高层建筑结构设计研究8篇

时间:2022-08-29 10:18:18

高层建筑结构设计研究8篇

第一篇:高层建筑梁式转换层结构的设计

对于高层建筑工程来说,结构稳定性与安全性要求更为严格,为了实现工程结构支架,必须要设计一种能够进行结构转换的结构层。梁式转换层结构为高层建筑支架转换重要组成部分,可以在满足基础功能的前提下,提高工程结构的安全性。在对此结构形式进行设计时,需要从多个角度出发,做好每个细节的研究分析,选择合适的措施进行优化,争取不断提高工程设计效果。

1高层建筑工程梁式转换层结构设计特点

梁式转换层结构传力途径为墙-梁-柱(墙)形式,具有传力明确、清晰、直接特点。转换结构主要作用是承受上部结构传达的竖向荷载,以及悬挂下部结构多层荷载力等,这样就导致转换结构构件存在很大的内力,在对结构进行设计时,就需要将对竖向荷载的控制作为研究要点。对高层建筑工程梁式转换层结构来说,基本上均具有比上部结构大于数倍的跨度,决定了结构设计时还需要做好对结构竖向挠度的控制。通常为提高转换层结构强度与刚度,会导致结构构件截面尺寸会加大。对高层建筑工程设计转换层结构,会沿着建筑高度方向对刚度均匀性造成影响,改变力的传播途径,成为竖向不规则结构,在对梁式转换层结构进行设计时,需要结合其所具有的特点来确定设计要点,选择措施做好每个环节的优化分析。

2高层建筑工程梁式转换层结构设计原则

2.1减少竖向构件

在对高层建筑工程梁式转换层结构进行设计时,需要控制好竖向构件的数量。因为如果工程竖向构件数量较多,会减少转换构件数量,会降低转换效果。当整体结构转换层刚度突变减小时,会降低工程整体结构转换层的刚度,进而都会影响到抗震效果,对工程建设效果影响比较大。另外,在建筑物竖向高度方向上,在保证转换层存有足够承载力与刚度前提下,采取灵活的方式来进行多处整层布置,或者是在某层局部位置设置,可以采用分段布置或者间隔布置。

2.2结构位置布置

要提高转换层结构位置的合理性,一般情况下应将上升位置设计在比较低的位置,以免转换层结构位置过高而对框架剪力墙结构刚度与内力造成影响,情况严重的甚至会降低结构抗震性能。因此必须要做好对转换层结构位置的控制,严格遵守高位转换原理,结合实际需求来调整下部框架,提高结构刚度设计效果,避免出现轴向变形的问题。按照工程经验与研究结果,转换构件可以采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。

2.3下部结构刚度

在对转换层结构刚度进行控制时,需要确保结构上下部之间变形与结构刚度特征的统一性。因此,可以采取提升抗侧刚度的方法,确保建筑结构刚度的均匀性,将刚度质量中心与刚度中心完全整合在一起,避免出现中心偏移的情况,不断提高工程结构的逆转控制性能。同时,在对结构设计后需要保证简体结构整体抗侧刚度比重在下部结构中上升,达到提高简体截面的控制效果,将工程结构抗震荷载性能控制在专业范围内,提高结构抗震、防震性能,对高层建筑工程梁式转换层结构质量进行优化。

2.4转换层计算

在对转换层进行设计前,必须要结合实际情况对各环节的所有数据参数进行采集、计算与分析,最终形成统一的结构数据。各环节数据的计算分析结果直接决定了工程结构设计质量,要求设计人员必须要严格按照受力变形状况来进行数学建模,利用信息技术与计算机技术完成各项三维立体空间的构建。例如在对数据进行计算时,设计人员可以选择有限元方法对转换结构进行局部补充与计算,完成各项整体之间的两层结构模型计算,对各项模型条件做好相应的处理,保证所有模型数据均能够满足实际施工要求。

3高层建筑工程梁式转换层结构设计实例分析

3.1工程概述

以某高层建筑工程为例,工程主楼地上建筑35层,地下3层,裙楼地上为3层,地下2层,施工时将地下1层楼作为上面结构固定端,并将主要楼层作为一个剪力墙结构,把结构转换层设置在固定端以上4层位置,使得结构转换层支架模式变成梁式转换层结构。转换层标高20m,转换层高为6m,转换区域面积为900㎡,形成一个L格局。转换层结构抗震等级为二级,设计活荷载为3.5KN/㎡,设置22根支柱结构,布置成矩形柱网络结构,主要钢筋为Ⅲ级钢(HRB400),箍筋为的Ⅱ级钢(HRB335),混凝土强度等级为C60,核心筒面积大约为48㎡。另外,墙结构设计厚度为350mm,但是实际施工后中间墙厚度≥200mm,并采用Ⅲ级钢(HRB400)来作为边缘构建的纵向钢筋结构。剪力墙钢筋采用的Ⅱ级钢(HRB335),混凝土强度等级为C50,框架支柱梁最大横截面积为1100mm×2300mm,最大净跨为7500mm,选择用Ⅲ级钢(HRB400)为纵向钢筋。

3.2梁式转换层结构设计

(1)模板支撑系统。在设计模板支撑系统前,需要从安全角度出发,利用专业软件以及人工组合的方式进行精确计算,确定出满足工程施工建设需求的安全参数,以及支撑钢管的横截面、跨度、空间间距等数据。另外,为提高结构施工的便利性,以及施工材料的利用效果,还需要做好模板装拆卸便利性的分析。尤其是要做好安装施工难点的分析设计,可以通过软件来设计出隐藏的分支节点,提高结构设计的合理性。(2)转换大梁结构。高层建筑工程梁式转换层结构的设计,需要对应实际结构功能需求来进行相应分析。例如在对转换大梁进行设计时,需要对详细计算结构受力数据,依照竖向荷载或者承托建筑结构上部剪力墙内容,来完成各项组件的构建,为建筑结构抗震设计打下坚实的基础。另外,为提高工程各楼板之间的负载性能,必须要做好对结构刚度与强度的分析,确保工程结构竖向受力效果满足专业设计要求。(3)钢筋下料与绑扎。对于转换梁纵筋来说,具有直径大、排数多、数量多等特点,并且在施工时一般还需要进行全长加密处理,构造腰筋必须要严格按照受拉钢筋锚固要求将其锚固在两端柱子内,这就对钢筋下料与绑扎环节的处理提出了更高的要求。设计时要求每一道梁式转换层钢筋放样与所下材料完全满足专业设计要求,并且要与设计方案对应。提前进行简单布局的排列,确定出最符合实际要求的设计方案,最后在进行相应的处理,避免下料处理后没有按照既定规则来安置钢筋,影响钢筋绑扎效果,而对最后混凝土的振捣效果造成影响。(4)转换层计算。以提高结构设计合理性与有效性为目的,对转换层各细节做好设计,改善局部分析的合理性与有效性。在进行计算时可以选择用平面有限元的方式,分析不同数据之间的影响,并结合以往经验来做好各影响因素的控制,按照工程楼层实际情况进行计算。另外,为提高计算效果,还应对楼层平面内刚度实施三维空间盒子模型构建,提高模型数据与整体高层建筑梁式转换层结构控制的有效性。在转换梁截面计算时,如果转换梁承托上部普通框架,在转换梁常用截面尺寸范围内,转换梁受力基本与普通梁相同,可以按普通梁截面设计方法进行配筋计算。

