帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑文獻(xiàn)綜述

1、文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述摘要：通過(guò)研讀帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)其特點(diǎn)、類(lèi)型、發(fā)展趨勢(shì)作出概述和總結(jié)。關(guān)鍵字：高層建筑、轉(zhuǎn)換層、類(lèi)型、發(fā)展前言：隨著人類(lèi)文明的不斷發(fā)展和進(jìn)步，建筑的形態(tài)越來(lái)越趨于多樣化。人們對(duì)于建筑的需求形式也不斷發(fā)生改變。層數(shù)多、高度大、功能多和平、立面布置復(fù)雜、結(jié)構(gòu)體系多樣化成為對(duì)建筑的主流要求。下部作為商鋪中層用作辦公用房上部成為住宅或者賓館的諸如此類(lèi)的多功能建筑形式受到人們的青睞。此時(shí)，結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。在上部

2、布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱，它們之間設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。因此帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑形式成為一個(gè)新的建筑研究方向，需要不斷的突破與完善。一：轉(zhuǎn)換層的定義和功能因建筑物功能的需要，上部需要小開(kāi)間的軸線(xiàn)布置，需要較多的墻體；下部則希望有盡可能大的空間，柱網(wǎng)要大，墻體要盡量少。因而，上部部分豎向桿件不能直接連續(xù)貫通落地。而通過(guò)水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與下部豎向桿件連接，這樣構(gòu)成的高層建筑稱(chēng)為帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層主要實(shí)現(xiàn)以下

3、功能：(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一剪力墻結(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人口。（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(xiàn)錯(cuò)開(kāi)，形成上、下柱網(wǎng)不對(duì)齊的布置

4、轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換類(lèi)型二、轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化大致有以下三種類(lèi)型。2.1上下層結(jié)構(gòu)類(lèi)型的改變，如轉(zhuǎn)換層以下為框架、框架剪力墻或框架筒體等結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻、剪力墻筒體等結(jié)構(gòu)形式。2.2上下層柱網(wǎng)、軸線(xiàn)的改變，轉(zhuǎn)換層的上下層結(jié)構(gòu)形式不變，僅柱網(wǎng)、軸線(xiàn)有所變化，常用于筒體結(jié)構(gòu)建筑中。2.3上下層不僅結(jié)構(gòu)類(lèi)型有所改變，而且柱網(wǎng)、軸線(xiàn)也有所改變，常用于上下層功能變化較大或較復(fù)雜的建筑物。三：轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式由于轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)

5、換有多種形式，所以轉(zhuǎn)換層本身也有多種形式。3.1梁式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化層。梁式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化層一般在轉(zhuǎn)換層的樓面設(shè)置縱橫交錯(cuò)的鋼筋砼承重大梁。為適應(yīng)上部荷載的需要，梁的截面尺寸比較大，常用的尺寸有1000mm2000mm，1200mm250mm，1500mm3000mm等。3.2桁架式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層。桁架式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層是有梁式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化層變化而來(lái)的，整個(gè)轉(zhuǎn)換層由多榀鋼筋混凝土桁架組成承重結(jié)構(gòu)，桁架的上下弦桿分別設(shè)在轉(zhuǎn)換層的上下樓面的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，層間設(shè)有

6、腹桿。由于桁架高度較高，所以上下弦的截面尺寸相對(duì)較小。3.3箱式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層。箱式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層實(shí)際上也是有梁式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以采用ANSYS和TAT來(lái)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，除應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)整體的位移、變形、抗傾覆、周期等要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足(JGJ3—2002)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中附錄E中規(guī)定的轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比的要求。相對(duì)其他結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)換層而言，桁架轉(zhuǎn)換層比梁式轉(zhuǎn)換層和厚轉(zhuǎn)換層在受力上更加合理，在轉(zhuǎn)換層位置受到

7、的剪力和彎矩就比較小，有利于構(gòu)件截面尺寸的控制，不會(huì)造成很大的剛度集中。在地震作用下，不會(huì)造成應(yīng)力的集中，有利于結(jié)構(gòu)抗震。其次在桁架轉(zhuǎn)換層上部的結(jié)構(gòu)所受到的剪力和彎矩相對(duì)其他的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)也較小，其受力受下部轉(zhuǎn)換層的影響較小，比較合理。由于桁架轉(zhuǎn)換層的重量相對(duì)其他轉(zhuǎn)換層的重量要小，從而減小了下部框架柱的抗壓負(fù)荷。4.3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)

8、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。但從建筑上來(lái)看，它直接占用了整個(gè)樓層的使用面積，使得該樓層通常只能作為設(shè)備層使用。同時(shí)，轉(zhuǎn)換層內(nèi)部的剪力墻與設(shè)備布置、管線(xiàn)布置常常發(fā)生沖突。其缺點(diǎn)是自重大、造價(jià)高等。從結(jié)構(gòu)分析角度考慮，其內(nèi)力分析復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工難度都較大，因此在實(shí)際工程中應(yīng)用較少。4.4厚板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)厚板轉(zhuǎn)換層一方面給上部結(jié)構(gòu)的布置帶來(lái)方便另一方面也使板的傳力途徑變得不清楚因而受

9、力也非常復(fù)雜結(jié)構(gòu)計(jì)算困難采用有限元法計(jì)算時(shí)計(jì)算結(jié)果繁冗給厚板配筋帶來(lái)不便而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)相當(dāng)于設(shè)置暗梁增加配筋量。厚板轉(zhuǎn)換層雖然是一種不常用的轉(zhuǎn)換層但是其他層可以使建筑物上下部的墻、柱軸線(xiàn)不受任何限制從而更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑多功能的要求。但從結(jié)構(gòu)上講這是一種對(duì)抗震不利的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系厚板的重量達(dá)數(shù)千噸以至上萬(wàn)噸這樣大的質(zhì)量集中在建筑物的中部振動(dòng)性能極為復(fù)雜加之該層剛度非常大下層剛度又很小容易產(chǎn)生底部變形集

10、中和震害。五：國(guó)內(nèi)外帶轉(zhuǎn)換層高層建筑現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)方面的研究以及實(shí)際工程的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代中期，主要進(jìn)行了有限元分析研究以及一些實(shí)際工程的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。通過(guò)這些研究和總結(jié)，對(duì)轉(zhuǎn)換梁的受力特征有了較為全面的認(rèn)識(shí)，獲得了可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)，并作為一種特殊的結(jié)構(gòu)體系反映在規(guī)范中。從70年代中期到現(xiàn)在近30年的時(shí)間里，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，結(jié)構(gòu)類(lèi)型也日漸多樣化。其中，梁式轉(zhuǎn)換層由于其受力、設(shè)計(jì)以及施工方面的優(yōu)勢(shì)，在工程中的應(yīng)用廣

11、泛。當(dāng)前高層建筑中的轉(zhuǎn)換構(gòu)件的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。5.1鋼骨混凝土(型鋼混凝土)在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用由于建筑物的高度越來(lái)越高，相應(yīng)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換構(gòu)件承托的層數(shù)也越來(lái)越多，同時(shí)，建筑功能上對(duì)高層及空間的諸多限制，使得鋼骨混凝土材料的引入勢(shì)在必行。鋼骨混凝土梁不僅承載能力高，剛度好，可大大減小截面尺寸，而且塑性、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