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高層建筑的結構設計范文1
關鍵詞：建筑層轉換 結構設計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
一、轉換層結構的幾種型式及其設計特點
目前高層建筑的發展趨勢，既集吃、住、辦公、娛樂、購物、停車等多功能為一體的綜合型建筑。但由于空間功能的復雜化，使得建筑結構也隨之變化。為了適應上部小空間下部大空間的功能需要，需在兩種結構的交接部位設置過渡結構，也就是所謂的轉換層。因高層建筑結構的多樣性，也呈現多種形式：
1、轉換層形式一：板式轉換
整體來講，板式轉換的力學性能和經濟指標均較差。當上下軸網變化但仍正交時，可采用正交主次轉換梁的結構型式來實現轉換。板式轉換最大的優點是可以在轉換層以上隨意布置結構型式和軸網，特別適用于建筑物上下部軸網錯位復雜甚至互不正交的情況。由于抗剪和抗沖切的需要，轉換板厚一般在2M以上，這一方面造成轉換層質量和剛度的突變，在地震作用時結構反應增大，轉換層上下相鄰層更成為結構薄弱層，不利于建筑物抗震;另一方面由于自重和地震作用的增加，下部豎向構件的荷載明顯增大，設計難度大。
2、轉換層形式二：梁式轉換
實際工程中，轉換層常兼作設備層，轉換梁腹部要開設洞口以便設備管道的通過，因此轉換梁的計算模型可根據開洞與否以及洞口的相對大小分別取為實腹梁、開孔梁、雙梁和空腹桁架等。梁式轉換具有傳力路徑清晰快捷，施工方便，構造簡單，工作可靠等特點，轉換梁的截面尺寸主要由其抗剪承載力決定，但可通過加腋或采用鋼骨混凝土、預應力混凝土等方法來減小截面尺寸。在進行轉換梁設計時，要特別注意對轉換大梁與上部結構共同工作程度的分析。
3、轉換層形式三：桁架轉換
桁架分為空腹桁架與實腹桁架兩種。桁架轉換層與梁式轉換相比，受力狀態更明確，可使用空間更大，自重小，抗震性能好，但其節點設計難度大，“強斜腹桿、強節點”是桁架轉換層設計的基本原則，而節點的受力狀態復雜，容易發生剪切脆性破壞，造成計算配筋多，施工不便，限制了桁架轉換的應用。
4、其它轉換型式
其它轉換型式包括：
(1)巨型框架它由豎向筒體或巨型柱與一道或多道大梁組成，具有良好的抗震性能，是目前國內建筑結構發展的一個重要方向。巨型框架要采用模擬施工過程的設計方法，在未形成巨型結構之前應合理地解決臨時支撐和保證足夠的抗側剛度;巨型梁以下幾層范圍內的柱內存在拉應力，應按受拉構件進行設計。
(2)斜柱轉換式可以較好地發揮混凝土的受壓性能，形成更多更好利用的建筑空間。斜柱轉換中會產生較大的水平荷載，在實際工程中可以結合建筑物的平面布置，通過加設圈梁或拉梁，使其以最短的路徑相互平衡，轉換斜柱盡可能通過較多的樓層，以減小其在上下樓層產生的水平力，使轉換層設計更加方便。
二、高層建筑轉換層結構的設計原則
轉換層結構的概念：指在整個建筑結構體系中，合理解決豎向結構的突變性轉化和平面的連續性變化的結構單元體系，為了滿足城市建筑功能的要求,那么結構必須以與常規方式相反進行布置，上部小空間，布置剛度大的剪力墻，下部大空間,布置剛度小的框架柱。轉換層的設置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時在轉換層上下容易形成薄弱環節，對結構抗震不利，所以在設計轉換層結構時應遵循以下原則：
1、布置轉換層上下主體豎向結構時,注意使盡可能多的上部豎向結構能向下落地連續貫通,尤其框架核心筒結構中核心筒應上下貫通.
