高层建筑 转换层

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标准类别:建筑工业标准
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*层建筑 转换层

*层建筑中的转换层是现代建筑设计中一种重要的结构形式,主要用于实现建筑功能分区与结构体系之间的协调。转换层通常位于建筑物的某一特定楼层,其主要作用是将上部结构的荷载有*传递到下部结构,并适应不同楼层的功能需求。例如,在住宅、商业或办公综合楼中,底层可能为商场或公共空间,而上部则为住宅单元。由于这两种功能对柱网布置的要求不同,转换层便成为连接上下部分的关键环节。

从结构角度来看,转换层常见的形式包括梁式转换、板式转换和桁架式转换等。梁式转换通过大截面的转换梁来承受上部荷载;板式转换则采用厚板直接传递荷载,适用于柱网变化较大的情况;桁架式转换则以轻巧**著称,尤其适合跨度较大的场景。这些形式的选择需综合考虑建筑功能、经济性以及施工难度等因素。

转换层的设计与施工对建筑的整体安全性至关重要。由于其承载能力要求*,设计时必须充分考虑抗震性能、材料强度及施工精度等问题。同时,转换层的存在也可能增加建筑成本和施工复杂度,因此在实际应用中需要权衡利弊。

总之,转换层在*层建筑中扮演着承上启下的角色,不仅满足了多样化功能需求,还确保了建筑结构的安全性和稳定性,是现代建筑技术发展的重要体现之一。

摘  要:随着我国经济的持续快速发展,人们对*层建筑的功能要求趋向于多样化、综合化和全面化。于是,带转换层的建筑结构孕育而生t/zsess 006.1-2023 环保共性产业园建设和管理规范 第1部分:总则,并在近年来得到较为广泛的应用。 关键词:*层建筑;转换层;