4结束语

高层建筑梁式转换层结构在设计施工时,往往会受到各项因素的影响,为提高其设计效果,必须要针对结构所具有的特点进行分析,严格遵循专业设计原则,做好每个细节的控制,做好各项数据的计算,争取不断提高工程建设效果。

作者:才红 宁尧 么巧亭 单位:长春工业大学人文信息学院 长春新星宇建筑安装有限责任公司

第二篇:高层建筑结构抗震设计探讨

1、绪论

1.1研究背景

随着我国城镇化的快速发展,农村中的众多人们都去城市进行发展,因此现在导致城市里人口的数目的一直在扩大,房子也愈来愈供不应求。为了缓解这种人多房少供不应求的局面,愈来愈多的高楼、甚至超高层的大楼在众多地方拔地而起。开发商建造的那些高层建筑,能够高效利用少量土地造出众多楼层,大大提高了土地利用率。除了最大程度上占用了有限的建造空间外,而且还呈现出了完美的外观供人欣赏,有些高楼还成为了城市的标志与象征。因此常常可以变成区域性或者地标性建筑乃至城市的荣耀。虽然现在在城市中出现了愈来愈多的高楼大厦,然而现在却并未有被大众一致认可的方法以及标准来对高层建筑实施抗震设计,很多时候仍需建造师头脑中对建筑的把握和经验来进行设计,然而这种方式是否可靠,还很难进行评判。

1.2研究目的及意义

工程类的学科所面对的一定是经济建设。高层建筑成本高、其存在的不定性因素众多,应该针对它存在的问题实施进一步优化以及设计从而来得到好的开发计划以及节约成本、提升效率。然而现在结构与材料设计方面的理论以及方法仍未有统一标准,在结构和材料的设计中仍然有注重大小设计却不注意整体性和生命周期设计的情况。现在各类软件普遍在设计建筑结构中得到推广,现如今非常需要把概念性的设计以及整体性的优化结合起来,从这两方面来掌握高层建筑结构和材料的建造特点,从而让高层建筑结构和材料设计愈来愈适当以及可靠。

2、高层建筑结构与材料的抗震分析

2.1高层建筑结构与材料的发展及趋势

2.1.1对钢筋混凝土的再次重视

1990年后,一些本来建筑结构是高层钢的国家开始进行钢筋混凝土结构的发展。相对于钢结构,钢筋混凝土结构具备不错的整体性,有较大的刚度和较小的位移,又比较舒适。更重要的是能承受高温潮湿环境,比较便于维护。而且,就算是位于美国日本一些钢铁工业较为前列的国家,钢筋混凝土的成本仍然比钢结构低很多。尤其是三十层左右的高层建筑,基本上都使用的是钢筋混凝土。我国现在大部分都使用钢筋混凝土结构,关于混凝土方面的理论技术也日益趋于完善。

2.1.2新型结构更广泛的应用

框架结构以及剪力墙结构是高层建筑的传统结构。筒体结构在1960年左右才被推广出来,自从它被推广以来,它在3高层建筑中占了一个极其重要的位置。筒体有框筒体系、筒中筒体系以及多束筒体系这三种组成形式。1980年之后,又陆续出现巨形结构、应力蒙皮结构以及隔震结构。

2.1.3对组合结构应用的增加

使用组合结构造出的建筑比采用混凝土结构造出的建筑可以高出很多。因为钢管里面的混凝土处在被压迫的情况下,所以它的承受能力得到了大大的提高,这样一来钢材的使用可以大大减少。当巨形组合柱第一次在香港的银行得到使用时,经济上取得了很大的利润,当今混凝土的强度愈来愈高并且在施工水平上得到了改善,由此一来将来在高层建筑里使用组合结构的范围将会愈来愈大。

2.2影响高层建筑抗震能力的主要因素

2.2.1高层建筑结构上的设计

建筑物假如平面的布置很多样化,导致质心和刚心无法重叠。这就要求工程师们在抗震设计过程中,结构上的布置要尽量让质心和刚心重合,从而减小扭转效应发生的可能性。建筑立面要均匀,让结构的重心尽量低,屋子以外的地方因为底面和下面结构相连薄弱,刚度突然变化,在地震过程中有很大的可能性会先倒下。而且,它在地震作用下会经过周围的屋面结构传到下部结构,一旦屋面结构刚度较小时,在下部某个范围里会受到较为严重的毁坏。在抗震设计的时候,在屋面以外的建筑不可以太高。另外,结构体系一旦有所改变,一定得进行转换层的设定。在设定转换层的同时也得考虑到建筑处在什么地方,根据现实情形选择恰当的模式,从而来降低刚度,使抗震性增强。如果你要让转换层的刚度得到提高,那么你的拥有很高的技术和丰富的经验。在细节方面尤其是不可以忽略的。

2.2.2高层建筑建造所用的材料

人们总是注重高层建筑的抗震性能,尤其是对于一些地震经常发生的地方而言,高层建筑的抗震性能如果不好,那么当地的经济会得到严重受损,人们生活也得不到安定。如果要加强高层建筑结构的抗震性,那么恰当的材料的选择显得尤为重要。在材料方面,我们要清楚一点:地震产生的危害影响是与材料本身的质量分不开的。如果说在一样的环境条件下面,如果材料的质量越大,那么地震产生的影响也会相应的变大,毁坏力度就会随之变大;如果材料的质量越小,那么地震产生的影响就会相应的变小,毁坏力度就会随之变小。因此,在建造各种房子里的构件时,我们通常使用类似多孔砖和空心塑料板材等的轻质材料,这些轻质材料可以大大使得建筑的抗震性能得到提高。