2、弱化上部，強化下部，抗震設計時應保證轉換層上、下部主體結構的總剪切剛度比值滿足下式：式中： 分別為轉換層上部第I 樓層、下部第J 樓層的主體豎向結構總剪切剛度。
3、盡可能減少需結構轉換的豎向構件，直接落地的豎向構件越多，轉換結構越少，轉換層造成的剛度突變就越小，對結構抗震更有利。
4、優化轉換層結構。選擇具有明確傳力路徑的轉換層結構型式，以便于結構分析設計和保證施工質量。
5、將轉換結構作為整體結構中一個重要組成部分采用符合實際受力變形狀態的計算模型進行三維空間整體結構計算分析.必要時可采用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算。
三、轉換層結構設計中應注意的問題
1、與建筑專業的相配合
為了滿足建筑的需要，因此高層建筑轉換層結構型式的選擇必須與建筑相互配合。
(1)轉換層結構型式的選擇應與建筑外觀相結合，如巨型框架、拱式轉換等型式不僅具有良好的受力性能，而且能滿足該類型建筑外觀的要求;
(2)轉換層結構必須服從于建筑功能的實現，實際工程中常常將設備層兼作轉換層，此時轉換層中要有足夠的空間讓設備管道通過，當洞口尺寸超出開孔梁允許范圍時，宜用實腹或空腹桁架代替梁式轉換。
2、轉換層結構剛度的合理選擇
在進行轉換層結構設計時，存在著轉換層結構剛度合理值的問題。當轉換層剛度過大時，一方面引起地震反應和結構豎向剛度的突然增大，使轉換層上下層處于更加不利的受力狀態，另一方面材料用量增加，結構經濟性不合理。當轉換層剛度過小時，上部框支部分的豎向構件與其它豎向構件之間可能出現較大的沉降差，從而在上部結構中與該部分豎向構件相連的水平構件中產生明顯的次應力，導致其配筋增加。
3、轉換層下部主體結構的剛度分布
對于轉換層結構來說：豎向剛度突變也是最復雜的問題，是不可避免的。為了保證轉換層結構上下層主體結構的總剪切剛度滿足要求，抗震設計時，常常要采用加大轉換層下部主體結構豎向構件截面尺寸、提高其混凝土強度等級、增設剪力墻等方法。
4、逆向轉換
逆向轉換是一種轉換層類似倒置的常規轉換層特殊的結構，故稱為逆向轉換層。斜柱轉換和桁架轉換傳力路徑明確，剛度較小，最適用于逆向轉換層結構，在工程中可結合實際情況選用。當建筑物外觀或使用功能要求柱網上疏下密時，下部柱網中由于各柱承受荷載的差異導致相互間的豎向壓縮位移差，在下部結構的水平構件中產生較大的次應力。為了避免由此引起的結構問題，在柱網發生變化處必須設置轉換層，以調整下部柱網中各柱的荷載趨于均勻。
四、注意事項
1、結構轉換層型式多且各具特點，設計時應結合工程實際情況加以選用，對于復雜工程可采用多個方案綜合比較和選用的方法。
2、注重轉換層結構的概念設計，合理的結構平面和豎向布置可以從整體上形成良好的抗震體系，保證建筑物的安全性和經濟性。
3、在框架,框架或短肢剪力墻,框架的正交主次轉換梁式轉換層設計中，應注意選擇適當的轉換梁剛度，減小由于轉換次梁的支座沉降引起的次應力。
4、在加強轉換層下部結構時，要避免由于剛度分布不均勻引起扭轉或剛度過于集中而導致不安全。
五、結束語
高層建筑體現一個城市建設的基本特色，承載著城市發展過程的信息。為此，高層建筑的發展也是塑造城市新特色的重要條件。然而如何將現代的高層建筑更更好的與城市建筑中的各個因素相應的結合起來,有效地把建筑風格融合到城市的環境中去設計，是每個建設者需要考慮的問題。
參考文獻
高層建筑的結構設計范文2
【關鍵詞】高層建筑；混凝土結構設計；要點；特點；注意事項
城市化進程的加快，使得高層建筑已成為城市建設的重要組成部分。混凝土結構作為現代化城市發展的一種客觀成果，在建筑業發展過程中起著重要的作用。以下就高層建筑混凝土結構設計進行探討分析。
一.高層建筑混凝土結構設計要點
1、結構選型。建筑結構選型時需要考慮三方面的問題：結構規則性問題、結構超高問題以及嵌固端設置問題。高層建筑的結構規范新舊版本有著很大的不同，在新規范中，對于結構的限制條件也有所增加。并且，新規范明文規定建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。因此，結構工程師需要在執行新規范時多注意不同之處，避免施工設計時處于被動狀態。建筑結構的總高度在抗震規范以及高度規范當中都有著嚴格的限制，新規范中對于超高問題有了新的規定，增加了除了a級高度建筑以外的b級高度建筑。所以在進行結構選型時需要注意控制超高問題。高層建筑往往帶有地下室，因此結構設計工程師需要對嵌固端設置進行重視。
2、概念設計.為了保證高層建筑結構具有良好的抗震能力，需要設計人員在設計時采用結構概念設計。這種設計方式對建筑師以及結構設計師有很高的要求，必需嚴格地遵守結構概念設計的規范規程以及各項規定，設計過程中需要對建筑結構進行全面的分析，不能僅僅依靠計算來進行設計。在進行結構體系設計時，需要對結構選型以及平面布置的規律提高重視程度，選用具有較好的抗震能力以及抗風性能，并且經濟性較高的結構類型，并要對結構進行計算簡圖的設計，保證結構的地震力有合理的傳遞，并保證在兩個主軸方向有相近的動力特性。另外，概念設計可以保證高層建筑受到中等級地震后可以通過修復繼續使用，而在遇到高等級地震時可以保證不倒。為保證“中震可修，大震不倒”的目標，需要專家對設計提出具體指標，對建筑的穩定性以及彈性進行完善的設計。
二、高層建筑混凝土結構設計的特點
1、結構應具有良好的延性。相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。建筑結構的耐震主要取決于結構的承載力和變形能力兩個因素。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免高層建筑在大震下倒塌，必須在滿足必要強度的前提下，通過優良的概念設計和合理的構造措施，來提高整個結構、特別是薄弱層（部位）的變形能力，來保證結構具有足夠的延性。因此，在結構設計中應綜合考慮這些因素，合理設計，使結構具有足夠的強度、適宜的剛度、良好的延性。
