高層建筑的受力特點精選(九篇)

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第1篇：高層建筑的受力特點范文

關鍵詞：高層建筑結構；轉換層；施工技術

中圖分類號: TU7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)03(a)-0000-00

所謂的轉換層是指在建筑物內的不同層面之間，為了銜接上下部不同承力結構和設施構造變化而建設的一個過渡層面，是高層建筑當中較為常見的一種建筑結構。在建筑工程高層建筑的建設過程中，轉換層的建筑設計和質量對于整體建筑質量的影響甚重。如何從轉換層的施工技術出發加強高層建筑的建設質量需要對高層建筑結構中轉換層的建筑特點有所了解。

1 高層建筑結構中轉換層的建設特點

轉換層是高層建筑結構中較為常見的一種結構，高層建筑的層面較多，各個層面的設計功能和結構也都大不相同，為了實現各個層面之間不同設計和構造的良好轉換，將不同功能層面之間的差異良好的過度，在會高層建筑結構的構建中常常使用轉換層來解決這一問題。目前，我國對于高層建筑結構的設計基本上參照國外商貿、辦公、住宅一體化的設計理念，而隨著建筑層面的增高，建筑層面內的空間也越發的緊密。如何實現高層建筑底層大面積商用辦公空間和建筑上層密集型住宅空間之間的良好轉換。需要在高層建筑的設計過程中，對轉換層進行良好的設計，并在建設過程中注意建筑物承力結構和平衡的問題。

高層建筑結構中轉換層的主要功能是對高層建筑結構中下部和上部之間剪力墻結構框架的轉換。通過轉換層改變上下部分的剪力墻與框架的結構實現改變建筑物上下層整體的受力分布情況和平均受力分布密度的作用。同時，對高層建筑的結構形式進行轉換，使上下層的結構布局可以不同。。

在實際的高層建筑結構建設當中，要根據建筑物的設計功能的不同和施工建設的難度情況，有選擇的采用施工建設技術，保證建筑整體的建設質量和不同功能層面的良好轉換，充分的實現轉換層在高層建筑結構中的作用。

高層建筑本身由于層高的原因，對于建筑承受力的結構要求就較為嚴格，而轉換層位于上下承力結構的轉換位置，不僅要保證建筑物整體的承力結構的穩定，同時，還要承受來自上部密集型結構增加的構件向下產生的垂直負荷和上部結構形成的多層負荷。承載力的作用和荷載的作用共同形成了轉換層內長期的較強的內應力作用。

為此，在進行高層建筑結構中轉換層的建設過程中，要打破傳統建筑的設計和施工理念，針對建筑物的實際需要，對轉換層的設計采取靈活實用的建筑設計和施工技術。

2 轉換層結構施工技術要點

1、截面大尺寸層面轉換施工技術

對于高層建筑轉換層結構的施工建設要充分考慮轉換層較強的受力結構和建筑的整體建設質量。對于建設過程中截面尺寸較大的轉換層建設應當采用大體積的混凝土施工技術，通過對轉換層中承載力分散的有效計算，對建筑物上部的構建進行點化布局，將上層的受力集中于轉換層的幾個主要混凝土支撐上。同時注意混凝凝土柱的灌注質量，對主要承力結構進行加固和提高抗拉系數的相應措施。

2、轉換結構中下層空間高度較大時的施工技術

對于轉換層中下層結構可能出現空間較大且層面較高的情況。建筑過程中不能夠很好的使用支護結構對建筑物進行加固和穩定。為此，可以在轉換結構中使用內埋型鋼進行加固，同時，使用型鋼來對建筑模板和腳手架進行穩固，保證建筑物內各個部件的穩定。同時，進一步的提高支撐體系中混凝土的承受能力系數，使用混凝土鋼筋結構作為層面內的主要承載部件，并且使用疊合梁的技術對主承力結構進行受力分散和增強效果。為了確保混凝土疊合面對主承力結構的有效輔助作用，在進行施工的過程中，要注意兩者間的銜接。

