高层建筑的结构转换层

高层建筑的结构转换层转换层的定义转换层的分类及工程实例转换层的实际应用-应用地方转换层实际应用-内部结构转换层形式及外部结构转换层形式高层建筑转换层施工技术及质量控制什么是转换层？结构转换层的定义

建筑物某层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构类型，并通过该楼层进行结构转换，则该楼层称为结构转换层。图片来源：筑龙网转换层的发展趋势需求左右建筑发展?功能需求改变：建筑上部和下部空间使用、功能不同时，结构也要做出相应的改变。转换层是钢筋混凝土建筑结构中承上启下的重要结构构件。结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反，所以转换层的设置尤为重要！高层建筑结构转换层的发展趋势钢骨混凝土转换层的应用

随着现代建筑朝高层和超高层形式的发展，转换层结构中转换构件承托的层数也增多，同时，又受到建筑上对层高及空间的种种要求和限制，使钢骨混凝土在工程中得以广泛应用。高层建筑结构转换层的发展趋势预应力混凝土转换层的应用预应力技术在结构和施工上具有很多优点：减少截面尺寸控制裂缝和挠度控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等因此，预应力混凝土结构非常适用于建造承重荷载的大跨度转换层，且自重轻、节省钢材和混凝土的特点

高层建筑结构转换层的发展趋势改善转换梁的受力性能结构转换梁的特性：受剪承载力来控制，截面尺寸较大；由于梁很强，处理不好可能与框支柱行程“强梁弱柱”现象，对结构抗震不利；转换梁的通风、采光均不利；因此改善转换梁的受力性能也是发展趋势：例如：斜向支撑的应用

结构构转转换换层层的的主主要要形形式式按内内、、外外结结构构形形式式分分类类当内内部部要要形形成成大大空空间间，，包包括括结结构构类类型型转转变变和和轴轴线线转转变变时时，可可采采用用以以下下形形式式：：梁式式转转换换层层设计计、、施施工工简简单单，，受受力力明明确确。。板式式转转换换层层下层层柱柱可可灵灵活活布布置置，，无无需需与与上上部部结结构构对对齐齐，，自自重重大大且且用用料料多多，，不不适适宜宜抗抗震震设设防防烈烈度度6度以以上上高高层层。。箱型型转转换换层层梁式式转转换换层层演演变变而而来来，，四四周周可可适适当当开开洞洞.转换换层层的的主主要要形形式式内部部结结构构采采用用的的转转换换层层结结构构形形式式转换换层层的的主主要要形形式式当框框筒筒结结构构在在底层层要要形形成成大大的的入入口口，可可以以有有多多种种转转换换层层的的形形式式：：对于于外外围围结结构构，，往往往往由由于于建建筑筑功功能能的的需需要要在在底底部部扩扩大大柱柱距距，一一般般采采用用梁式式转转换换，，桁桁架架式式转转换换，，墙墙式式转转换换，，间间接接式式转转换换，，合合柱柱式式转转换换，，拱拱式式转转换换。例如如，，美美国国世世贸贸中中心心采采用用合合柱柱式式转转换换外围围结结构构采采用用的的转转换换层层结结构构形形式式结构构转转换换层层的的类类型型？？按转转换换层层结结构构转转换换形形式式分分类类结构构转转换换层层的的分分类类结构构形形式式的的转转换换广泛泛应应用用于于框框-剪结结构构和和框框肢肢剪剪力力墙墙结结构构1．上层和下下层结构构类型转转换多用于剪剪力墙结结构和框框架－剪剪力墙结结构，它它将上部部剪力墙墙转换为为下部的的框架，，以创造造一个较较大的内内部自由由空间。。2．上、下层层的柱网网、轴线线改变转换层上上、下的的结构形形式没有有改变，，但是通通过转换换层使下下层柱的的柱距扩扩大，形形成大柱柱网，并并常用于于外框筒筒的下层层形成较较大的入入口。3．同时转换换结构形形式和结结构轴线线布置即上部楼楼层剪力力墙结构构通过转转换层改改变为框框架的同同时，柱柱网轴线线与上部部楼层的的轴线错错开，形形成上下下结构不不对齐的的布置结构转换换层的分分类上层和下下层结构构类型转转换。工程实例例之一–北京南洋洋饭店-梁式转换换层地面以上上24层，总高高度为85m。