2、側向力的把握。在建筑結構、側向力已成為結構形變，同時內部結構發生變化的主要影響因素，如無論是民用建筑還是在高層建筑，所有在自重、雪活荷載和負荷、負荷力，再加上風、地震和力水平影響都會作用在結構上，水平荷載內力和位移逐漸增加，因此水平荷載和地震力是主要的控制因素。
3、建筑結構的剛度適宜性。隨著建筑的高度的不斷增長、側向位移較大的高層建筑越來越多。因此，在高層建筑設計中，不但結構強度的要求非常重要，也不能忽視結構的適用性，確保了結構的合理振動頻率、控制水平層位移。
三、高層建筑混凝土結構設計注意事項
高層建筑設計從體系選擇、平面布置、豎向布置、抗震概念設計無一不體現設計師的水平，下面敘述幾個需注意的問題。
1、結構體系選擇。結構體系的選擇，應從建筑、結構、施工技術條件、建材、經濟等各專業綜合考慮。結構的規則性問題。規范在這方面有相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循規范規定上必須格外注意，避免后期施工圖設計階段工作的被動。結構的超高問題。在抗震規范與高規中，對結構總高度都有嚴格限制，除將原來的限制高度設定為A級高度建筑外，還增加了B級高度建筑，因此，必須對結構高度嚴格控制，一旦結構為B級高度建筑或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。
2、側向位移的限值。高層建筑結構的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大，規范對頂點位移和層間位移都作了限制。控制頂點位移u/h的主要目的是保證建筑內人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時倒塌。但控制房屋在罕遇地震時倒塌與否的條件是結構極限變形能力而不是u/h限值。另外，為使結構具有較好的防倒塌能力，應在結構計算中考慮相關效應。控制層間位移u/h的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結構構件的開裂和損壞。
3、設置縫隙。高層結構設計中重要的構造措施是設置溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫。溫度伸縮縫，其影響因素很多，規范用規定結構伸縮縫的最大間距來控制，還規定了最大間距宜適當減小和適當放寬的情況，應根據實際工程的具體情況執行相關條文。如北京朝陽商業中心等工程地上結構長度均超過100米，由于采取了可靠措施，也未設溫度伸縮縫而效果良好。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎顯著的沉降差產生，在設計中，通常用“放”、“抗”、“調”等辦法解決，即設沉降縫、采用剛度大的基礎、調整各部分基礎形式或施工順序。目前，廣州、深圳等地多采用基巖端承樁，主樓、裙房間不設縫；北京的高層建筑則一般采用施工時留后澆帶的做法。設計師應在實際中靈活掌握。防震縫在規范中有明確規定，但應據實際情況適當放寬或縮小。
4、高層建筑結構設計中的扭轉問題。建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用發生扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。
四、結束語
在現代建筑過程中，需要嚴格對高層建筑混凝土結構進行設計，從而確保建筑工程的質量。隨著城市的不斷發展以及人口密度的增加，近些年我國的高層建筑也越來越多。由于混凝土施工簡便且成本較低，在我國的建筑行業中得到了廣泛的應用。
參考文獻：
[1] 李善雷.高層建筑混凝土結構優化設計的探討[J].科技風，2011（4）：156.
高層建筑的結構設計范文3
關鍵詞：房屋建筑 抗震結構 設計
隨著近年來世界各地的地震頻發，有關建筑抗震結構的設計問題，已得到建筑結構設計中的廣泛關注，將對人類生命與財產安全產生重要作用。因此，在設計建筑結構過程中，必須加強對抗震問題的重視程度，有針對性地采取措施，減少地震發生時對建筑物的破壞性。
一、高層建筑結構抗震設計的基本方法
減少地震能量輸入。積極采用基于位移的結構抗震設計，要求進行定量分析，使結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求。對于高層建筑，選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。錯開地震動峰加速度周期，可防止共振破壞。推廣使用隔震和消能減震設計，目前我國和世界各國普遍采用的傳統抗震結構體系是“延性結構體系”，即適當控制結構物的剛度，但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應，使結構物“裂而不倒”。提高結構阻尼，采用高延性構件，能夠提高結構的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。選擇合理結構材料。在高層建筑的方案設計階段，結構材料選用也很重要，可以對材料參數隨機性的抗震模糊可靠度進行分析，改變過去對結構抗震可靠度的研究只考慮荷載的不確定性而忽略了其他多種不確定因素。
二、提高高層建筑抗震設計的措施
（一）選擇具有抗震效果的建筑材料
建筑材料的選擇對建筑抗震效果也有一定的影響，隨著材料技術的不斷進步，具有抗震功能的新材料不斷面世，在建筑行業也受到廣大設計者的青睞，在建筑時盡量采用框架剪力墻的結構，以鋼結構為基礎進行建設，在宏觀上提高了建筑的剛性和延性，有助于提高建筑結構的穩定性。鋼結構相比于目前采用的混凝土結構，遇有更高的強度和韌性，在重量比上也要優于混凝土結構，具有更好的抗震性能。