3、處理轉換層內應力較強時的施工技術

由于轉換層要承受建筑整體承載力的同時還要承受來自上層的豎向荷載和層面的向下作用力。為此，轉換層的承力結構要采取一定的抗拉伸措施，防止由于上下層對其結構的張力作用導致結構的變形和反拱過大的問題。

要解決這一問題，可以在轉換結構的建設過程中采取擇期張拉技術或分段張拉技術，即是在轉換層轉換結構上層部分進行建設完成以后，再針對上部張拉力的情況以鋼筋和其他結構進行上部預應力的分散和平均。在采用擇期張拉的預應力技術時，在結構發生張拉之前必須要對轉換結構下部的支撐進行加強。

3高層建筑中轉換層結構的發展趨勢

隨著高層建筑施工技術的不斷發展，高層建筑中轉換層結構施工技術也正在不斷地發展當中。這主要體現在下列幾個方面：

1、預應力技術的發展

預應力技術的發展使得轉換層的建設設計在截面上的尺寸進一步的減少。預應力混凝土結構是轉換結構中非常適合建造承重荷載的大跨度轉換層，它具有自重輕，節省鋼材和混凝土的特點。

2、斜向支撐技術

傳統的施工技術是使用豎向的承力結構將上部的荷載向下傳遞，這種由上向下的傳遞方式使得層層之間的荷載不能夠很好的分散，導致向下的作用力也越來越大。為此在建設過程中進行一定的斜向支撐的建設，能夠很好的起到類似橋梁建設當中力的拱傳效果。

3、豎向力的多項轉換

在實際的施工建設過程中國，為了避免一根轉換梁過多的承受來自上部層面的荷載，可以通過設置多道轉換梁來分散力的作用，使一層轉換梁承托上部所有層變成多道轉換梁分別承托來自上部的荷載。

4總結：

隨著我國高層建筑工程的不斷增多，高層建筑轉換層結構的施工技術使用對于轉換層的建設質量乃至整體結構的建設質量的重要意義也越發的突出。為此，要不斷發展和創新轉換層技術，結合實際工程建設中的經驗，對施工技術進行改良。

參考文獻:

[1] 謝永健. 高層綜合樓厚板結構轉換層施工技術分析探討[J]. 今日科苑, 2010,(08) .

[2] 趙鴻鐵,胡安妮. 高層建筑轉換層結構形式選擇影響因素的統計分析[J]. 西安建筑科技大學學報(自然科學版), 2000,(01) .

第2篇：高層建筑的受力特點范文

【關鍵詞】高層建筑；梁式轉換層；結構設計

一、前言

文章對高層建筑梁式轉換層進行介紹，對高層建筑梁氏轉換層的特點和設計原則進行闡述，通過分析，并結合自身實踐經驗和相關理論知識，對高層建筑梁式轉換層結構的設計進行探討，具有一定的借鑒意義。

二、高層建筑梁式轉換層概述

按結構功能，轉換層可分為三類：

1.上層和下層結構類型轉換。多用于剪力墻結構和框架-剪力墻結構，它將上部剪力墻轉換為下部的框架，以創造一個較大的內部自由空間。

2.上、下層的柱網、軸線改變。轉換層上、下的結構形式沒有改變，但是通過轉換層使下層柱的柱距擴大，形成大柱網，并常用于外框筒的下層，形成較大的入口。

3.同時轉換結構形式和結構軸線布置。即上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變為框架的同時，柱網軸線與上部樓層的軸線錯開，形成上下結構不對齊的布置。

三、高層建筑梁氏轉換層的特點

1.鋼骨混凝土轉換層鋼骨混凝土梁不僅承載力高，剛度好，可大大減小截面尺寸，且塑性、耐久性和抗震性能優于鋼筋混凝土梁。此外，鋼骨混凝土梁在施工階段其自身剛度好，定位準確，可減少支模，加快施工速度。目前，國內采用鋼骨混凝土轉換構件的實際工程還不多，但國外采用較多。