2.2.3高层建筑场地的选择

如果是因为地震较为强烈或者由于次生灾害导致的房屋倒塌,能够经过工程方面的措施进行补救以及预防,而一旦是因为地面的某种变形导致的房屋坍塌,那么就算是使用工程上的措施也很难将破坏补救回来。所以,在进行高层建筑场地的选择时,要尽可能的勘察仔细。弄明白地形地质等具体情形,选择一些比较能够抵御地震、甚至地震不容易发生的地方,如果在地震频发或者地震强烈的地方建造楼层,不仅会造成严重的经济损失,更重要的是会危及人的健康安全。

2.2.4建造团队的施工质量

不仅是建造高层时的材料和结构十分重要,施工质量在建造过程中占的位置也相当的重要,可以说,三者缺一不可。施工出现的任何小问题,,对房屋的抗震性来说,造成的影响都是不容小觑的。施工过程里导致的材料性能和截面特征在某个范围里改变,延性构造措施在施工过程里的改变等存在的质量问题,会引起抗震性的改变。可见施工质量的重要性。

3、高层建筑结构与材料的抗震设计探讨

3.1抗震设计中的注意点

3.1.1抗震设计的含义

抗震规范中对抗震设防目标提出了三水准的要求,在之后提出的规范中又进一步发展了此类想法,而且做了一定的完善与补充。首先要确保结构的承受能力要求和变形要求,所以又叫做承载力设计,其次是要验证结构防倒塌的能力,所以叫做变形验算。

3.1.2抗震设计常犯错误

就抗震设计而言,概念方面设计的重要性多过于计算方面的设计,由于地震的产生具有不确定性,结构计算出来的往往和真实的情形有所不同,在计算设计下产生的结果比较难以掌控结构在地震下的作用,所以不可以直接依赖于计算设计得出的结果。而谈到概念设计,一般都是指准确地解决整体计划、材料的运用和细节内部组成,从而来实现恰当抗震设计的目标。完善的概念设计在结构抗震中起到根本性作用,然而现在人们依旧更注重计算设计,这在抗震设计方面是一个严重的误区。

3.2高层建筑抗震设计的趋势

一个美国的研究者在20世纪提出了一种全新的抗震设计方法——基于位移的抗震设计,这种设计是建立在承载力的基础上,不仅如此,这种设计还得实行定量分析。除了小型地震阶段的计算之外,也要在大震的作用之下对其变形实施设计。这就是高层建筑抗震设计的发展趋势。这个方法将状态空间理论的应用提升到了高层建筑结构动力响应层面。由结构动力方程,导入位移和速度这两个量,建立状态方程,得到非齐次状态方程的解。这种方法得出的结果经过实践验证都比较可靠准确。尤其是在输入输出十分多且不确定的情况下,这种方法高效又准确。

3.3材料与结构的选择

在地震经常发生的地方,人们应该注重使用的建筑材料和结构,尽量要选择恰当的。在外国,尤其是地震会发生的地方,主要采用的是刚结构,然而我国九成都用的是钢筋混凝土结构。钢结构比混凝土结构在强度上更强,延展性和韧性都比较好。并且抗震能力更强一些。在众多地震的实践经验中可以看出,使用钢结构的房屋比较不容易坍塌。在高层建筑中如果使用的是框架-核心筒体系,不仅用钢量能省很多,而且还能使柱子断面变小,业主常常比较欣赏这样的选择。如今中国生产的钢材数量已经位于世界的前沿,建筑钢材的种类数量都呈逐渐上升的趋势,生产钢结构以及对其优化的技术都得到了很大的提升,所以如果有条件,建议最好使用钢管混凝土结构或者钢结构,从而使柱断面尺寸变小,使抗震性得到提高。在超过某个高度后,因为钢结构比较轻的质量和良好的韧性,要使风振降到最低,那么就得使用混凝土材料,钢管混凝土通常是最佳的选择。

4、总结

高层建筑材料和结构的抗震分析以及设计一直处于变化与进步的过程中,人们应该在实践中对高层建筑所在的场地的地理情况做具体的分析和研究,选择恰当的抗震结构及材料,从而使地震带来的破坏降到最低。高层建筑结构与材料的抗震分析与设计探讨的发展空间将是无限的。在不久的未来,人们一定能在材料上和结构上做出更深入的分析和更优秀的设计,有更多完善的高层建筑抗震设施和装置来应对地震。

作者:林锋 单位:重庆市设计院

第三篇:高层建筑结构设计研究

1高层建筑结构设计方法

1.1应用分析方法了解各类结构体系

1.1.1框架式的剪力墙结构。高层建筑结构种类是非常多的,其中框架式的剪力墙结构就是较为普遍的一种建筑结构,其内在的位移结构设计方法非常多,并衍生出了很多的计算方法,应用最为普遍的是连续假定方法。在对位移的协调性进行计算时,要明确剪力墙框架的水平位移与转角状况,从而对其进行正确的计算,其求解的方法是构建结构位移和结构负载之间的关系方程式。但是在对其进行构建过程中,其影响因素和内在的需求等变量是有所差别的。

1.1.2剪力墙的体系。剪力墙的受力与变形状况是剪力墙结构开洞影响的。剪力墙的单片受力特性是有差异的,并且按照这种差异可以将其分为单肢墙结构和特殊的开洞墙结构。这些不同的墙面结构截面所具有的应力和负荷也是有差异的,为此,在对其内应力和位移进行计算时要采用不同的计算方法。通常采用的计算方法是平面限单元方法,这种计算方法准确性较高,并且适合多种类型的剪力墙。但是其缺点是资源的浪费较为严重,自由分散度也较多。

1.1.3筒体结构。根据其计算模型的处理方法不同,筒体结构的分析也是不同的,主要包括连续分析法、分散分析法以及三维空间分析法,其中三维空间分析法的精确度较高,并且很多工程都采用这种计算模型。

1.2高层建筑的抗震分析设计和应用

高层建筑抗震分析和设计是高层建筑结构设计中的重点,为此要想使高层建筑能够具有非常强的抗震性能,并满足结构功能,就要对高层建筑结构的弹性、塑性、变形能力进行研究和分析。现今,我国抗震性能的各项规范都是构建在地震多发带上,并满足高层结构内应力和位移条件,这种在多地震带上进行的设计和分析对高层建筑稳定有重要意义。