（二）盡可能設置多道抗震防線
當發生強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌。抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，以使結構能吸收和耗散大量的地震能量，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。
（三）客觀考慮位移問題
對于我國建筑抗震結構設計來說，大多以承載力作為重要的基礎，而設計人員則采取線彈性方法，對小幅度震動情況下的結構變形力、內力等進行分析，采取組合內力方法，對構件的截面進行驗證，以此確保結構的可靠性、穩定性。另外，為了更好地針對基礎位移狀況實行抗震設計，應該充分了解結構變形情況和配筋之間的關系，有針對性地采取設計方法，當建筑結構進入到抗震階段后，對其變形力進行細致分析與探討。因此，除了計算小震階段的情況以外，也要收集、統計、分析大震過程，實現更深層次的設計，必將成為未來發展方向。
（四）減少地震時能量的輸入
在具體的設計中，采用基于位移的結構抗震方法，對具體的方案進行定量的分析，使結構的變形能力能夠滿足預期地震作用下的變形需求。在驗算結構的承載力之外，還要對結構在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比進行控制；根據建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系，確定構件的變形值；根據建筑截面的應變大小和應變分布，來確定建筑構件的構造需求。另外，對于高層建筑，在堅硬的場地上施工，可以明顯的減少地震時能力的輸入，降低對高層建筑的破壞。
（五）抗側力體形的優化
對一般性構造的高樓，剛比柔好，采用剛性結構方案的高樓，不僅主體結構破壞輕，而且由于地震時的結構變形小，隔墻，圍護墻等非結構部件將得到保護，破壞也會減輕。提高結構的超靜定次數，在地震時能夠出現的塑性鉸就多，能耗散的地震能量也就越多，結構就愈能經受住較強地震而不倒塌。改善結構屈服機制，使結構破壞十按照整體屈服機制進行，而不是樓層屈服機制。設計結構時遵循強節弱桿、強柱弱梁、強剪弱彎，強壓弱拉的原則。在進行結構設計時，應該選定構件中軸力小的水平桿件，作為主要耗能桿件，并盡可能使其發生彎曲耗能。
（六）豎向布置力求均勻
結構豎向布置均勻，可以最大限度的使其豎向剛度、強度變化均勻，這樣可以有效的避免出現薄弱層。從建筑結構的特點看，臨街的建筑物，往往會因為商業的需要，底部幾層有大空間的設置。非臨街的建筑物，底部也可能門廳、餐廳或停車場，而出現大空間。在這種結構中，上部的鋼筋混凝土抗震墻或豎向支撐或砌體墻體到此被中止，而下部須采取框架體系。也就是說，上部各層為全墻體系或框架抗震墻體系，而底層或底部兩三層則為框架體系，整個結構屬“框托墻”體系。地震經驗指出，這種體系很不利于抗震。因此，在實際的抗震結構設計中，應該要保持結構豎向布置的均勻。也就是說，同一樓層的框架柱，必須要具有大致相同的剛度、強度和延性，以此避免地震時，因受力大小懸殊而被各個擊破的危險。此外，還必須注意的是，在采用純框架結構的高層建筑中，樓梯踏步斜梁和平臺梁直接與框架柱相連時，應該避免該柱變成短柱的情況，這樣才能有效的避免地震時發生剪切破壞。
三、結語
現階段，我國高層建筑的抗震設防仍然處在摸索階段，盡管通過實踐積累了一些經驗，但建筑抗震分析在概念上還需進一步完善，如果可以在結構與地基的材料特性，動力響應，計算理論，穩定標準等方面得到符合實際的發展，自然會在建筑結構抗震領域內起到重要的作用。
參考文獻：
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高層建筑的結構設計范文4
摘要：高層建筑轉換層的結構設計與多元化的功能息息相關，我們只有在周密分析轉換層結構設計方案是否可行的前提下，方可徹底解決施工技術難度大的問題，并為提供轉換層結構設計的有利條件。本文將在對高層建筑轉換層各種結構特點分析的基礎上，就幾種常見的結構轉換層施工技術進行探討，并提出相對應的質量保障措施。
關鍵詞：高層建筑， 轉化層 ，結構設計
The high-rise building conversion layers of structural design and diversified functions are closely related, we only in careful analysis conversion layers structure design scheme is feasible, under the premise of can completely solve the problem of large construction technical difficulties, and to provide conversion layers structure design of the favorable conditions. This paper will be of a high-rise building conversion layers of various structural characteristics on the basis of analysis, is several common structural layer construction technology are discussed, and put forward the corresponding quality security measures.
