第7頁(yè)共7頁(yè)高層轉(zhuǎn)?換層總?結(jié)1?.概述?1.?1背景?近年?來(lái)國(guó)內(nèi)?外高層?建筑發(fā)?展迅速?，現(xiàn)代?高層建?筑越建?越高，?越建越?大，其?建筑向?著體形?復(fù)雜、?功能多?樣的綜?合性方?向發(fā)展?，目的?在于為?人們提?供良好?的生活?環(huán)境和?工作條?件。在?同一座?建筑中?，沿房?屋高度?方向建?筑功能?發(fā)生變?化，上?部樓層?布置旅?館、住?宅；中?部樓層?用作辦?公的寫(xiě)?字樓；?下部樓?層用作?購(gòu)物、?餐飲和?文化娛?樂(lè)等商?鋪，這?種不同?用途的?樓層往?往需要?采用不?同的結(jié)?構(gòu)。?從建筑?功能上?看，上?部需要?小開(kāi)間?的軸線?布置并?需要更?多的墻?體以滿?足旅館?和住宅?的功能?要求；?中部則?需要小?的或中?等大小?的室內(nèi)?空間，?可以再?柱網(wǎng)中?布置一?定數(shù)量?的墻體?以滿足?辦公用?房的室?內(nèi)空間?，可以?在柱網(wǎng)?中布置?一定數(shù)?量的墻?體以滿?足辦公?用放的?功能要?求；下?部需要?盡可能?大的自?由靈活?的室內(nèi)?空間，?要求柱?網(wǎng)大，?墻體盡?量少，?以滿足?商鋪、?餐館等?公共設(shè)?施的功?能要求?。1?.2定?義建?筑物某?樓層的?上部與?下部因?平面使?用功能?不同，?該樓層?上部與?下部采?用不同?結(jié)構(gòu)（?設(shè)備）?類型，?并通過(guò)?該樓層?進(jìn)行結(jié)?構(gòu)（設(shè)?備）轉(zhuǎn)?換，則?該樓層?稱為結(jié)?構(gòu)（設(shè)?備）轉(zhuǎn)?換層。?目前的?高層建?筑多為?低層商?用，上?部住宿?的多功?能要求?，在低?層商用?要求的?大空間?與上部?住宿要?求的多?墻多柱?的小空?間之間?，往往?需要采?用一定?的結(jié)構(gòu)?形式進(jìn)?行轉(zhuǎn)換?處理，?即加設(shè)?轉(zhuǎn)換層?。1?.3功?能分類?①上?、下層?結(jié)構(gòu)類?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?-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?入口。?③同?時(shí)轉(zhuǎn)換?上、下?成結(jié)構(gòu)?類型和?柱網(wǎng)。?上部剪?力墻結(jié)?構(gòu)通過(guò)?轉(zhuǎn)換層?改變?yōu)?框支剪?力墻結(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。?2.轉(zhuǎn)?換層結(jié)?構(gòu)形式?2.?1梁式?轉(zhuǎn)換層?實(shí)腹?梁轉(zhuǎn)換?是目前?最常用?的一種?結(jié)構(gòu)形?式。實(shí)?腹梁轉(zhuǎn)?換傳力?途徑明?確、受?力性能?好、構(gòu)?造簡(jiǎn)單?、施工?方便，?廣泛應(yīng)?用于底?部為商?店、餐?廳、會(huì)?議室、?車庫(kù)、?機(jī)房，?上部為?住宅、?公寓、?飯店、?綜合樓?等建筑??？?支轉(zhuǎn)換?可采用?實(shí)腹梁?，此時(shí)?實(shí)腹梁?和其上?部的剪?力墻成?為一體?，共同?承受上?部豎向?荷載，?墻體類?似于拉?桿拱的?受力狀?態(tài)，而?實(shí)腹梁?就是拱?的拉桿?，處于?偏心受?拉狀態(tài)?。托柱?轉(zhuǎn)換也?可采用?實(shí)腹梁?，此時(shí)?實(shí)腹梁?承受所?托上柱?傳來(lái)的?巨大集?中荷載?，為受?彎受剪?構(gòu)件。?當(dāng)實(shí)腹?梁上部?的剪力?墻體上?開(kāi)有大?洞，使?得豎向?荷載下?實(shí)腹梁?上托的?不是框?架柱而?是剪力?墻肢。?實(shí)腹?梁轉(zhuǎn)換?