設(shè)置于2～3 層，而后者設(shè)置于 4～5 層。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)高層建筑自身的特點(diǎn)和計(jì)算得到的建筑構(gòu)件受力情況，來(lái)選擇最科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方案，從而保證高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，滿足人們的不同使用要求。

參考文獻(xiàn)

[l]疏桐 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析CT〕建筑知識(shí):學(xué)術(shù)刊，2012 (08)

第8篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在高層建筑設(shè)計(jì)中，為滿足建筑使用功能需要，底部數(shù)層常設(shè)置為大空間，而上部標(biāo)準(zhǔn)層多為小開(kāi)間，致使上層的部分豎向承重結(jié)構(gòu)不能直接落地，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換構(gòu)件包括：梁、桁架、空腹桁架、箱型結(jié)構(gòu)、斜撐、厚板等。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層常見(jiàn)的有梁式轉(zhuǎn)換和板式轉(zhuǎn)換兩種類(lèi)型。梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，受力比較直接明確，是目前得到廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式。板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，受力、傳力途徑比較復(fù)雜，不夠明確；一般只有在上下部結(jié)構(gòu)明顯不協(xié)調(diào)，無(wú)法采用梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)才采用。

一、轉(zhuǎn)換層概述

按結(jié)構(gòu)功能，轉(zhuǎn)換層可分為三類(lèi)：

1、上層和下層結(jié)構(gòu)類(lèi)型轉(zhuǎn)換。多用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，它將上部剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架，以創(chuàng)造一個(gè)較大的內(nèi)部自由空間。

2、上、下層的柱網(wǎng)、軸線改變。轉(zhuǎn)換層上、下的結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變，但是通過(guò)轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴(kuò)大，形成大柱網(wǎng)，并常用于外框筒的下層，形成較大的入口。

3、同時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸線布置。即上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)換層改變?yōu)榭蚣艿耐瑫r(shí)，柱網(wǎng)軸線與上部樓層的軸線錯(cuò)開(kāi)，形成上下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的布置。

二、高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

（一）轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計(jì)方法

轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的選擇與其受力性能和轉(zhuǎn)換層的形式相關(guān)。①托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部普通框架時(shí)，在轉(zhuǎn)換梁常用截面尺寸范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算。當(dāng)轉(zhuǎn)換粱承托上部斜桿框架時(shí)，轉(zhuǎn)換梁將承受軸向拉力，此時(shí)應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。②托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨不開(kāi)洞時(shí)，轉(zhuǎn)換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法宜采用深梁截面設(shè)計(jì)方法或應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法，且計(jì)算出的縱向鋼筋應(yīng)沿全梁高適當(dāng)分布配置。

（二）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)不僅豎向剛度易在轉(zhuǎn)換層附近發(fā)生突變，還應(yīng)關(guān)注的是豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，使結(jié)構(gòu)的傳力（包括豎向及水平力）途徑在轉(zhuǎn)換層及其附近發(fā)生突變，在強(qiáng)震作用下，易產(chǎn)生薄弱部位。因此在抗震設(shè)計(jì)中，除了控制轉(zhuǎn)換層上下剛度比外，還應(yīng)采用措施，加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層及附近層結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換梁、落地墻、轉(zhuǎn)換層上下各兩層樓板等構(gòu)件，以保證水平剪力的有效傳遞和結(jié)構(gòu)底層在強(qiáng)震下有足夠的延性。

（三）轉(zhuǎn)換層分析計(jì)算

整體計(jì)算完畢后對(duì)轉(zhuǎn)換層本身應(yīng)采用平面有限元計(jì)算軟件做局部應(yīng)力的補(bǔ)充計(jì)算。進(jìn)行局部分析時(shí)，應(yīng)考慮轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上下樓層是否進(jìn)入局部計(jì)算模型，以及樓層樓蓋平面內(nèi)剛度影響，注意實(shí)際結(jié)構(gòu)的三維空間盒子效應(yīng)，采用符合實(shí)際情況的正確計(jì)算模型?？蛑Ъ袅Φ挠?jì)算較為復(fù)雜，上部剪力墻需與下面多根柱相連接，如果連接不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生很大的計(jì)算誤差?？臻g分析程序是以梁柱為基本單元，而分析底部框支剪力墻時(shí)，剪力墻作為柱單元考慮。計(jì)算時(shí)宜在上部剪力墻肢與下部轉(zhuǎn)換柱之間均設(shè)轉(zhuǎn)換梁，墻肢與轉(zhuǎn)換梁相連接。