Keywords: high-rise building, the transformation layer, the structure design
中圖分類號： TU97文獻標識碼：A 文章編號
1.轉換層的結構設計難點
轉換層的結構設計難點主要體現為以下幾個方面：（1）結構轉換層鋼筋的截面面積比較大，譬如5.5米層高的結構轉換層，其框支梁截面1800*800，框支柱截面為1800*1200，框支柱主筋直徑在28毫米以上，框支梁主筋直徑在25毫米以上，而且鋼筋屬于三級鋼筋，降低了倒運的便利程度，而且制作過程中，會對機械設備造成較大的磨損，再加上人力、材料和設備等資源的安排不周，使得鋼筋下料的效率性無從體現。再加上種類繁多的箍筋和沒有嚴格按照圖紙尺寸加工的誤差問題，都是箍筋難以綁扎到位的主要原因。（2）連接鋼筋的對焊或電弧焊程序復雜，使得施工質量保障工作存在諸多漏洞，而常規支撐體系吊裝自重較大的鋼筋（框支梁單位重量9.5噸左右），使得梁板承受能力無法滿足自重較大鋼筋的負荷，造成梁板結構的破壞，一旦體系變形超出規定范圍，將直接導致樓板開裂。（3）結構轉換層具有鋼筋排列密集的特點，鋼筋排列模式縱橫交錯，結構受力復雜，譬如板筋、梁端根部鋼筋和錨固筋等穿插過頂梁柱，增加梁柱節點的施工難度。在配置鋼筋彎曲設備時，沒有對設備規格類別進行嚴格篩選，鋼筋彎折半徑在規定范圍之外，給結構設計帶來較大的難點。
2.轉換層的結構設計要點
2.1模板工程結構設計要點
模板功能的結構設計要重點解決轉換層自重大和荷載大的問題：（1）模板支撐工程方案的選擇，重點要求是適用性，筆者認為在方案選擇過程中，需要對支撐系統的強度和穩定程度進行周密檢驗；在澆筑混凝土之前，完成支撐系統的搭建工作，并檢查支撐系統的牢固程度。（2）采用松雜木枋制作板支撐的龍木骨，龍木骨之間的距離為450毫米，提高模板的保水性和保溫性，采用厚度18毫米的厚膠合板作為面鋪層，并用膠紙袋封閉板縫。（3）設計支撐系統的腳手架，將寬度控制在1200毫米左右，高度控制在1700毫米-1900毫米之間，加調座底和托頂在門式腳手架之上，底座和托頂的距離控制在900毫米左右，保證支撐兩層門架中間可以交叉和連接，并在豎向的連接地方，加設一道水平連接桿，材料為鋼管和扣件。（4）將鋼管水平架設在轉換梁的側模位置，每根鋼管的間隔為450毫米，用配對拉螺栓加固鋼管。在施工之前，對側模的剛度和對拉螺栓的牢固程度進行檢查，如果發現剛度或者牢固程度不足，則要進行更換或者擰緊處理，并在完成轉換層頂梁板施工7個小時之后，拆除掉第一層的梁板支撐。（5）在混凝土澆筑的過程中，支撐系統需要委派專門的工作人員進行看護，以便對支撐、側模等跑位、撓度的現象進行控制。（6）應急措施的制定，一是含可調托頂和底座的支撐，數量為180根，目的是預防立桿變形和跑位；二是鋼管，長度為2米，數量為120根，目的是預防橫桿撓度過大；三是對拉螺栓，數量為180套，并對第一根轉換大量側模的狀態進行檢查，查看是否存在變形情況，目的是預防側模的變形。如果側模已經變形，則要及時增加對拉螺栓，以便加固大梁。
2.2鋼筋工程結構設計要點
鑒于高層建筑轉換層鋼筋高含量、主筋長、鋼筋布置密集等特點，筆者認為要準確地翻樣和下料，并安放和安裝好鋼筋，防止鋼筋“搶位”而造成的返工問題：（1）鋼筋的翻樣和下料：對轉換層設計理念進行分析，在對設計文件說明認真審核和熟悉的基礎上，利用相關的規范依據，結合工程的實際條件展開翻樣施工工作；適當增加節點空間，以便為混凝土的澆灌和振搗提供有利的施工條件；閃光對焊大梁主筋接頭，除了要做好電焊培訓工作之外，還要保證施工材料的質量；分別設置跨中1/3的跨長內和支座1/3跨長內于梁上部的主筋接頭、部主筋接頭兩個位置，并在下料主筋的同時，對所有鋼筋的接頭位置進行合理安排，防止主筋焊接接頭的重疊；梁主筋需要根據接位的順序進行編號，主筋下料的時候也要密切關注對焊接頭的準確性。（2）鋼筋的安裝和就位：大梁鋼筋的安放時需要注意：搭設臨時的鋼管擱架，搭設位置在梁底的上方；鋪設縱筋和首排面筋于擱架下的橫桿上；鋪設所有主筋于梁下部上；鋪設首排面筋于擱架下的橫桿上并將鋼筋做成S形。首層面筋鋪設后，鋪設第二排縱筋，第二排縱筋鋪設完畢后，再鋪設第三排縱筋，逐層掛起全部縱筋；梁底模兩端縱筋分布和柱節點位置的確定，以序列號排列主筋；梁縱筋的安裝，梁與梁之間的位置，柱節點箍筋安裝位置和數量，要通過依次交叉穿插和上下交替擱置等方式進行確定，在每一層的主筋之間穿插柱箍筋，特大梁鋼筋骨架就位之后，按需固定和綁扎柱箍筋。
2.3混凝土工程結構設計要點
混凝土工程結構設計，分為以下幾個部分：（1）澆筑混凝土之前，將模板內部清洗干凈，然后用水濕潤；一次性完成澆筑，事先安排好澆筑路線，控制施工縫和冷縫的產生；混凝土澆筑的方式是分層，每層的厚度控制在500毫米左右，澆筑時間間隔為2小時，首次的澆筑對象為無轉換大梁的部分剪力墻，第二次澆筑的對象是有轉換大梁部分剪力墻、柱及梁板；振搗棒必須插到位，用鋼釬輔助振搗難以振搗的部位，嚴格控制振搗的質量。（2）混凝土裂縫問題，轉換梁施工中，通過模板保溫方式，控制混凝土內外溫差，并控制原材料和外加劑的質量，混凝土配制、澆筑和養護的合理掌控，減少由于混凝土表面失水而引起的干縮裂縫問題。
3.結束語
鑒于高層建筑結構的多樣性，轉換層的結構設計，應該針對高層建筑的結構類別，進行區別性方案的設計，通過精心組織施工，高要求控制模板、鋼筋和混凝土等的施工程序，提供這些施工程序的有利條件，降低施工難度，為高層建筑轉換層的結構設計奠定基礎。
參考文獻
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高層建筑的結構設計范文5
關鍵詞：梁式轉換層，高層建筑，結構設計
Abstract: the conversion layers should be paid attention to when the design concept design and theoretical analysis, the column of conversion, transfer beam shear wall, ground floor and convert such key components should take the necessary measures. This paper introduces the conversion of the types and characteristics of type, the concrete beam type conversion layers of the high-rise building structure design.