第1-4层为框架架结构，，第6层以上为为剪力墙墙结构，，第5层为转换换层，剪剪力墙的的托梁高高度为4.5m,底层柱最最大直径径为1.6m;结构转换换层的分分类及工工程实例例上层和下下层结构构类型转转换。工程实例例之二–广东肇庆庆星湖大大酒店–梁式转换换层34层，总高高度118.4m6层以上客客房采用用剪力墙墙结构，，5层处设置置转换大大梁，截截面尺寸寸为0.5mx2.5m,转换为下下层的框框架结构构。结构转换换层的分分类及工工程实例例上、下层层的柱网网、轴线线改变。。工程实例例之三–香港新鸿鸿基中心心51层，总高高度为178.6m,筒中筒结结构体系系。1-4层为大空空间商业业用房；；5层以上为为办公楼楼。外框框筒柱距距为2.4m,为解决底底层大柱柱网入口口处上、、下不同同结构柱柱网轴线线的转换换，采用用截面尺尺寸为2.0mx5.5m的预应力力混凝土土大梁，，将下层层柱距扩扩大为16.8m和12m.结构转换换层的分分类及工工程实例例上、下层层的柱网网、轴线线改变。。工程实例例之四–香港康乐乐中心52层，总高高度为178.7m,筒中筒结结构体系系，外筒筒为薄壁壁剪力墙墙筒，墙墙厚由底底部的500mm变化到顶顶部的150mm,墙上开圆圆形的窗窗洞。在底层入入口进行行了转换换；通过过采用截截面尺寸寸为2.2mx3.56m的预应力力混凝土土大梁作作为转换换大梁，，将外筒筒全部竖竖向荷载载通过10根外柱传传至下部部基础。。结构转换换层的分分类及工工程实例例同时转换换结构形形式和结结构轴线线布置。。工程实例例五–香港HarbourRoadDevelopment大厦。49层，总高高度为180m;上层为小小柱距框框筒结构构，通过过截面尺尺寸为1800m(b)x4250m(b)的预应力力混凝土土大梁的的转换，，将下层层柱距扩扩大为9.6m和12m。转换层的的设计布布置原则则？转换层的的设计原原则需考虑转转换层的的建筑现现状现代高层层建筑向向多功能能和综合合用途发发展，在在同一竖竖直线上上，顶部部楼层布布置住宅宅、旅馆馆，中部部楼层作作办公用用房，下下部楼层层作商店店、餐馆馆和文化化娱乐设设施。不同用途途的楼层层，需要要大小不不同的开开间，采采用不同同的结构构形式。。建筑要求求上部小小开间的的轴线布布置、较较多的墙墙体，中中部办公公用房要要小的和和中等大大小的室室内空间间，下部部公用部部分，则则希望有有尽可能能大的自自由灵活活空间，，柱网要要大，墙墙尽量少少。转换层的的设计原原则需考虑转转换层的的建筑现现状这种要求求与结构构的合理理、自然然布置正正好相反反，因为结结构下部部楼层受受力很大大，即正正常应当当下部刚刚度大、、墙多、、柱网密密，到上上部逐渐渐减少。。为了满足足建筑功功能的要要求，结构必须须以与常常规方式式相反进进行布置置，上部部小空间间，布置置刚度大大的剪力力墙，下下部大空空间，布布置刚度度小的框框架柱。为此，，必须在在结构转转换的楼楼层设置置转换层层，称结结构转换换层。转换层的的设计原原则减少转换换传力直接接强化下部部、弱化化上部优化转换换结构计算全面面细致转换层的的设计原原则减少转换换传力直接接布置转换换层上下下主体竖竖向结构构时，注注意尽量量使水平平转换结结构传力力直接，，尽量避免免多级复复杂转换换（如二二级次梁梁转换）），慎重采用用传力复复杂、抗抗震不利利的平厚厚板转换换，如上上下柱网网确实无无法对齐齐时，尽尽量采用用箱型转转换。转换层的的设计原原则减少转换换传力直接接强化下部部、弱化化上部尽量强化转换换层下部部结构的的侧向刚刚度，弱弱化转换换层上部部结构的的侧向刚刚度，使转换换层上下下主体结结构的侧侧向刚度度尽量接接近、平平滑过渡渡。转换层的的设计原原则减少转换换传力直接接强化下部部、弱化化上部转换层的的设计原原则减少转换换传力直接接强化下部部、弱化化上部转换层的的设计原原则减少转换换传力直接接强化下部部、弱化化上部优化转换换结构抗震设计计时，当当建筑功功能需要要不得已已采用高高位转换换结构时时，宜优优先选择择不致引引起地震震作用下下框肢柱柱（边柱柱）柱顶弯矩矩、剪力力过大的结构形形式。如如桁架转换换、扁梁梁转换等，同时时要注意意满足重重力荷载载作用下下强度、刚刚度要求求。