的缺點(diǎn)?是轉(zhuǎn)換?構(gòu)件截?面尺寸?大、自?重大，?多少會(huì)?影響該?層的建?筑使用?空間，?同時(shí)易?引起轉(zhuǎn)?換層上?、下層?剛度突?變，對(duì)?結(jié)構(gòu)抗?震不利?。實(shí)腹?梁一般?適用于?上、下?層豎向?構(gòu)件在?同一豎?向平面?內(nèi)的轉(zhuǎn)?換。?當(dāng)上部?剪力墻?不是單?片墻，?而是帶?有短小?翼緣的?剪力墻?時(shí)，可?以將實(shí)?腹梁做?寬，使?小翼緣?全部落?在扁梁?梁寬范?圍內(nèi)，?成為寬?扁梁轉(zhuǎn)?換形式?。避免?采用主?次框支?梁轉(zhuǎn)換?，效果?較好。?寬扁梁?有利于?減小結(jié)?構(gòu)高度?所占空?間，減?少樓板?跨度，?有利于?實(shí)現(xiàn)強(qiáng)?柱弱梁?、強(qiáng)剪?弱彎，?具有明?顯的綜?合技術(shù)?經(jīng)濟(jì)效?益。分?析研究?表明，?采用寬?扁梁的?框支剪?力墻轉(zhuǎn)?換、托?柱轉(zhuǎn)換?在高位?、高烈?度區(qū)抗?震性能?比普通?實(shí)腹轉(zhuǎn)?換梁有?著較大?的優(yōu)勢(shì)?，它有?利于減?緩高位?轉(zhuǎn)換剛?度突變?帶來(lái)的?轉(zhuǎn)換層?框支柱?剪力、?軸力突?變?cè)龃?及框支?柱頂彎?矩突變?增大引?起的應(yīng)?力集中?，改善?結(jié)構(gòu)的?抗震性?能。?2.2?桁架轉(zhuǎn)?換層?桁架轉(zhuǎn)?換有兩?種形式?。腹桿?僅有豎?桿的稱?為空腹?桿桁架?，腹桿?有斜桿?的稱為?斜腹桿?桁架。?轉(zhuǎn)換桁?架的高?度一般?為建筑?物的一?個(gè)層高?，桁架?上弦在?上一層?樓板平?面內(nèi)，?下弦則?在下一?層樓板?平面內(nèi)?。和實(shí)?腹梁相?比，桁?架轉(zhuǎn)換?傳力明?確、途?徑清楚?，桁架?轉(zhuǎn)換上?、下層?質(zhì)量分?布相對(duì)?較均勻?，剛度?突變程?度也較?小，地?震反應(yīng)?要比實(shí)?腹梁小?得多。?不但可?以極大?減輕自?重，而?且可以?利用腹?桿間的?空間布?置機(jī)電?管線，?有效利?用了建?筑空間?。但?桁架轉(zhuǎn)?換的桿?件節(jié)點(diǎn)?構(gòu)造復(fù)?雜，且?桿件基?本上都?是軸心?受力構(gòu)?件或小?偏心受?力構(gòu)件?，延性?較差，?同時(shí)施?工較復(fù)?雜。若?為桁架?托柱，?則對(duì)柱?子的平?面位置?有一定?的要求?，不能?像實(shí)腹?梁托柱?那樣，?上托柱?在豎向?平面內(nèi)?可任意?放置。?和實(shí)腹?梁轉(zhuǎn)換?一樣，?桁架轉(zhuǎn)?換也僅?適用于?上、下?層豎向?構(gòu)件在?同一豎?向平面?內(nèi)的轉(zhuǎn)?換。?2.3?箱型轉(zhuǎn)?換層?箱形轉(zhuǎn)?換結(jié)構(gòu)?是利用?樓層實(shí)?腹邊肋?梁、中?間肋梁?和上、?下層樓?板，形?成剛度?很大的?箱形空?間結(jié)構(gòu)?。一般?情況下?，肋梁?可雙向?布置，?中間肋?梁腹板?往往開(kāi)?有洞口?以滿足?建筑和?機(jī)電等?專業(yè)的?功能要?求。?箱形轉(zhuǎn)?換結(jié)構(gòu)?具有以?下優(yōu)點(diǎn)?：（?1）箱?形轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)剛?度大，?整體性?好，受?力明確?，能更?好更可?靠地傳?遞豎向?和水平?荷載，?使各轉(zhuǎn)?換構(gòu)件?和豎向?構(gòu)件受?力較均?勻。受?力性能?優(yōu)于一?般實(shí)腹?梁轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)。?（2?）箱形?轉(zhuǎn)換結(jié)?構(gòu)的面?內(nèi)剛度?較實(shí)腹?