2高层建筑结构选型的主要内容与要求

高层建筑结构在选型上有非常多的要求,同时也是确保高层建筑结构稳定的前提。其主要内容是:要选择好基础结构;水平和承重结构要适合;竖向承重结构包含了剪力墙;横向承重结构有单板和双板的楼盖。在高层建筑初期设计阶段,要想使设计符合规范就要明确高层建筑结构的特点和使用范围。其选型的要求为:高层建筑设计要选择好地段,要尽量在安全的环境下设计和选型,从而减少事故的发生率。所以,要求设计人员也要深入到施工现场,全面勘察和调研项目施工场地的地质情况和地质特点。全方面搜集相关的数据和资料,确保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震设计过程中,高层建筑要有足够强的承受力,并具有多重的抗震防线;其结构的选型要与建筑物的承受力相适应;在施工过程中,要尽量节省资金和资源,并要与周围的环境相适应。高层建筑的结构设计受环境的影响较大,并且风力、压力、承受能力等都是影响因素;建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素,还有建筑的外形、立体形态等;建筑使用功能也是非常重要的因素,一般高层建筑功能按照其功用的不同呈现出不同的利用价值,比如住宅、办公楼等。有很多建筑功能和结构是不能匹配的,为此,要针对建筑功能的不同对建筑物进行设计。此外,建筑施工工期也是影响因素,还有建筑施工材料的供应状况、建筑设计和施工质量的影响、建筑结构的抗震性等。为此,在选型时一定要对其影响因素进行综合分析。

3结语

本文主要对高层建筑结构设计与选型方法进行了分析,并对结构设计和选型的具体方法提出了建议,表明要想使高层建筑提高抗震能力并使稳定性增强,就要做好结构的选择和设计。所以,作为一名设计人员,应该明确设计方案的科学性和可行性对后期工程项目施工的重要影响,设计人员应该明确自身的工作职责,具有吃苦耐劳的精神,能深入现场进行勘察和调研工作,为设计方案的完成搜集和提供详细和可靠的数据,以设计出最完美的建筑结构方案,并科学合理地完成结构选型,达到项目整体效益最大化的战略目标。

作者:沙建华 单位:曲阜市建筑设计有限公司

第四篇:高层建筑结构的选型设计

一、高层建筑结构的设计原则

1.科学的基本方案

在考虑实际的工程地质条件的前提之下,高层建筑结构设计而定基本方案要做到科学而合理,以最大化体现地基的潜力,并进行详细而客观的地质勘测。临近的建筑物是否会产生相互间的影响,以及高层建筑的自身承重力和结垢类型都要在考虑的范围之内。这都要进行综合考虑,最后得出一个最科学的基本方案。

2.合理的简图计算

合理的简图计算能够确保高层建筑的结构稳定,加强安全性。高层建筑的结构设计,应当以计算简图为参考而进行。计算简图应当与构造措施相结合,从而减小计算简图的误差。

3.完善的构造手段

高层建筑结构的设计,需要高度重视构建的扩展性,薄弱环节巩固加强以及温度因素对于固件的影响,以做好防范措施,增强韧度,使其更加坚固,加强构造的完善。

二、高层建筑的结构体系

高层建筑的结构体系按照钢结构体系分为:框架筒体结构、组合筒体结构、剪力桁架与框架结构、交错钢结构。按照钢筋混凝土结构体系分为:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构(包括框架筒体结构、结构、成束筒结构)、悬挂结构、巨型框架结构、应力蒙皮结构等。而比较典型常用的结构体系主要包括框架结构体系、剪力墙结构体系,框架——筒体结构体系、筒中筒结构体系、多筒体系。框架结构体系的建筑平面布置比较灵活,整体抗震性能也较好,结构自重也小,但抵抗侧向变形能力较差,限制了框架结构的高度。剪力墙结构体系整体型号钢豆大康车变型能力强,抗震性能好,但建筑平面布置不够灵活。框架——筒体结构体系时间框架剪力墙两种抗侧力结构结合在一起使用。在使用这种结构体系的过程中,需要注意剪力墙对称分布比较好,应该上下贯通,适合布置成筒体。另外,剪力墙应该布置在结构到万州,加强结构的抗扭曲作用,剪力墙的间距也不宜过大。筒中结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成的结构体系。

三、高层建筑结构的选型设计中存在的问题及改进措施

1.高层建筑的高度

在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中规定,建筑结构体系的最大合适的高度。此规范本着合理性和经济性的原则而制定,与我国土木工程的规范相一致,比较适合目前我国经济发展水准、建筑水准以及施工技术水平。但在实际的高层建筑结构设计过程中,很多的高层建筑的高度超过规范高度。而高层建筑的高度增加的过程中,建筑物自身的系数也会超出合适的范围,比如稳定性、安全性、材料的性能等。此外,一旦遇到地震,高层建筑物的形态非常容易发生很大变化,不利于高层建筑物的稳定性,以及持续使用的寿命。因此,高层建筑结构的设计对于高度问题需要谨慎考虑。

2.钢筋混凝土屋梁的承受能力

城市的高层建筑要合理考虑到有关消防问题以及空调制冷设备等问题,而这些设备的安装必须要在楼层梁底部开口之后才能够进行安装,那是由于设备的位置通常位于楼层梁底下。而在楼层的屋梁底部进行穿孔的话,其钢筋混凝土梁的承受能力就会大大减弱,并在开口处容易发生损坏,在遇见地震等大的自然灾害时容易出现较大的变化。钢筋混凝土梁的承受能力以及开口位置的裂缝控制也在高层,是结构设计的必要考虑范畴之内。

3.建筑材料的选择

强度较小的钢架结构,无法有效地减少在大的自然灾害的时候建筑结构体系所发生的侧移,这样的话就会增加钢结构的负重。因此,必须要设置伸臂或者加大混凝土钢结构的强度,将侧移范围减小到规定标准之内。同时,高层建筑结构的加强层与转换层在本层有可能导致刚度突变。因此,需要尽量降低本身的刚度,减少不良影响。另外,我国根据建筑材料的品种类型,钢结构的加工,采用钢管混凝土及钢骨混凝土结构形式,可以有效增强建筑物的抗震性能。

四、结语

高层建筑结构设计不仅要考虑建筑构造本身的美学特性以及艺术价值,更重要的一点是要增强高层建筑结构的抗震能力、安全性能。因此,关于高层建筑结构的设计,选型构造方面以及建筑设计构造的高度和材料使用等方面都要进行严格合理的分析,做到科学而又经济实用。