转换层的的设计原原则计算全面面细致在我国，，哪种形形式的转转换层应应用的较较为广泛泛？目前，国国内用得得最多的的是梁式转换换层，它设计计和施工工简单，，受力明明确，一一般用于于底部大大空间剪剪力墙结结构。当上下柱柱网、轴轴线错开开较多，，难以用用梁直接接承托时时，可以以做成厚厚板或箱箱式转换换层，但但其自重重较大，，材料耗耗用较多多，计算算分析也也较复杂杂。梁式转换换层转换层结结构的计计算模型型PKPM系列中PMCAD，PK、TAT、SATWE，PMSAp运用范围围的区别别是什么么？PMCAD模块：是为出结结构平面面图（含含刚性板板配筋））开发的的模块，，也是为为其它模模快（含含LTCAD，JCCAD）提供数数据的基基础模块块，可进进行砌体体结构截截面抗震震验算。。使用这这个模块块力求做做到严谨谨无误。。当前有有些网友友用镜像像功能建建模往往往会出现现这样那那样的问问题。PK模块：是为解决决平面框框（含壁壁式）排排架开发发的模块块。可从从PMCAD里读取梁梁和框排排架的数数据计算算出图。。说到这这里我认认为有了了以上两两个模快快，一般般的低多多层的上上部结构构（和手手算时期期相比））都可解解决了。。TAT模块：PKPM系列中最最早的三三维分析析与设计计软件。。使用这这个软化化需将剪剪力墙（（有的话话）用开开洞的方方法简化化为薄壁壁柱。SATWE模块：PKPM后续的多多高层空空间有限限元分析析和设计计软件。。剪力墙墙部分不不需开洞洞简化，，增加了了弹性板板；地下下室人防防的功能能。PMSAp模块：PKPM再后续针针对复杂杂高层的的分析和和设计软软件。PKPM的层概念念一直扣扣的很紧紧，制约约了软件件系列运运用的灵灵活性，，最近增增加任意意建模功功能，并并供用户户免费下下载试用用。后面的三三个模块块都适用用于多高高层，我我想选择择的依据据应是设设计深度度，不应应越新越越好高层建筑筑转换层层施工技技术与与质量控控制高层建筑筑转换层层施工技技术与与质量控控制转换层的的施工重重点：模板支撑撑系统由于转换换层钢筋筋密集，，自重大大以及施施工荷载载大，必必须保证证支撑系系统的承承载力和和稳定性性。钢筋的连连接和绑绑扎转换层配配筋量大大，主筋筋长，布布置密，，梁柱节节点区域域钢筋密密集交错错，需保保证下料料正确无无误，保保证钢筋筋位置正正确是施施工的关关键。混凝土浇浇注及裂裂缝的控控制转换层梁梁柱交叉叉核心区区钢筋纵纵横交错错，混凝凝土自由由下落困困难，易易产生温温度及收收缩裂缝缝，需保保证混凝凝土顺利利浇注防防止裂缝缝，保证证混凝土土质量。。对于体量量大的的的梁，重重量大，，所以模模板与支支撑的设设计是施施工的关关键。在在施工前前要做好好详细的的技术方方案，施施工中严严格按照照设计方方案作业业。模板支撑撑模板工程程设计方方案-模板与满满堂脚手手架支撑撑的设计计方案高层建筑筑转换层层施工技技术与与质量控控制钢筋的连连接和绑绑扎钢筋连接接分三类类：焊接连接接焊接接头头不但质质量好，，而且节节约钢材材。在钢筋筋加工中中，应优优先采用用焊接接接头。。常用的的焊接方方法有闪闪光对焊焊、电弧弧焊、电电阻电焊焊和电渣渣压力焊焊等。机械连接接钢筋机械械连接是是通过连连接件的的机械咬咬合作用用或钢筋筋端面的的承压作作用，使使两根钢钢筋能够够传递力力的连接接方法。。钢筋机械械连接接接头质量量可靠，，现场操操作简单单，施工工速度快快，无明明火作业业，不受受气候影影响，适适应性强强，而且且可用于于可焊性性较差的的钢筋。。常用的机机械连接接接头有有挤压套套筒接头头、锥螺螺纹套筒筒接头和和直螺纹纹套筒接接头等。。绑扎连接接在加工工设备备受到到限制制的情情况下下，绑绑扎接接头仍仍是普普遍采采用的的方法法。。绑扎扎连接接是钢钢筋接接头中中最简简单的的方法法。它是将将钢筋筋按规规定的的搭接接长度度，用用扎丝丝在搭搭接部部分的的中间间与两两头三三点扎扎牢就就行了了。每每个扎扎点最最好用用两根根扎丝丝高层建建筑转转换层层施工工技术术与与质量量控制制几种常常用的的不同同形式式钢筋筋连接接对对比表表转换层层的基基本做做法桥式结结构转换层层结构构跨越越底层层建筑筑平面面两端端，把把荷载载集中中到几几个支支承点点上。。