梁轉(zhuǎn)換?層要大?得多，?而自重?相差不?大；但?卻比厚?板轉(zhuǎn)換?層要小?得多，?節(jié)省材?料，減?小地震?作用，?降低造?價(jià)。?（3）?可以滿?足上、?下層結(jié)?構(gòu)體系?或柱網(wǎng)?軸線變?化的轉(zhuǎn)?換要求?，也可?以滿足?上、下?層結(jié)構(gòu)?體系和?柱網(wǎng)軸?線同時(shí)?變化的?轉(zhuǎn)換要?求。當(dāng)?需要縱?、橫兩?個(gè)方向?同時(shí)進(jìn)?行結(jié)構(gòu)?轉(zhuǎn)換時(shí)?，可以?采用雙?向肋梁?布置。?避免采?用框支?主次梁?的轉(zhuǎn)換?方案。?（4?）箱形?轉(zhuǎn)換結(jié)?構(gòu)的空?腔部分?可以兼?做設(shè)備?層，肋?梁可根?據(jù)建筑?功能要?求開(kāi)設(shè)?洞口，?充分利?用建筑?空間，?提高了?經(jīng)濟(jì)效?益。?箱形轉(zhuǎn)?換結(jié)構(gòu)?的缺點(diǎn)?是箱形?轉(zhuǎn)換上?、下層?剛度突?變較嚴(yán)?重，不?宜用在?樓層較?高的部?位。因?此，設(shè)?計(jì)轉(zhuǎn)換?層的時(shí)?候，應(yīng)?引起設(shè)?計(jì)者的?足夠重?視，確?保轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)部?位的強(qiáng)?度與安?全。此?外，箱?形轉(zhuǎn)換?結(jié)構(gòu)的?施工也?較麻煩?。2?.4厚?板轉(zhuǎn)換?層當(dāng)轉(zhuǎn)?換層的?上、下?層剪力?墻或柱?子錯(cuò)位?范圍較?大，結(jié)?構(gòu)上、?下層柱?網(wǎng)很多?處對(duì)不?齊時(shí)，?采用搭?接式或?實(shí)腹式?梁轉(zhuǎn)換?已不可?能，這?時(shí)可在?上、下?柱錯(cuò)位?樓層設(shè)?置厚板?，通過(guò)?厚板來(lái)?完成結(jié)?構(gòu)在豎?向荷載?和水平?荷載下?力的傳?遞，實(shí)?現(xiàn)結(jié)構(gòu)?轉(zhuǎn)換，?這就是?厚板轉(zhuǎn)?換。?厚板轉(zhuǎn)?換適用?于上、?下層結(jié)?構(gòu)體系?和柱網(wǎng)?同時(shí)變?化，且?上、下?層柱子?錯(cuò)位范?圍大、?柱網(wǎng)多?處對(duì)不?齊的情?況。滿?足現(xiàn)代?對(duì)建筑?使用功?能多元?化的要?求。但?這種結(jié)?構(gòu)形式?屬于典?型的剛?度和質(zhì)?量沿高?度不均?勻的結(jié)?構(gòu)，轉(zhuǎn)?換厚板?處結(jié)構(gòu)?傳力不?清且受?力非常?復(fù)雜，?結(jié)構(gòu)計(jì)?算相當(dāng)?困難。?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)?，增加?了配筋?量。轉(zhuǎn)?換板的?厚度往?往很大?，一般?可達(dá)2?.0—?___?_m，?厚板一?方面重?量很大?，增大?了對(duì)下?部垂直?構(gòu)件承?載力設(shè)?計(jì)要求?，另一?方面本?層的混?凝土用?量也很?大。?由于相?當(dāng)于幾?層樓重?量的厚?板質(zhì)量?集中在?結(jié)構(gòu)中?部，振?動(dòng)性能?十分復(fù)?雜，且?該層剛?度很大?，下層?剛度相?對(duì)較小?，容易?產(chǎn)生底?部變形?集中，?在地震?作用下?，地震?反應(yīng)強(qiáng)?烈，對(duì)?結(jié)構(gòu)抗?震不利?。不僅?板本身?受力很?大，而?且由于?沿豎向?剛度突?然變化?，相鄰?上下層?受到很?大的作?用力，?容易產(chǎn)?生震害?。中國(guó)?建筑科?學(xué)研究?院和東?南大學(xué)?等單位?的試驗(yàn)?研究表?明，厚?板本身?產(chǎn)生破?