作者:张波 单位:河北柏雅建筑工程有限公司

第五篇:高层建筑结构设计不规则性分析

一、高层建筑中不规则的结构划分

(一)平面不规则结构的类型

平面不规则结构的类型主要包括了三种,即平面凹凸不规则、扭转不规则、楼板局部开大洞。结构平面凹进一侧的尺寸大于其投影方向总尺寸的30%,或平面凸出一侧的长度大于宽度的1.5倍时,视为平面凹凸不规则。楼层竖向构件在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,最大水平位移和层间位移均大于该楼层平均值的1.2倍时,视为扭转不规则;大于该楼层平均值的1.5倍时,视为严重不规则。楼板局部开大洞是指楼板开洞总面积超过楼面面积的30%时,平面刚度发生突变。

(二)竖向不规则结构的类型

竖向不规则结构的类型主要包括了四种,即侧向刚度突变、楼层承载力不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层质量沿高度分布不均。对于框架结构,楼层与其相邻上层侧向刚度的比值小于0.7,与其相邻上部三层侧向刚度平均值的比值小于0.8时,视为侧向刚度突变。对于框架-剪力墙、剪力墙结构,楼层与其相邻上层侧向刚度的比值小于0.9时,视为侧向刚度突变。楼层抗侧力构件与其相邻上一层层间受剪承载力的比值小于0.8时,视为楼层承载力不规则。竖向抗侧力构件的内力通过水平转换构件而向下传递,视为竖向抗侧力构件不连续。楼层质量沿高度分布不均是指楼层质量大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

二、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施

经历多次大地震让我们明白,平面严重不规则、质量与刚度偏心以及抗扭转刚度太弱的建筑结构,在地震中都受到了严重破坏。通过一些振动台模型试验结果证明,扭转效应是导致建筑结构严重破坏的重要因素。因此,在实际工程中需要从以下两方面对建筑结构的扭转效应加以制约:1)、对建筑结构平面布置的不规则性加以制约,从而避免产生过大的偏心而导致建筑结构产生较大的扭转效应。2)、建筑结构的扭转刚度不能太弱。为减少不规则结构设计给高层建筑带来扭转效应具体方法如下。

(一)减小结构的偏心现象

偏心距是指建筑结构某一个截面抗扭刚度中心偏离该截面的核心距离。偏心距过大对楼体承受压力的构件不利,相对偏心距与扭转效应在一个特定的环境范围里以线性函数关系表现出来。要想降低扭转效应给高层建筑带来影响,必须减小楼层位移比,要调整建筑结构的平面布置,减小刚度中心与重量核心之间的距离,降低扭转效应。因此,结构工程师应结合建筑平面及功能进行合理的结构布置。例如剪力墙结构中剪力墙的合理布置可以使结构的刚心与建筑的质心、平面的形心尽量接近,从而实现结构的基本对称。这就要求结构工程师在建模计算时,要反复调整分析计算结果。

(二)提高周边抗扭构件抗剪力

相关研究表明,当建筑结构处于非弹性状态时,对称的建筑结构蔡晓燕安占义陕西省现代建筑设计研究院710048受到双向水平地震作用下,会随着形态变化而偏心。因此考虑建筑结构的抗震性能,应强化周边抗扭构件的抗剪性能,使建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。

(三)调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度

建筑结构的扭转刚度与其结构周期比的平方呈线性关系。因此,加大结构抗扭刚度,就可以减小建筑结构的扭转周期,降低结构的扭转效应。为防止建筑结构某个部位的扭转性能过差,就应该强化建筑结构中的各个薄弱环节。在具体设计时,可通过增加周边连梁刚度、加长或加厚周边剪力墙来实现。

(四)合理设置防震缝

对于平面形状比较复杂的建筑结构,可以通过合理设置防震缝将结构分成比较简单的结构单元。防震缝的设置,有利于减少房屋扭转,改善结构抗震性能。防震缝两侧结构类型不同时,防震缝的宽度宜按不利的结构类型考虑,并按较低一侧的房屋高度确定缝宽。防震缝应沿房屋的全高设置,基础及地下室无需设置防震缝。防震缝两侧构件应加强构造措施,必要时可在防震缝两侧设置垂直于防震缝的抗撞墙。当相邻结构的基础存在较大差异时,为避免不均匀沉降,可适当加大防震缝的宽度。

三、结束语

在实际工程中,准确判断建筑结构的不规则性,能直接影响到结构的建模计算、结构布置、薄弱楼层的判断、位移比的控制、以及最后的施工图设计,从而影响到整个建筑结构布置的合理性、安全性和经济性。结构设计师应在设计中采取有效的措施来避免和解决不规则性给建筑带来的不利因素,提高高层建筑的抗震性能。

作者:蔡晓燕 安占义 单位:陕西省现代建筑设计研究院

第六篇:高层建筑剪力墙结构优化设计分析

一、前言

高层建筑之所以常使用剪力墙结构是因为剪力墙结构不仅仅具有综合性强的特点,还具有投资成本低和坚韧度高的特点,这也是剪力墙被广泛使用的原因。使用剪力墙结构既可以节约投资成本,而且和其他结构相比还具有较强的优势,例如,和框架结构相比较,如果两者在基本情况相同的时候,剪力墙结构的外观更加美观。伴随着社会大众对剪力墙结构的不断重视,剪力墙结构应用于高层建筑也是越来越普遍,虽然相关的章程对剪力墙结构没有具体的规定,但是作为工程质量的保证,优化剪力墙结构是重点问题。

二、剪力墙结构的概念及结构能效

剪力墙结构应用于建筑时,剪力墙结构不仅要符合建筑物的整体布局结构,而且还要满足建筑物的平面结构,剪力墙结构在整体建筑中是一个构件,是起到抗震,抗风以及传导荷载力导致的剪力、轴力等的结构构件,与此同时剪力墙结构还是建筑物的隔离墙,因此在整个建筑中剪力墙结构是主要承载部分。剪力墙结构具有空间小的特点,所以在使用剪力墙结构时通常采用混凝土结构作为楼层的盖板,这样既可以节约楼高,而且还可以提高空间的利用率,是一个有效的使用措施,剪力墙结构被广泛使用还有一个重要的原因,那就是剪力墙结构在空间和整体结构上都具有较强的抗侧力性能和承载性能,然而没有完美的结构,剪力墙结构也具有一些不足之处,比如,建筑物的设计灵敏度较低,空间间距限制较大,对于大型建筑不适用。

