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文檔簡介
1、文獻綜述文獻綜述摘要:通過研讀帶轉換層的高層建筑的相關內容,對其特點、類型、發(fā)展趨勢作出概述和總結。關鍵字:高層建筑、轉換層、類型、發(fā)展前言:隨著人類文明的不斷發(fā)展和進步,建筑的形態(tài)越來越趨于多樣化。人們對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、立面布置復雜、結構體系多樣化成為對建筑的主流要求。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的多功能建筑形式受到人們的青睞。此時,結構必須進行特殊設計。在上部
2、布置剛度大的剪力墻,下部布置剛度小的框架柱,它們之間設置水平轉換構件形成轉換層結構。因此帶轉換層的高層建筑形式成為一個新的建筑研究方向,需要不斷的突破與完善。一:轉換層的定義和功能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(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。轉換層主要實現(xiàn)以下
3、功能:(1)上、下層結構類型轉換轉換層將上部剪力墻轉換為下部的框架。這種轉換層多用于剪力墻和框架一剪力墻結構中,以獲得較大的內部自由空間。(2)上、下層結構柱網(wǎng)和軸線的改變轉換層上、下的結構形式未改變,通過轉換層能使下部結構的柱距擴大,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)同時轉換上、下層結構類型和柱網(wǎng)上部剪力墻結構通過轉換層改變?yōu)榭蛑Ъ袅Y構的同時,下部柱網(wǎng)與上部剪力墻的軸線錯開,形成上、下柱網(wǎng)不對齊的布置
4、轉換層上下結構的轉換類型二、轉換層實現(xiàn)上下結構的轉化大致有以下三種類型。2.1上下層結構類型的改變,如轉換層以下為框架、框架剪力墻或框架筒體等結構形式,轉換層以上為剪力墻、剪力墻筒體等結構形式。2.2上下層柱網(wǎng)、軸線的改變,轉換層的上下層結構形式不變,僅柱網(wǎng)、軸線有所變化,常用于筒體結構建筑中。2.3上下層不僅結構類型有所改變,而且柱網(wǎng)、軸線也有所改變,常用于上下層功能變化較大或較復雜的建筑物。三:轉換層的結構形式由于轉換層上下結構的轉
5、換有多種形式,所以轉換層本身也有多種形式。3.1梁式結構的轉化層。梁式結構的轉化層一般在轉換層的樓面設置縱橫交錯的鋼筋砼承重大梁。為適應上部荷載的需要,梁的截面尺寸比較大,常用的尺寸有1000mm2000mm,1200mm250mm,1500mm3000mm等。3.2桁架式結構的轉換層。桁架式結構的轉換層是有梁式結構的轉化層變化而來的,整個轉換層由多榀鋼筋混凝土桁架組成承重結構,桁架的上下弦桿分別設在轉換層的上下樓面的結構層內,層間設有
6、腹桿。由于桁架高度較高,所以上下弦的截面尺寸相對較小。3.3箱式結構的轉換層。箱式結構的轉換層實際上也是有梁式結構的轉化桁架式轉換結構可以采用ANSYS和TAT來進行整體結構的內力分析,除應滿足結構整體的位移、變形、抗傾覆、周期等要求外,還應滿足(JGJ3—2002)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中附錄E中規(guī)定的轉換層上下結構側向剛度比的要求。相對其他結構形式轉換層而言,桁架轉換層比梁式轉換層和厚轉換層在受力上更加合理,在轉換層位置受到
7、的剪力和彎矩就比較小,有利于構件截面尺寸的控制,不會造成很大的剛度集中。在地震作用下,不會造成應力的集中,有利于結構抗震。其次在桁架轉換層上部的結構所受到的剪力和彎矩相對其他的轉換層結構來說也較小,其受力受下部轉換層的影響較小,比較合理。由于桁架轉換層的重量相對其他轉換層的重量要小,從而減小了下部框架柱的抗壓負荷。4.3箱型轉換結構該結構形式即單向托梁、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換層。它的優(yōu)點是轉
8、換層本身的整體性很好,當轉換層上部結構布置較復雜時,仍能夠保證上下豎向構件的有效傳力。但從建筑上來看,它直接占用了整個樓層的使用面積,使得該樓層通常只能作為設備層使用。同時,轉換層內部的剪力墻與設備布置、管線布置常常發(fā)生沖突。其缺點是自重大、造價高等。從結構分析角度考慮,其內力分析復雜、結構設計及施工難度都較大,因此在實際工程中應用較少。4.4厚板式轉換結構厚板轉換層一方面給上部結構的布置帶來方便另一方面也使板的傳力途徑變得不清楚因而受
9、力也非常復雜結構計算困難采用有限元法計算時計算結果繁冗給厚板配筋帶來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相當于設置暗梁增加配筋量。厚板轉換層雖然是一種不常用的轉換層但是其他層可以使建筑物上下部的墻、柱軸線不受任何限制從而更好地實現(xiàn)對高層建筑多功能的要求。但從結構上講這是一種對抗震不利的復雜結構體系厚板的重量達數(shù)千噸以至上萬噸這樣大的質量集中在建筑物的中部振動性能極為復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:國內外帶轉換層高層建筑現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢我國在轉換層結構方面的研究以及實際工程的應用始于20世紀70年代中期,主要進行了有限元分析研究以及一些實際工程的經(jīng)驗總結。通過這些研究和總結,對轉換梁的受力特征有了較為全面的認識,獲得了可靠的設計依據(jù),并作為一種特殊的結構體系反映在規(guī)范中。從70年代中期到現(xiàn)在近30年的時間里,轉換層結構發(fā)展迅速,結構類型也日漸多樣化。其中,梁式轉換層由于其受力、設計以及施工方面的優(yōu)勢,在工程中的應用廣
11、泛。當前高層建筑中的轉換構件的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。5.1鋼骨混凝土(型鋼混凝土)在轉換層結構中的應用由于建筑物的高度越來越高,相應轉換層結構中轉換構件承托的層數(shù)也越來越多,同時,建筑功能上對高層及空間的諸多限制,使得鋼骨混凝土材料的引入勢在必行。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,定位準確,可減少支模,加快施工速度。目前
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