2.預應力混凝土轉換層的應用

采用預應力技術可帶來許多結構和施工上的優點，如減小截面尺寸、控制裂縫和撓度，控制施工階段的裂縫及減輕支撐負擔等等。因此，預應力混凝土結構非常適合于建造承重荷載的大跨度轉換層，且有自重輕，節省鋼材和混凝土等優點。

四、高層建筑梁式轉換層設計原則

高層建筑中梁式轉換層的設置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時在梁式轉換層上下容易形成薄弱環節，對結構抗震不利，故梁式轉換層結構在設計時應遵循以下原則：

1.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，對結構抗震越有利。

2.設計中應保證轉換層有足夠的剛度，一般應使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內力在轉換層及其下部構件中分配合理，轉換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能起到較好的作用。

3.轉換層樓板采用了“樓板在平面內剛度無限大”的假定，因而得到了所有框支柱和剪力墻的位移相等水平力按框支柱和落地剪力墻的剛度按比例分配。實際上，轉換層樓板要將上部結構的水平剪力傳遞到底部結構上去，本身承受很大的平面內剪力，同時又承受部分豎向荷載，樓板自身在平面內受力很大，有顯著的變形，因此要求樓板要有足夠的強度和剛度。

4.轉換層以上的剪力墻和柱子應盡量對稱布置。梁上立柱應盡量設在轉換梁跨中，以免轉換梁變形時，在梁上立柱的柱腳處產生較大轉角，帶動立柱柱腳產生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產生很大的內力。

5.全面細致的計算作為整體結構中一個重要組成部分，轉換結構必須采用符合實際受力變形狀態的計算分析，而且應該建立模型進行三維空間整體結構計算分析。或者可采用有限元方法對轉換結構進行局部補充計算，此時轉換結構以上，至少取兩層結構進行局部計算模型，并注意模型邊界條件符合實際工作狀態。

五、高層建筑梁式轉換層結構設計方法存在的問題

目前在多、高層建筑中，開發商多要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設計中也往往首先想到采用結構轉換層來完成上、下層建筑物功能的轉換。但一些結構設計人員在實際進行轉換層設計時顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設計思路、設計原則來進行結構設計。轉換結構層具有與一般結構層相比結構重量大、結構層剛度大、幾何尺寸超大、受力復雜等特點。現有的轉換層設計方法，主要是針對形式簡單、受力相對簡單的轉換梁，對于受力復雜的轉換梁還沒有深入研究。即便是對于形式簡單的轉換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設計概念不明確，設計原則不準確。對于轉換梁的配筋方法也限于用普通梁的配筋方法加以套用，造成轉換梁截面超大、配筋偏多、配筋構造無法實現、施工困難等現象。

六、高層建筑梁式轉換層結構的設計

1.轉換梁的截面設計方法

轉換梁截面設計方法的選擇與其受力性能和轉換層的形式相關。①托柱形式轉換梁截面設計。當轉換梁承托上部普通框架時，在轉換梁常用截面尺寸范圍內，轉換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設計方法進行配筋計算。當轉換粱承托上部斜桿框架時，轉換梁將承受軸向拉力，此時應按偏心受拉構件進行截面設計。②托墻形式轉換梁截面設計。當轉換梁承托上部墻體滿跨不開洞時，轉換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態表現為深梁，此時轉換梁截面設計方法宜采用深梁截面設計方法或應力截面設計方法，且計算出的縱向鋼筋應沿全梁高適當分布配置。

2.轉換層結構的構件設計

轉換層結構不僅豎向剛度易在轉換層附近發生突變，還應關注的是豎向抗側力構件不連續，使結構的傳力（包括豎向及水平力）途徑在轉換層及其附近發生突變，在強震作用下，易產生薄弱部位。因此在抗震設計中，除了控制轉換層上下剛度比外，還應采用措施，加強轉換層及附近層結構構件包括轉換柱、轉換梁、落地墻、轉換層上下各兩層樓板等構件，以保證水平剪力的有效傳遞和結構底層在強震下有足夠的延性。