三、高层剪力墙结构布置要求

因为剪力墙结构在整体建筑中是起到抗震,抗风以及传导荷载力导致的剪力、轴力等的结构构件,而且剪力墙结构还是建筑物的隔离墙,所以剪力墙结构大多数是顺着主轴线布置。剪力墙结构具有较强的抗脆性和延性变形、弯曲延性,设计师在设计剪力墙结构时,剪力墙要具有相对较大的高度与宽度,但是剪力墙的厚度要较小一点,这也是符合剪力墙的特征。对于剪力墙结构墙布置应在“周边、对称、成对”的前提下,尽可能减少墙肢片数量和暗柱数量。

四、剪力墙结构设计优化措施

1加强剪力墙结构均衡设计。高层剪力墙结构的均衡设计需要工作人员使用合理的对策,促进剪力墙结构的受力平均,这不仅仅可以提高工程的安全性能和结构的合理,而且还可以节约高层建筑的造价成本。剪力墙结构的合理设计需要工作人员依据建筑物的平面布局状况来实现,设计人员分析各种情况,得出剪力墙结构优化设计的方案,这包括设计人员依据施工场地的现状,设计出科学合理的剪力墙结构,在设计人员设计好剪力墙结构方案的同时还要制定出符合设计要求的管理条例,加强对剪力墙结构的检查和监督,增强施工人员的安全意识和管理团队的科学管理水平,保证施工人员严格按照设计方案和施工图纸进行施工,保障施工的质量,特别是剪力墙结构的质量。

2高层剪力墙结构方案的优化设计。高层剪力墙结构有着各式各样的设计方式,对于不同高度的建筑物,选择不同的剪力墙结构,这不仅仅要考虑层高还要考虑剪力墙构件所需要的材料,对于层高小于20层的建筑物,大多数情况下使用短肢剪力墙结构的方法,这种设计方法的水平地震剪力、期限和位置移动均可以在正常的范围中得到制约,而且还使用现浇剪力墙结构,有效的把混凝土结构的墙体改变成砌体墙体,这种方法不仅可以促进整个建筑物刚度的提升,降低结构本身的重量,而且还可有利于减少建设投资。

3剪力墙结构墙体配筋的优化设计。关于墙体配筋在剪力墙结构中的优化设计,第一步要做的工作就是选择优质的材料,其中钢筋材料的选择是重中之重,选择质优的钢筋需要检查钢筋的各种合格证明,这是钢筋进场前的首要工作,符合要求的钢筋才可以进入施工场地,剪力墙结构墙体配筋大多数需要把垂直钢筋安置在里面,水平钢筋安置在外面。这是因为地底下的墙体配筋相对于其他部分较多,而且地下水压和土压造成的压力较强,剪力墙结构的配筋通常符合建议标准和工程测算的最小配筋率即可。依据实际现状制定的剪力墙优化设计能够较好的减少投资成本。对剪力墙厚度的选择尤为重要,不必特意把最小厚度定为200mm,在满足结构计算要求的前提下也可采用180mm或160mm剪力墙。

4剪力墙结构连梁的优化设计。相关剪力墙结构标准中明确提出,如果连梁的跨高比大于5的时候,就需要按照框架梁的要求展开设计,这也就是表示,跨高比大于5的连梁,它的刚度不可以减少,然而当连梁的跨高比在5~6时,一旦刚度不减少,很有可能造成剪力过大的情况,使得建设工程的成本增加,浪费资源。解决方法就是使跨高比大于6,这样就可以明显的减少钢筋与混凝土的使用量,有效的减少投资成本。

5层间位移比和最大位移的优化设计。依据规定,在核算常遇地震作用标准值造成的楼层最大的弹性层间位移时,把以高层变形建筑物排除以外,大多数不扣除整个结构的弯矩变形,同时算入扭转变形。所以,以高层建筑为例,首要的任务是制止楼层间和剪切变形。根据制约的垂直构件数量可以制约剪切变形,一旦单数构件布置的不科学,一样能产生很大的扭转变形,所以,高层建筑需要最大可能的减少扭转变形,不可以随意增设构件的刚度。

6楼层最小剪力系数的优化设计。在符合短肢剪力墙承担的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩低于40%的情况下,需要最大限度的降低使用剪力墙,将大空间剪力墙布置方法作为目的,促进楼层最低剪力系数靠近标准规范。这种方法可以加大剪力墙结构的刚度和减少自重,将地震作用造成的消极作用降到最小。

五、结语

综上所述,一旦高层剪力墙结构设计出现不足的时候,这可能会大大制约剪力墙结构与工程整体的安稳性,所以,加强剪力墙结构的优化设计是工作的重中之重,剪力墙结构的优化设计不仅可以促进工程稳定而且还可以降低建设资金的投入,对我国建筑行业的高速发展有着积极影响。

作者:贾东升 单位:河北建筑设计研究院有限责任公司

第七篇:高层居民建筑短肢结构墙结构设计

1高层居民建筑短肢结构墙结构的统述

目前,在我国的高层居民建筑中,短肢结构墙的结构设计已被广泛应用到高层居民建筑。由于短肢结构墙的结构设计具备空间布局科学合理等特点,进而符合现代居民对建筑空间结构的要求。短肢结构墙的结构主要包括以下方面:第一,保证结构墙的截面厚度和短肢截面高度的比例在6—8范围内;第二,短肢结构墙的结构形式不能全部应用到高层建筑中,还应使用其他结构墙形式;第三,如果短肢结构墙占用的空间过多,则应在建筑设计布局中采用一般的结构墙,进行搭配设计,从而能够保证建筑具有较好地抵抗水平力。采用短肢结构墙结构对高层居民建筑进行设计,还应保证短肢结构墙的结构符合以下几个条件:第一,结合抗震理念,在对结构底部地震倾覆力矩的设计过程中,应保证短肢墙承受第一振型底部地震倾覆力的大小,其承受力的范围是不超过总底部的1/2;第二,考虑短肢结构墙结构承受第一振型底部地震倾覆力的下限,由于短肢结构墙在建筑结构中使用较少,因此不符合底部地震倾覆力矩的标准,在设计过程中可以根据一般的结构墙结构对建筑结构进行设;第三,根据墙肢的实际情况,确定其作为短肢结在结构墙处理还是一般结构墙处理。如果存在的墙肢数量较少,则应将其作为一般的结构墙结构进行处理,反之,则应按照短肢结构墙结构进行处理。