Keywords: beam type conversion layers, high-rise buildings, the structure design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：
因建筑物功能的需要，上部需要小開間的軸線布置，需要較多的墻體；下部則希望有盡可能大的空間，柱網要大，墻體要盡量少。因而，上部部分豎向桿件不能直接連續貫通落地。而通過水平轉換結構與下部豎向桿件連接，這樣構成的高層建筑稱為帶轉換層的高層建筑結構。轉換層因受力復雜，抗震能力弱，一直未被廣泛應用。但隨著高層建筑的不斷增多和計算機硬件及軟件的迅速發展，轉換層結構的計算理論及方法也日趨完善，轉換層的應用也越來越多。轉換層設計時應重視概念設計和理論分析，對轉換柱、轉換梁、落地剪力墻和轉換層樓板等關鍵構件應采取必要的加強措施。
一、轉換層型式的類型及特點
轉換層根據建筑功能的需要, 可作為正常使用的樓層,但此時應有較大的層高作保證; 在層高受限制或設備專業需要時, 也可專門作為設備層。在結構型式上, 轉換層可分為以下幾種類型:
1、梁式轉換層
一般運用于底部大空間的框支剪力墻結構體系。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構體系。當需要縱橫向同時轉換時, 則采用雙向梁布置。梁式轉換層的設計和施工均較為簡單, 傳力較為明確, 是目前應用最為廣泛的轉換型式[。它的缺點在于, 當上下軸線錯位布置時, 需增設較多的轉換次梁, 空間受力較為復雜, 此時應對框支主梁進行應力分析。
2、箱式轉換層
當轉換梁截面過大時, 設一層樓板已不能滿足平面內樓板剛度無限大的假定。為了使理論假定與實際相符, 可在轉換梁梁頂與梁底同時設一層樓板, 形成一個箱形梁。箱形梁轉換結構, 一般宜遍布全層設置, 且宜沿建筑周邊環通構成“箱子”, 即箱式轉換層。箱式轉換層的優點在于, 轉換梁的約束強, 剛度大, 整體工作效果好, 上下部傳力較為均勻, 并且建筑功能上還可將其作為“設備層”;缺點是轉換梁梁中開設備洞較多, 施工復雜, 且造價較高。
3、厚板式轉換層
當上下柱網錯位較多, 難以用梁直接承托時, 則需做成厚板, 即板式轉換層。厚板的厚度可根據柱網尺寸、上部結構荷載綜合而定。板式轉換層的優勢在于, 下部柱網受上部結構布局影響較小, 可靈活布置。厚板剛度很大,形成一個承臺, 整體性較好, 而且施工也較為便捷。但由于厚板自重很大, 地震作用也大, 容易產生震害。并且材料耗用多, 經濟性也較差。
4、桁架式轉換層
當高層建筑下部為大空間商場, 上部為小空間客房或寫字樓, 且需設置管道設備層時, 也可采用桁架式轉換層。上部柱墻可通過桁架傳至下部柱墻, 而管道則可利用桁架間的空間穿行。采用桁架轉換結構時, 一般宜跨滿層布置,且上弦節點與上部密柱或墻肢形心宜對中。桁架式轉換層的框支柱柱頂彎矩和剪力比其他幾種轉換型式相對較小。但此法施工復雜程度較高, 且對于軸線錯位布置時難度較大。
在眾多的轉換類型中，梁式轉換層為結構設計時應用得最為廣泛的一種結構形式。比較于其它轉換而言，梁式轉換層受力明確，傳力簡潔，計算模型簡單且施工操作簡單。為此，本文主要分析梁式轉換層的高層建筑結構設計。
二、梁式轉換層的高層建筑結構設計
1、轉換層主要構件設計要點
在構件設計中，應把設計重點放在加強結構的豎向整體性上，許多工程經常由于轉換層上下結構質量重心偏差較大，使得整個結構的扭轉效應加大，因此應適當增大角柱與邊緣的剪力墻，以增強結構的扭轉剛度。
（1）轉換柱設計要點
轉換柱是帶轉換層結構重要構件，受力性能與普通框架大致相同，但受力大，破壞后果嚴重。計算分析和試驗研究表明，隨著地震作用的增大，落地剪力墻逐漸開裂、剛度降低，轉換柱承受的地震作用逐漸增大。因此，《高規》除在對轉換柱內力進行調整外，還對其構造配筋提出了比普通框架柱更高的要求，增大轉換柱的安全性，推遲轉換柱的屈服，以免影響整個結構的變形能力。《高規》為了讓轉換柱承受較小剪力，規定了框支柱與相鄰落地剪力墻的距離，1~2層框支層時不宜大于12m，3層及3層以上框支層時不宜大于10m。以滿足底部大空間層樓板的剛度要求，使轉換層上部的剪力能有效地傳遞給落地剪力墻。