（四）轉(zhuǎn)換大梁的設(shè)計(jì)

梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)構(gòu)造要求：①轉(zhuǎn)換層樓板要將上層結(jié)構(gòu)的水平剪力傳遞到下層抗剪結(jié)構(gòu)上去，本身承受很大的平面內(nèi)剪力，同時(shí)又承受部分豎向荷載。因此要求樓板要有足夠的強(qiáng)度和剛度。②轉(zhuǎn)換層大梁是承托上部剪力墻或柱傳下來(lái)豎向荷載的重要構(gòu)件.本身受力很大，它是整個(gè)結(jié)構(gòu)抗震安全的關(guān)鍵部位。因此，轉(zhuǎn)換大梁的設(shè)計(jì)在整個(gè)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。

（五）框支梁的設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換梁

截面尺寸一般由剪壓比控制，寬度要大于其上墻厚的2倍，且大于400mm；轉(zhuǎn)換梁的高度不小于計(jì)算跨度的1/8。工程轉(zhuǎn)換梁寬統(tǒng)一定為800mm。轉(zhuǎn)換梁受力巨大且受力情況復(fù)雜，它不但是上下層荷載的傳輸樞紐，也是保證框支剪力墻抗震性能的關(guān)鍵部位，是一個(gè)復(fù)雜而重要的受力構(gòu)件，因而在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有較多的安全儲(chǔ)備，二級(jí)抗震等級(jí)的轉(zhuǎn)換梁縱筋配筋率大于0.4%。轉(zhuǎn)換梁在滿足計(jì)算要求下，配筋率大于0.8%。轉(zhuǎn)換梁一般為偏心受拉構(gòu)件，梁中有軸力存在，因而應(yīng)配置足夠數(shù)量的腰筋。2 離柱邊1.5倍梁截面高度范圍內(nèi)的梁箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)箍筋直徑不應(yīng)小于10mm，間距不應(yīng)大于100mm。加密區(qū)箍筋的最小面積配筋率，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.9ft/fyv；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，特一、一、二級(jí)分別不應(yīng)小于1.3 ft/fyv、1.2 ft/fyv和1.1 ft/fyv。

（六）轉(zhuǎn)換層的抗震設(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)致傳力路線曲折等，因此轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的抗震性能較差。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層及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)》的規(guī)定提高一級(jí)采用，己經(jīng)為特一級(jí)時(shí)不再提高”，提高相關(guān)構(gòu)件的抗震構(gòu)造措施，而對(duì)于底部帶轉(zhuǎn)換層的框架，核心筒結(jié)構(gòu)和為密柱框架的筒中筒結(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。在8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響。

（七）托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)

當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨不開(kāi)洞時(shí)，轉(zhuǎn)換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法宜采用深梁截面設(shè)計(jì)方法或應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法，且計(jì)算出的縱向鋼筋應(yīng)沿全梁高適當(dāng)分布配置。由于此時(shí)轉(zhuǎn)換梁跨中較大范圍內(nèi)的內(nèi)力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截?cái)嗪蛷澠?，?yīng)全部伸入支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體為小墻肢時(shí)，轉(zhuǎn)換梁基本上可按普通梁的截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉(zhuǎn)換梁的底部。

（八）樓板

由于結(jié)構(gòu)上部的水平剪力要通過(guò)轉(zhuǎn)換層傳到下部結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層樓面在其平面內(nèi)受力很大，樓板變形顯著，因此要適當(dāng)加厚轉(zhuǎn)換層樓面，建議采用厚度不小于180mm的現(xiàn)澆板，這樣有利于轉(zhuǎn)換層在其平面內(nèi)進(jìn)行剪力重分配，并加強(qiáng)轉(zhuǎn)換大梁的側(cè)向剛度和抗扭能力，也可使實(shí)際情況更符合結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中樓層剛度無(wú)限大的基本假定。而且混凝土強(qiáng)度不小于C30，并采用雙向雙排鋼筋網(wǎng)，每排鋼筋的配筋率不小于0.25%，轉(zhuǎn)換層樓板不宜有大的開(kāi)洞，當(dāng)開(kāi)洞時(shí)應(yīng)在洞口四周設(shè)置次梁或者暗梁，樓板開(kāi)洞位置盡可能遠(yuǎn)離外側(cè)邊，與轉(zhuǎn)換層相近的樓板也應(yīng)加強(qiáng)。若必須在大空間部分設(shè)置樓、電梯間時(shí)，應(yīng)用鋼筋混凝土墻圍成筒體。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)建筑平面及功能要求合理選擇轉(zhuǎn)換層形式，正確選擇建筑抗震類(lèi)別是轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置，正確選擇各分部的抗震等級(jí)，構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)注重抗震延性設(shè)計(jì)的概念，對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在帶有梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，更是不同形式結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)不斷研究和進(jìn)行方案比較，在可能的情況下做出較優(yōu)的技術(shù)方案才能實(shí)現(xiàn)安全、適用、經(jīng)濟(jì)等綜合目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃志珍.高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].廣東建材. 2007（08）