2高层居民建筑短肢结构墙结构设计

采用短肢结构墙结构对高层居民建筑进行设计时,首先,应该对建筑所有的结构墙实行科学合理的规划设计,将充足的长肢结构墙应用到短肢结构墙结构中。在对建筑结构设计过程中,可根据短肢结构的变形特征,对短肢墙的结构进行判定,假如短肢墙的结构设计是异形柱,其结构可被看成是框剪结构。通过标准测量方法,进行计算,并对结构墙结构形式和条件进行确定,如果结构墙的结构形式符合短肢结构墙结构条件,即可将结构墙的参数设置判定为短肢结构墙的规格参数。由于短肢结构墙是按照房间的间隔墙位置进行竖向构件建立的,一般情况下,短肢结构墙会设计在居民建筑房间的间隔墙的交差处,因此短肢结构墙不会影响建筑的正常使用功能。根据建筑结构抗侧力的要求,确定短肢结构墙的数量,保证短肢结构墙的数量适中。如果短肢墙的数量过少,就导致结构墙结构过柔,如果短肢墙的数量过多,会导致结构墙结构过刚。在对短肢结构墙的布置过程中,应保证布置均匀,进而保障建筑结构的质心、刚心完全统一,避免建筑结构由于地震而导致结构变形。由于短肢结构墙的布置方案多而且布置相对灵活,因此在楼盖支撑处的处理也较为灵活。如果高层居民建筑的结构设计不规则,当出现过大的水平荷载情况时,对短肢结构墙应采取相应的布局措施,可以将短肢结构墙,设置在建筑结构的平面以外的各个交点处以及边缘处。进而保证建筑结构具有良好的整体性,满足结构平面刚度的要求。在高层居民建筑设计过程中,为了防止各间隔墙表面出现墙肢凸出,可以采取适当墙肢厚度的墙进行设计。为了能够符合抗侧力构件对强度和刚度的需求,可以按照平面抗侧刚度的设计标准,对建筑结构设置合理的中心剪力墙。

3高层居民建筑短肢结构墙结构设计要点

3.1对短肢结构墙的轴压比进行控制

采用短肢结构墙对高层居民建筑进行设计时,应该对短肢结构墙的轴压比实行严格的控制,尤其是对无翼缘的一字型短肢结构墙和端柱进行控制。目前,我国的高层居民建筑设计过程中,短肢结构墙会承受不同程度的负荷,会被压弯,当负荷为小偏压时,会导致短肢结构墙延性较差。当负荷为多用较大的轴压等大偏压时,就会导致混凝土受压的边缘区域存在很高的应力。当混凝土的约束力较弱时,就会导致混凝土出现裂缝的情况,其主要原因是混凝土承受不住其高强度的应力,致使的短肢结构墙结构的承载力降低。在保证短肢结构墙延性的前提下,首先要严格的控制设计过程中的短肢结构墙的轴压比。

3.2提高短肢结构墙抗震性能

由于高层建筑结构中的边缘处的短肢结构墙和建筑的角点处的抗震能力较差,因此一旦发生地震该位置最容易遭到损坏。如果高层建筑短肢结构墙结构原有形态发生改变,就会导致原有的结构墙发生变形,伴随墙肢裂缝的现象发生。在对高层建筑短肢结构墙结构设计时,应针对短肢结构墙的性能,选取科学合理的有效措施加以防范。例如,可以降低建筑结构中短肢结构墙结构交点处的轴压比,加大箍筋的配筋率等。提高小墙肢的抗震能力,让高层居民建筑结构具有很好的实用性和安全性。

3.3正确判定短肢结构墙结构内梁的属性

在短肢结构墙梁的设计过程中,可根据墙开洞的跨高比例,采用针对性的设计方法,对高层结构墙结构进行设计。当墙开洞的跨高比例小于5时,可以应采用连梁的形式对短肢墙结构内梁加以设计。当墙开洞的跨高比例大于5时,可以采用框架梁的形式对墙肢结构内梁进行设计。因为连梁刚度会对建筑结构中的整体抗侧移刚度造成影响,因此在对截面的选择、梁的配筋以及设计进行科学合理的规划,进而保障建筑结构具有高强的抗震能力。为了能够保证结构的安全性和梁截面符合设计要求,因此可以适当的降低墙肢的刚度。

3.4短肢结构墙的结构计算

由于短肢结构墙具有较大的开口,因此可以采用与普通短肢结构墙相同的分析方法,可以采用空间杆—墙组分析法或者三维杆—系薄壁柱空间分析法。由于三维杆—系薄壁柱空间分析法具有精确的计算,因此被广泛的使用。连梁在高层居民建筑中是一个耗能大的构件,由于墙肢的刚度在一定程度上有所降低,因此连梁与普通的框架梁类似,但是也存在一定不同。在计算过程中,不应降低连梁的刚度,从而降低其内力。应该对硷压区的高度进行控制,将梁端负弯矩钢筋的塑性控制在70%~80%之间,以强柱弱梁和强剪弱弯的标准,对短肢结构墙结构的延性进行计算。

4总结

在目前的居民建筑工程中,短肢结构墙已经被广泛的应用到高层居民建筑中。对建筑空间的设计中应该区别短肢结构墙和一般的结构墙,并按照居民的要求,对短肢墙的布局和数量进行理地规划。在设计过程中,应该结合抗震的理念,保证结构的受力和刚柔程度适当,确保短肢墙的结构实用和安全性。

作者:程吉 单位:江西省建筑设计研究总院

第八篇:高层建筑梁式转换层结构设计

1梁式转换层结构的重要性

高层建筑梁式转化层技术具有重要的意义,其最大的挑战,是从建筑自身受力的角度分析,建筑的下部结构较为密集,保证建筑的稳定性,上部结构保持相应的密集度,实现建筑上稀疏下密集的稳定结构。建筑功能的多元性、综合性越来越重要,高层建筑在底部和中部往往采用较为稀疏的商业构造,上部则采用比较密集的建筑构造,与建筑自身受力的稳定性产生了矛盾性。高层梁式转化层结构的应用,可以有效的解决此矛盾。

2高层建筑梁式转换层结构设计原理

2.1高层建筑梁式转换层结构设计的基本特征

高层建筑梁式转换层在建筑中起到着承上启下的作用,它需要合理的分配上部结构的竖向载荷,以减少结构突变和应力集中,实现结构的连续性和受力的平稳性。采取一些有效的特殊技术,例如,在梁式转化层中布置设备、管道等,这些设备可以满足较高楼层,供水供电的需要。在我国,很多高层建筑采取上部梁式,下部框架式的结构,采用转换构件(如托架式梁)来实现载荷的转递,防止内力过于集中。