悬挑式式结构构（多多为加加强层层）转换层层中部部支承承在一一个强强劲的的筒体体上，，而四四面向向外悬悬挑，，既可可以托托起上上部结结构，，也可可在顶顶部而而吊挂挂下面面各楼楼层。。转换层层与加加强层层的区区别转换层层：由于建建筑使使用功功能的的改变变导致致结构构布置置的改改变，，此时时需要要设置置转换换层衔衔接上上、下下梁部部分不不同的的结构构。多为桥桥式结结构加强层层：因结结构本本身刚刚度和和整体体性的的需要要而设设置。。加强构构件-伸臂。结构形形式类类似均需要要占用用1-2层的高高度（（因而而称为为“层层”））什么是是加强强层？？现以框框架—核心筒筒为例例予以以说明明。为了提提高这这种结结构的的侧向向抗力力和刚刚度．．一个途途径是是把外外框架架的稀稀柱变变为＜＜4m的密柱柱，这就就是整整体性性很强强、侧侧向刚刚度很很大的的筒中中筒结结构。。另外一一个途途径，，就是是把核核心筒筒的墙墙体轴轴线上上连系系外框框、内内筒的的梁的的截面面高度度从下下层到到上层层增加加到等等于层层高而而变成成一片片剪力力墙，这时时外框框与内内筒整整体性性大大大增加加，结结构的的侧向向刚度度自然然十分分强大大。实际上上，并并不需需要从从下到到上的的全部部梁截截面增增高，，仅需需将l一3个层的的梁截截面高高度增增加到到一个个层高高就会会有理理想的的效果果。这时梁梁截面面的刚刚度已已是普普通梁梁的50——100倍。这这样的的结构构层就就是加加强层层。该该增高高的梁梁称为为水平平刚臂臂或水水平外外伸构构件。。什么是是加强强层？？加强层层的结结构形形式以水平平刚臂臂构成成的加加强层层，可可以采采用下下列几几种结结构形形式：：梁式加加强层层——如上所所述，，将普普通大大梁增增大至至所带带高度度(不一定定等于于层高高，计计算确确定)；桁架式式加强强层——水平刚刚臂是是桁架架，具具有水水平、、垂直直及斜斜向杆杆件；；空腹桁桁架式式加强强层——水平刚刚臂是是空腹腹桁架架．只只含有有水平平及垂垂直杆杆件；；箱式加加强层层——由整个个一层层的墙墙、外外围梁梁与上上、下下楼板板一起起构成成。应当注注意，，必要要时在在加强强层设设置周周边水水平环环带构构件，，以加加强整整个结结构的的抗侧侧刚度度。加强层层水平平刚臂臂构件件早期期常用用钢结结构，，现已已扩展展到采采用钢钢筋混混凝土土结构构。加强层层有哪哪些特特点？？加强层层的特特点内力的的作用用种类类（复复习））对于杆杆件结结构体体系来来说，，内部部的内内力有有以下下几种种：轴向作用：：拉力与压力力，是指杆杆件横截面面上所作用用的截面法法向力的合合力。弯曲作用：：弯矩，促使使相邻截面面一侧相互互接近，另另一侧相互互分离的作作用。因此此弯矩在截截面上产生生拉力与压压力，共同同构成截面面力偶。扭转作用：：扭矩，距离离无限接近近相临截面面上相互旋旋转错动的的作用剪切作用：：剪力，距离离无限接近近的相临截截面上相互互平行错动动的作用。。课后思考设计中几个个常见的问问题课后研究–建筑软件与与工程运用用课后调研之之案例例分析V形柱式结构构转换——重庆银星商商城斜柱式结构构转换——沈阳华利广广场大厦两种特殊形形式的结构构转换层V形柱式结构构转换案例一：重庆银星商商城，总建建筑面积49800m2，地上28层，总高度度101.2m，为商住、、商贸综合合楼，1～9层为商场，，基本柱网为为7.80m×7.80m及7.80m×9.30m,第10层为技术层层及物业管管理，第11～26层为住宅，，第27层及第28层为电梯技技术间及水水箱间。由由于上部部住宅的柱柱网、轴线线与下部商商场不能完完全重合，，对前述的的转换层结结构形式都都不适合该该工程的特特点，而且且材料用量量及造价均均较高。后来在第9层与第10层利用两层层空间设置置了4根V形柱来完成成结构转换换。在该该设计中V形柱占据两两层空间。。其斜度为为1/5.3，在上面一层层为两肢对对称的斜柱柱，到下面面一层合成成为实腹的的倒梯形状状，双斜柱柱的截面积积之和不小小于下面倒倒梯形柱的的截面积。。

在斜柱柱的顶部用用拉梁互相相联结，