轉換柱最薄弱是在與轉換梁相交的位置，此處轉換梁的線剛度遠大于轉換柱，對其有很強的約束性。在水平力作用下，柱端產生很大彎矩。為保證結構有足夠的延性，《高規》對轉換柱的軸壓比也進行了嚴格控制，一級抗震時軸壓比控制在0.6以內，二級抗震時控制在0.7以內?？蛑е谏喜繅w范圍內的縱向鋼筋應伸入上部墻體內不少于一層，已保證上下層的可靠連接。
（2）轉換梁設計要點
轉換梁是帶轉換層結構中應用最為廣泛的轉換結構構件。結構分析和試驗研究表明，轉換梁受力復雜，而且十分重要。它不但是上下層荷載的傳輸樞紐，而且是保證框支剪力墻抗震性能的重要構件。因此《高規》規定了比一般框架梁更高的要求。主要規定如下：
第一、轉換梁與轉換柱截面中線宜重合。
第二、轉換梁截面高度不宜小于計算跨度的1/8?？蛑Я航孛鎸挾炔灰舜笥诳蛑е鄳较虻慕孛鎸挾?，且不宜小于其上墻體截面厚度的2倍和400mm的較大值。
第三、托柱轉換梁應沿腹板高度配置腰筋，其直徑不宜小于12mm，間距不宜大于200mm。
第四、轉換梁縱向鋼筋接頭宜采用機械連接，同一連接區段內接頭鋼筋截面面積不宜超過全部縱筋截面面積的50%，接頭位置應避開上部墻體開洞部位、梁上托柱部位及受力較大部位。
第五、轉換梁不宜開洞。若必須開洞時，洞口邊離開支座柱邊的距離不宜小于梁截面高度；被洞口削弱的截面應進行承載力計算，因開洞形成的上、下弦桿應加強縱向鋼筋和抗剪箍筋的配置。
第六、托柱轉換梁在轉換層宜在托柱位置設置正交方向的框架梁或樓面梁。
（3）轉換梁的計算要求
第一、轉換梁的承載力一般是由斜截面受剪承載力控制。斜截面受剪承載力主要由混凝土和箍筋承擔，梁水平腰筋也能承擔一部分剪力，但一般不參與計算，而是作為安全儲備使用。因此適當提高轉換梁的水平腰筋不僅能減少裂縫的產生，還能加大其受剪承載力。
第二、轉換梁的正截面受彎承載力計算與普通梁相同。
第三、由于上部荷載作用點或荷載作用線經常與梁截面中心線不重合，使得轉換梁產生扭矩，而梁的抗扭承載力較低，因此設計時不僅要通過計算來確定抗扭承載力是或能滿足，還應在開始設計時就盡量使兩者重合，有條件的情況下可設置雙向轉換梁來平衡扭矩。
（4）落地剪力墻設計要點
第一、落地剪力墻承擔的地震傾覆力矩應大于結構總地震傾覆力矩的50%；
第二、落地剪力墻洞口宜布置在墻體的中部；
第三、落地剪力墻的間距：非抗震時不宜大于3B和36m；抗震設計時，當底部框支層為1~2層時，不宜大于2B和24m；當底部框支層為3層及3層以上時，不宜小于1.5B和20m；B為落地墻之間樓蓋的平均寬度。
（5）轉換層及其相鄰樓層樓板的設計要點
第一、轉換層樓板厚度不宜小于180mm，應雙層雙向布置，且每層每方向的配筋率不宜小于0.25%，落地剪力墻樓板不宜開洞。
第二、與轉換層相鄰樓層的樓板也應適當加強。
2、轉換層計算要求
轉換層只是高層建筑中的一部分，分析計算時，應先進行結構整體計算分析，即將轉換層放入整個結構體系中按空間協同工作分析方法、三維空間分析方法或其他有效方法進行整體內力與位移計算。這樣能較好的反映結構體系中各桿件對轉換層的整體影響，使轉換柱的位移和內力更接近實際情況。但由于整體分析時結構桿件較多，不能對轉換層進行細化計算，因此難以保證接觸面上的變形能完全協調，構件的計算有可能存在誤差。由于上述原因，在完成整體計算分析后，還應對轉換層進行局部分析，利用平面有限元分析法對轉換構件進行詳細的應力分析，確保結構體系的整體安全。
參考文獻：
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高層建筑的結構設計范文6
關鍵詞：高層建筑結構轉換 搭接柱 有限元分析
中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A 文章編號：
由于建筑功能不同的要求，部分豎向構件不直接貫通落地而通過剛度較大的轉換構件連接構成的高層建筑結構，稱為帶轉換層高層建筑結構。
帶轉換層的高層建筑是目前又一獲得較多采用的一種高層建筑結構。帶轉換層的高層建筑結構主要可歸納為兩大類：一類是其主體結構由上部剪力墻結構與下部筒體框架結構或框架剪力墻結構通過結構轉換層組成；另一類是其主體結構由上部小柱網框架、筒體、剪力墻結構與下部大柱網框架、筒體、剪力墻結構通過結構轉換層組成。其它各類帶轉換層的高層結構可以是這兩類帶轉換層高層結構的比例、部位、轉換次數的變化、組合。
結構轉換層種類主要可以分為兩類：一類是梁式轉換，它包括實體梁、箱型梁、桁架等；一類是板式轉換，它一般是由一塊整體整澆筑的厚平板組成。