壞的可?能性很?小，厚?板的上?下相鄰?層結(jié)構(gòu)?出現(xiàn)明?顯裂縫?和混凝?土剝落?。另外?試驗(yàn)還?表明，?在豎向?荷載和?地震力?的共同?作用下?，板不?僅產(chǎn)生?沖切破?壞，而?且可能?產(chǎn)生剪?切破壞?，板內(nèi)?必須三?向配筋?。從?已設(shè)計(jì)?的工程?來(lái)看，?帶有厚?板轉(zhuǎn)換?層的商?住建筑?，結(jié)構(gòu)?設(shè)計(jì)和?施工都?比較復(fù)?雜，材?料用量?和造價(jià)?都較高?，而且?抗震設(shè)?計(jì)上的?問(wèn)題較?多，目?前還在?進(jìn)一步?研究，?所以采?用這種?結(jié)構(gòu)形?式要慎?重對(duì)待?。3?.發(fā)展?前景?3.1?鋼骨混?凝土轉(zhuǎn)?換層的?應(yīng)用?鋼骨混?凝土梁?不僅承?載力高?，剛度?好，可?極大減?小截面?尺寸，?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?梁在施?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?，國(guó)內(nèi)?采用鋼?骨混凝?土轉(zhuǎn)換?構(gòu)件的?實(shí)際工?程還不?多，_?___?國(guó)際貿(mào)?易中心?國(guó)際旅?館，?1.8?m高的?轉(zhuǎn)換梁?采用內(nèi)?埋工型?鋼，形?成鋼骨?混凝土?梁，承?托上部?20?層的荷?載。?3.2?預(yù)應(yīng)力?混凝土?轉(zhuǎn)換層?的應(yīng)用?采用?預(yù)應(yīng)力?技術(shù)可?帶來(lái)許?多結(jié)構(gòu)?和施工?上的優(yōu)?點(diǎn)，如?減小截?面尺寸?、控制?裂縫和?撓度，?因此，?預(yù)應(yīng)力?混凝土?結(jié)構(gòu)非?常適合?于建造?承重荷?載的大?跨度轉(zhuǎn)?換層，?且有自?重輕，?節(jié)省鋼?材和混?凝土。?隨著我?國(guó)預(yù)應(yīng)?力技術(shù)?的發(fā)展?，預(yù)應(yīng)?力材料?及施工?費(fèi)用不?斷下降?，即使?用材料?等強(qiáng)代?換的概?念從經(jīng)?濟(jì)上來(lái)?比較預(yù)?應(yīng)力混?凝土結(jié)?構(gòu)和鋼?筋混凝?土結(jié)構(gòu)?許多情?況下后?者并不?比前者?經(jīng)濟(jì)。?3.?3轉(zhuǎn)換?梁受力?性能的?改善?實(shí)際設(shè)?計(jì)時(shí)，?轉(zhuǎn)換梁?的截面?尺寸通?常是由?它的抗?剪承載?力要求?來(lái)確定?的，截?面尺寸?往往較?大。由?于梁很?強(qiáng)，處?理不好?有可能?使轉(zhuǎn)換?梁與框?支柱形?成的框?架出現(xiàn)?“強(qiáng)梁?弱柱”?的現(xiàn)象?，對(duì)結(jié)?構(gòu)的?抗震不?利；另?一方面?采用轉(zhuǎn)?換梁也?多少會(huì)?影響該?層的使?用空間?；對(duì)外?筒的轉(zhuǎn)?換，采?用轉(zhuǎn)換?梁會(huì)對(duì)?該層的?通風(fēng)、?采光等?不利，?若開(kāi)設(shè)?洞口，?則會(huì)產(chǎn)?生明顯?的應(yīng)力?集中現(xiàn)?象。因?此，尋?求新的?轉(zhuǎn)換結(jié)?構(gòu)形式?和改善?轉(zhuǎn)換梁?受力性?能的有?效措施?有其必?要性。?3.?4新型?轉(zhuǎn)換結(jié)?構(gòu)的應(yīng)?用由?多個(gè)單?層桁架?（空腹?桁架，?混合空?腹桁架?等）迭?合組成?的結(jié)構(gòu)?稱為“?迭層桁?架結(jié)構(gòu)?”如下?圖，迭?層桁架?的工作?機(jī)制是?由多根?截面尺?寸較大?的弦桿?（梁）?共同承?擔(dān)上部?豎向荷?載的工?作機(jī)制?，設(shè)置?