设计随着我国经济的持续快速发展,人们对*层建筑的功能要求趋向于多样化、综合化和全面化。从建筑功能上看,*层建筑上部需要较多的墙体来分隔空间以满足住宅户型的需要;而下部则希望有较大的自由灵活空间,大柱网、少墙体,以满足公共使用要求。同时*层建筑一般需要大空间、大跨度,而住宅用房的空间和跨度相对较小,这样的建筑结构上下不能贯通,水路、电路因其用途不同,也需重新布置,为了满足建筑要求就必须在上下不同结构体系转换的楼层设置转换层。于是,带转换层的建筑结构孕育而生,并在近年来得到较为广泛的应用。 1 转换层的概念、结构特性和设计原则 1.1概念。由于*层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大,墙体多、柱网密,到上部渐渐减少墙、柱的数量,以扩大柱网。这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正*相反。因此,为满足建筑功能的要求,结构必须进行“反常规设计”,即将上部布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件,即转换层结构。 1.2结构特性。*层建筑转换层按照结构来分类主要有以下几个形式:梁—柱体系、桁架体系、墙梁体系、厚板转换体系等,其中以梁—柱体系*为常用。按照转换层结构功能的不同,一般可分为以下三类:建筑上、下部分之间结构类型的转换,此类建筑上部和下部采用的结构形式不同。建筑上、下部分之间的柱网尺寸不同,这种建筑虽然上下部分的结构类型相同,但通常需要通过转换层,扩大其下部结构的柱距,以形成大柱网。同时具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。 无论哪一类形式,*层建筑转换层作为实现内力转换的构件,都要担负建筑上部荷载在向下传递过程中,因被迫发生改变而产生的种种不利影响。因此,转换层结构需要具备有足够的刚度和强度才能胜任其任务。 1.3设计原则。转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变,对结构抗震不利,故采用转换层结构设计时应遵循以下原则:尽可能减少需结构转换的竖向构件,直接落地的竖向构件越多,转换结构越少,转换层造成的刚度突变就越小,对结构抗震更有利,转换层结构在*层建筑竖向的位置宜低不宜*。优化转换层结构,选择具有明确传力路径的换层结构型式,以便于结构分析设计和保证施工量,在满足建筑物安全和经济要求的前提下,转换刚度宜小不宜大。 2 *层建筑转换层的结构设计 2.1设计战略。首先转换层要与建筑设计相互协调,结合封闭式开间的布置,均匀对称设置落地构件,尽量使其质量中心与刚度中心相近。通过提*落地构件的强度等级,并适当加大截面尺寸,采用钢与混凝土组合构件等方法,增强抗侧力构件在转换层以下的抗弯、抗剪刚度。 2.2构件选择。转换层可供选择的构件形式有梁、桁架、空腹桁架、箱形结构,斜撑、厚板等。结合工程具体情况可具体选择转换构件。现在*层建筑的梁主筋一般采用Ⅲ级钢筋,板钢筋采用I级钢筋。 2.3配筋设计。一般*层建筑梁跨中正弯矩向支座减弱的速度比较缓慢,而支座负弯矩则衰减得很快,针对这一特点,在进行配筋设计时,框支梁下部钢筋应全部伸入支座锚固,不设弯筋,当梁跨不大时,上部支座负筋宜拉通。同时沿梁*应配置间距不大于200mm,直径不小于16的腰筋。 2.4轴压比控制。从工程计算分析可以知道,虽然转换层框支柱在与框支梁的内交角处有明显的应力集中现象,但无论是在垂直荷载或是水平荷载作用下,除柱端截面以外,框支柱的弯矩和剪力都比较小,框支柱主要承受轴压力,转换层以上墙体的垂直荷截不能借助楼板平面内的刚度传递给落地剪力墙,因此要严格控制框支柱的轴压比,抗震设计时框支柱的轴压比不宜超过0.6,短柱还要减0.05,砼强度等级不应低于C30,箍筋应沿框支柱全*加密,并采用复合箍或螺旋箍,箍筋直径不小于10。间距不大于100mm,通过提*柱箍筋配箍率,来提*转换层柱的抗剪能力。 2.5空间设计。*层建筑一般是结构转换层和设备转换层合在同一层中,如果设计成一般层*2.9m,有些浪费空间;如果设计层*低于2.2米以下,则该层的侧移刚度和扭转刚度过大。则建议可以将结构转换层放在层比较*的2~3层,设备转换层放在稍微低的4~5层,既实现了上下层结构的转换又节约了空间。 2.6保证刚度。防止沿竖向刚度变化过于悬殊,要保证大空间层有充分的刚度。抗震设计时,要控制转换层上下层刚度变化率,使之尽量接近1,不大于2。为此可以采取控制落地剪力墙的比例,加大落地墙的厚度,提*砼的强度等级,减小洞口尺寸,使纵横连接形成筒体,还可以增设补偿剪力墙,来增加空间层的刚度。 3 *层建筑转换层的结构设计应注意问题 3.1宜低位转换,尽量避免*位转换。设置结构转换层的*层建筑属复杂的*层建筑,其结构竖向刚度存在一定程度的突变,且转换层上下附近的刚度、变位和内力都会发生突变,易形成薄弱层,对抗震不利。所以,设置转换层应坚持转换层位置宜低不宜*的观点。尽量降低转换层的层位,尤其抗震结构设计,宜避免*位转换,三层以下为宜,一般不超过六层。 3.2上下轴网力求部份对齐不错位。如果结构上部、下部的轴网全部错位,则转换层结构可能只得采用厚板式,厚板式转换层结构是所有转换层结构中缺点*多的一种形式。不仅受力不*,设计难度*,施工困难,而且极不经济。 为避免采用厚板式转换层结构,尽可能采用梁板式或其他形式的转换层结构,其必要条件就是上下轴网部份对齐,轴网对齐的比例越*,转换层结构的设计就越简单容易,结构受力更明确,经济*果更*,这方面有赖于结构与建筑方案的密切配合和协调。 3.3框支柱、剪力墙的合理布置。设置结构转换层的*层建筑,不论采用何种结构体系,都必须保证部份剪力墙直接落地;转换层下面的框支柱的柱距疏密均匀,框支柱与剪力墙(通常是核心筒)的距离位不宜太大(控制在12m以下)。转换层以上的剪力墙应采用大开间布置。强化下部,保证下部大空间结构有足够的刚度、强度、延性和抗震能力。转换层的平面须比轴规则,保证转换大梁的刚度和出平面外的稳定性。 3.4转换大梁的设置。由于短肢剪力墙与框架柱的—对应关系,相应短肢墙下的转换梁实际仅承受了位于框架柱以外的短肢墙引起的内力,大部份内力已直接传给了框架柱,仅两端突出框架柱外的短肢墙引起的剪力相对较大。因此,须采取在转换梁两端加腋的办法,以抵抗其剪力,这样不仅达到结构设计要求,亦使转换层的有*空间得到保证。 3.5结构整体计算外加局部应力分析。转换层的结构型式与普通杆件或薄壁杆件差别很大,形状复杂,内部应力集中,受力复杂。因此,设计中在整体计算控制的前提下,对转换层转换构件的分析需采取其它有限元分析程序作补充计算,**直接选用以墙元或有限元分析为原理的计算程序进行设计,详细分析其各处的应力,按有限元计算结构进行配筋。 3.6转换层结构的构造与配筋要求。(1)短肢剪力墙的轴压比控制在0.6以内,框支柱轴压比也需满足规范要求。(2)中心筒墙厚在转换层以下应加厚,一般比住宅底层厚增加100~150,砼强度等级宜提*5~10MPa。必要时在转换处增设部份剪力墙或在短形柱侧增加墙肢以补偿底层刚度。(3)转换层楼板应加强,板厚≥180,双层双向配筋,配筋率≥0.25%,转换层上、下层的楼板亦应适当加强。(4)转换梁须按规范对框支梁的构造要求进行设计和施工。 总之,在*层建筑转换层设计中,须根据工程本身特点和验算中受力状态的不明确等因素,选择科学合理的设计方案,确保方案设计的全面性、科学性,减少施工的风险和难度。 参考文献 [1]张庆水.*层建筑转换层结构设计[M]. [2]唐兴荣.*层建筑转换层结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版,2007.

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