第9篇：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)力度的不斷加大，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，人們的生活生產(chǎn)水平得到了有效地改善，因此人們對(duì)建筑也提出了更高的要求。而隨著我國(guó)城市建設(shè)進(jìn)程的加快，在當(dāng)前的城市建設(shè)中，高層建筑越來(lái)越多，而高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也逐漸成為了當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)師們工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的建筑行業(yè)也隨之呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，在現(xiàn)代的建筑領(lǐng)域中，各種施工技術(shù)和施工理論以及施工設(shè)備都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，同時(shí)還涌現(xiàn)出了大批更加先進(jìn)的施工技術(shù)和施工材料以及施工設(shè)備，而隨著這些技術(shù)和材料以及設(shè)備的發(fā)展應(yīng)用，使得我國(guó)建筑的質(zhì)量和性能得到了大幅度提高，從而為我國(guó)城市建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了有利條件。然而就我國(guó)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況而言，其中還存在著著一些較為嚴(yán)峻的問(wèn)題，這些問(wèn)題不僅影響到高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能，同時(shí)還極容易留下安全隱患。因此，為了提高高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，還必須要加大對(duì)其的分析研究力度。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的分析，然后對(duì)如何完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進(jìn)而為我國(guó)今后的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到一定的參考作用。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

隨著人們對(duì)現(xiàn)代建筑要求的提高，在當(dāng)前的城市高層建筑建設(shè)過(guò)程中更是離不開(kāi)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如何才能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平和提高建筑的質(zhì)量和性能，就成為了當(dāng)前建設(shè)單位所亟待解決的問(wèn)題，而當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抓喲特點(diǎn)有：

（1）側(cè)向力（風(fēng)或水平地震作用）成為影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價(jià)的主要因素。高層建筑和低層建筑一樣，承受自重活載 雪載等垂直荷載和風(fēng) 地震等水平力 在低層結(jié)構(gòu)中，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，可以忽略不計(jì)。

（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適宜剛度。隨著高度的增加，高層建筑的側(cè)向位移迅速增大。因此設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度，而且要求結(jié)構(gòu)有適宜的剛度，使結(jié)構(gòu)有合理的自振頻率等動(dòng)力特性，并使水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內(nèi)。

2、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意要點(diǎn)分析

2.1概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是要求建筑師和結(jié)構(gòu)師在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的各條規(guī)定，設(shè)計(jì)中不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)。以下一些要點(diǎn)值得注意：

（1）在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的傳遞地震力途徑，結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近。

（2）一般工程都僅進(jìn)行小震下的彈性設(shè)計(jì)，而用概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒(méi)有驗(yàn)算和證實(shí)，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無(wú)人知曉。對(duì)抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的特別重要建筑和超限建筑，審查專(zhuān)家往往會(huì)提出更具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)：1）中震或大震不屈服設(shè)計(jì)；2）中震或大震彈性設(shè)計(jì)；要求設(shè)計(jì)單位確保實(shí)現(xiàn)“三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

（3）水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)剛度選擇時(shí)，雖可考慮場(chǎng)地特征，選擇結(jié)構(gòu)剛度以減少地震作用效應(yīng)，但是也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過(guò)大的變形將會(huì)因p-δ效應(yīng)過(guò)大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

2.2結(jié)構(gòu)選型

（1）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作被動(dòng)。

（2）結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為a級(jí)高度的建筑外，增加了b級(jí)高度的建筑，因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為b級(jí)高度建筑甚或超過(guò)了b級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。

（3）嵌固端的設(shè)置問(wèn)題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問(wèn)題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的方面。