梁式轉換層結構，受力、傳力比較直接明確，且結構轉換層還可提供一定的建筑、設備利用空間，是目前得到最廣泛應用的轉換結構。在此講一下轉換梁與托墻梁的區別。轉換梁，例如底層作為商場，上層住宅的底框上剪力墻結構，在剪力墻和底層框架結構連接處要設轉換構件，轉換梁就是其中一種常用的方式；拖墻梁，在工程結構設計中，有的時候，如轉換層的的設計中，需要在轉換大梁上面托剪力墻，以滿足下面樓層大空間的功能需要，該梁就稱為托墻梁。 需要指出的是，托墻梁特指直接與剪力墻墻柱部分直接相接、共同工作的轉換梁部分。例如：轉換梁上托開門洞或窗洞的剪力墻，對洞口下的梁段，不認為是托墻梁。
板式轉換結構，受力、傳力比較復雜，不夠明確；一般只有在上下部結構明顯不協調，無法采用梁式轉換結構時才采用。此時厚板內應力十分復雜，有些區域應力極小，不經濟，厚板所占空間，建筑、設備無法利用。板式轉換結構的板厚，理論上應由其剛度、剪切、沖切等條件來確定，使用工程經驗數據是，上部大開間剪力墻結構，跨度在8～10m的轉換板，板厚約為其上部結構樓層數x（0.08～0.1）m。
搭接柱是一種合理有效的轉換結構，尤其適用以結構高位轉換具有十分優良的抗震性能。搭接柱比較順利地實現地震作用下轉換層上、下層側向剛度平穩過渡，從而避免了結構抗側剛度沿豎向突變引起的抗震不利影響。搭接柱轉換結構在豎向荷載作用下的安全度和可靠度主要取決于與搭接柱相連接樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度控制。根據建筑結構的重要性，對高烈度區，為了搭接柱轉換構件的承載力和延性控制，除了要滿足小震作用下極限承載力要求，還應按中震或大震彈性計算分析。
工程實例梁托墻柱（搭接柱）交接處節點有限元分析
1.分析目的
本工程的梁托墻柱交接處節點的應力情況在整體模型不能直接反映出來，因此有必要對節點進行進一步的有限元分析，保證節點在各荷載工況下的強度及剛度，并具備足夠的延性。
2. 分析模型介紹
利用ABAQUS軟件進行有限元分析，ABAQUS三維實體模型如下圖一:
圖一三維實體模型
1）. 采用軟件中的實體單元來模擬模型中的梁、柱，剪力墻采用殼單元來模擬。
2）. 梁、柱、墻采用8節點線性減縮積分單元進行有限元網格離散。
3）. 梁的截面尺寸：700mm*700mm，跨度為14.15 m；柱截面尺寸：900mm*900mm，高度為4m；墻的截面尺寸：650mm、長度2.1m；層高4m。混凝土標號：梁C35，墻柱C40。
3. 節點安全性判別準則
1）在大震作用下，各搭接構件及節點的應力滿足設計要求。
2）在設計荷載作用下，混凝土的塑性應變應小于0.0033，保證混凝土不被壓碎。
3）在設計荷載作用下，構件滿足受彎構件的撓度限值L/200=70mm
4. 荷載的施加
取出在豎向荷載代表值+大震荷載作用下上柱和橫梁的內力，施加于模型。
5. 邊界條件
由于按上述荷載的施加已經反映了整體模型之間各部分剛度的分布引起的力的分布，指定梁、柱、墻自動耦合，即計算中變形協調，故分析模型中只要把柱底約束就可以完全模擬節點的實際受力情況。
圖二邊界條件及載荷的施加
6. 計算結果及分析
（1）圖三給出的是節點在正向大震作用下的von Mises應力云圖，圖中顯示在受壓區為主的區域混凝土的最大應力為1.384N/mm2, 小于混凝土的抗壓強度fck=23.4N/mm2及抗拉強度ftk=0.1fck=2.34N/mm2，滿足節點的設計要求；
搭接塊(剪力墻)作為關鍵的傳力構件，其在大震作用下的應力均小于材料強度的標準值，在大震作用下其水平地震剪力標準值為2380KN, 豎向地震剪力標準值為327KN,各種荷載工況下的組合地震剪力為4886KN，均小于其抗剪承載力fv=0.18fckbh0=6584.8KN，所以搭接塊滿足抗剪承載力的設計要求；
搭接柱的應力較大區域主要集中在轉換梁、搭接塊（剪力墻）以及柱的交接處，此處在設計時應予以特別加強。
圖三 單元的組合應力云圖
（2）圖四給出的是節點在正向大震作用下的von Mises應變云圖，從圖中可以看出節點的應變值均小于混凝土的極限塑性應變0.0033，可見混凝土沒有壓碎，也滿足節點的設計要求。
圖四 單元的應變云圖
圖五 單元的位移等值線云圖
（3）變形分析 圖五中顯示，梁單元的最大位移為單元的最大位移為8.7x10-4m小于規范要求的受彎構件的撓度限值L/200=70mm，滿足設計要求。
通過上述分析可以看出節點滿足在大震下的塑性變形要求，具有良好的延性。
參考文獻：
JGJ3-2010,高層建筑混凝土結構技術規程