2.2高层建筑梁式转换层的构造特点

在建筑工程中,转换层的应用十分广泛,构造形式多样。包括:占比约75%的梁式转换层、占比约12%的板式转换层、占比约9.4%的析架式转换层、占比约2.6%的箱型转换层。本文主要研究梁式转换层,其主要构造特点是:尺寸较大、用途广泛、结构简单、便于施工、节约造价、性能良好、工程计算方便等,设计不好会对抗震不利,梁过高会影响空间利用率。

2.3高层建筑梁式转换层的受力特点

高层建筑梁式转换层的主要功能是传力,将上部密集小空间的竖向载荷传递到下部稀疏大空间去,由于转换层式高层建筑的自身结构特点,载荷在竖向传递的过程中不连贯,不直接,致使侧向刚度发生突变,转换层应力集中,整个结构的受力很复杂。发生地震时,由于下部结构最为薄弱,很可能发生坍塌和变形,造成安全隐患。转换层结构的设计,首先要考虑受力特点,尽可能解决由传力不连贯而造成的受力集中、突变等问题,避免建筑结构破坏,造成生命财产损害。

2.4转换层结构设计的原理

进行转换层设计所采用的工程原理主要为三维设计原理、协同工作原理和有限元原理。转换层是建筑整体的一部分,是传力元件,需要对它的受力单独分析。先对整体建筑结构进行分析计算,再对转换层结构进行分析计算。由于高层建筑上密集下稀疏的结构,上部载荷在传递到下部时会发生明显的变化,受力复杂,需要运用力学基本原理,综合考虑各种因素,通过三维设计原理、协同工作原理和有限元原理进行设计。

3转换层结构设计的问题及对对策

3.1扭转问题

高层建筑梁式转换层结构设计的核心是刚度中心、几何形心和结构重心。高层建筑物结构的扭转问题是在进行结构设计时,没有将高层建筑物刚度中心、几何形心和结构重心进行重合,使得高层建筑在水平压力下出现扭转现象。为解决高层建筑物结构设计中出现的扭转问题,结构设计人员在进行高层建筑物梁式转换层结构设计时,选用合理的平面布局图,保证高层建筑物的三个核心重合。

3.2受力性能的问题

对于高层建筑物梁式转换层结构设计方案,建筑师在最初进行结构设计时,一般很少考虑高层建筑的具体结构特征,而过多考虑高层建筑物的空间结构,使得高层建筑梁式转换层结构设计的受力性能存在一定问题。在进行高层建筑物梁式转换层结构设计时,应该明确所选择结构体系中向下作用力和地基承载力之间的关系,对高层建筑主要承重部位的布局和数量进行总体设计。

3.3超高的问题

高层建筑都存在超高承重的问题。由于我国对高层建筑抗震能力、结构高度要求严格,在进行高层建筑物梁式转换层结构设计的过程中,建筑设计人员会由于结构类型的更换而忽略高层建筑物存在的问题,导致结构施工图不能通过审核。对高层建筑物梁式转换层结构设计方案重新进行设计和审核,解决高层建筑物梁式转换层结构设计中的超高问题。

3.4嵌固端的设置问题

我国很多高层建筑物结构设计都会配置两层以上地下室,使得高层建筑物的嵌固端一般都设置在地下室顶板的位置。对于嵌固端的设置问题,高层建筑物梁式转换层结构设计师一般会忽略这类问题带来的影响,产生安全隐患。

4高层建筑梁式转换层结构设计的应用

4.1高层建筑梁式转换层结构的应用

美国是最早开发出高层建筑的国家,是高层建筑的发祥地。如今,高层建筑已经遍及世界各地。截止到2011年,我国大陆有一百多栋高层建筑。从七十年代开始,梁式结构开始被我国采用,并迅速发展,到九十年代,梁式转换层结构广泛运用。

4.2高层建筑梁式转换层结构的创新案例

第一,钢骨架混凝土的应用。随着城市高层建筑越来越高,梁式转换层的负重越来越大,空间占用量也随之增加,不仅浪费了空间,也减少了建筑的稳定性,钢骨混凝土作为一种新型材料应运而生。钢骨混凝体不仅有效的减少了转换层的空间占用,也提高了转换层的力学和抗震性能。第二,预应力混凝土的应用。预应力混凝土与钢骨混凝土相比有着独特的优势。预应力混凝土尺寸小,重量轻,节省材料,裂缝小,挠度小,可以适应比较大的建筑跨度。预应力混凝土更加节约成本,被广泛使用。

4.3高层建筑梁式转换层结构的应用设想

第一,斜向支撑。在转换层数较多,跨度较大的情况下,虽然在理论计算上可以满足受力要求,但在实际操作时往往出现问题。增加一个斜向的腹杆,将部分竖向载荷传递出去,减少转换梁的载荷,改善其受力状况。第二,竖向传力多道转换。如果所有的载荷通过一根转换梁承担并转换,力学性能和施工压力往往达不到要求,采取多道转换的方式,将转换梁在多个楼层设置,每个梁承担一定数目的楼层,控制梁的受力情况。第三,转换梁加腋。为有效控制转换梁受剪力的程度,采取转换梁加腋的方式,减少转换梁截面,满足载荷要求。

4.4高层建筑梁式转换层结构设计应用的归纳

在一些发达国家,早在二十世纪五六十年来,就有大量的建筑工程师开始建设高大的建筑,建筑结构采用上部剪力墙,下部框架结构的混合方式。此结构上刚下柔,比较稳定,十余年后,几次大地震证实,此结构并不稳固,产生了严重的坍塌和破坏。设计师们经过逐步研究,发明了转换层结构。在我国,二十世纪七八十年代才开始研究大空间建筑,上海、大连开始建设了第一批梁式大型建筑,国内高校也进行了大量的高层建筑试验和理论研究。随着高层建筑的增加,梁式转换层结构得到了最广泛的应用,国内学者也为此进行了大量研究,促进了高层建筑梁式转换层的应用。

5结语

高层建筑的梁式转换层在上密下疏的建筑中起到了承上启下的作用,合理分配上部结构的竖向载荷,减少结构突变和应力集中,实现结构的连续性和受力的平稳性。

作者:於斌 单位:抚顺职业技术学院