3.轉換梁的截面設計方法

目前國內結構設計工作普遍采用的轉換梁截面設計方法。主要有：應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規律，為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規律進行截面的配筋計算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔鋼筋達到其屈服強度設計值。受壓區混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。

4.轉換梁截面設計方法的選擇

托柱形式轉換梁截面設計。當轉換梁承托上部普通框架時，在轉換梁常用截面尺寸范圍內，轉換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設計方法進行配筋計算：當轉換梁承托上部斜桿框架時，轉換梁將承受軸向拉力，此時應按偏心受拉構件進行截面設計。

5.上部框架設計和構造要求

（1）上部框架與轉換梁共同工作，可視作一個層層受樓板約束、受連粱空間約束的巨型平面空腹析架。設計時可以加大轉換梁上面幾層框架粱的剛度，以達到共同承受上部荷載和起到二道設防的作用，同時由一層粱承托變成層層梁承托上都框架柱的工作機制。（2）轉換結構上部框架須按強柱弱梁的原則進行設計，確保塑性鉸在梁端出現，使柱比梁有更大的安全儲備。（3）轉換層結構的試驗研究表明，與轉換梁相連的柱子往往是薄弱環節；轉換梁上層框架梁柱受力復雜，應力集中，設計時應根據實際受力情況進行較準確施工模擬計算分析。

七、結束語

高層建筑梁式轉換層結構的設計是非常負責的，需要考慮的因素很多，需要設計師在整體和局部都有一定的把控，這樣才能保證設計的效果。

參考文獻：

[1]曲巖巖.高層建筑梁式轉換層結構設計分析[J].科技創新導報.2008（8）.

[2]張明武.高層綜合樓梁式轉換層結構設計分析與探討[J].四川建材.2009（5）.

第3篇：高層建筑的受力特點范文

關鍵詞：高層建筑；結構設計；原則；問題；對策

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.106

隨著經濟的發展和科技的進步，我國的高層建筑技術也得到了飛速發展。高層建筑有效地解決了城市建設用地嚴重不足的問題，提高了土地的利用率，符合社會和經濟發展的需要。但是由于高層建筑自身的特點，所以高層建筑的建設對于技術的要求特別高，其結構設計要充分考慮各種因素的影響。

1 高層建筑結構設計應該遵循的原則

為了適應人們的不同要求，現代化的高層建筑種類繁多，形式各異。這就對高層建筑結構的設計者提出了更高的要求。設計者在設計高層建筑的結構的時候，不僅要考慮到高層建筑的性能，也要考慮到人們的審美需要。

（1）根據要求討論并確定合適的設計方案。現代任何一個建筑要想順利施工，必須先要制定一個科學合理的設計和施工方案。設計者必須綜合地理地質、物理、設計、計算機技術等各個領域的知識來進行高層建筑結構的設計。通過綜合分析各種影響因素，確保設計方案的可行性和實用性。

（2）抗震設計要合理。擁有良好的抗震性能是對現代高層建筑的基礎要求之一。設計者在進行高層建筑結構設計的時候，要充分考慮到施工地點的地質結構和板塊構造的特點，通過分析該地的地震頻率和級別等數據，有針對性地進行高層建筑結構設計。保證抗震設計的合理性，保護人民群眾的生命財產安全。

（3）保證高層建筑結構設計的完整性。在對高層建筑結構進行設計的過程中，設計者要保證高層建筑結構設計的完整性，不同的建筑結構的承載力不同，導致高層建筑的整體性能也各不相同。因此，在設計的過程中要充分考慮到不同的結構的性能以及各種構件的承載力情況，以便于各種構件的組合能夠發揮出最大的作用。同時還要重視氣候等自然因素對高層建筑的影響，科學合理地設計高層建筑的結構。

（4）對計算結果進行精準的分析。對計算結果進行精準的分析是進行高層建筑結構設計最重要的工作，只有保證計算結果的準確度，才能從結果中提取有用的信息，保證建筑工程施工的安全性。為了保證計算結果的準確度和提高工作的效率，設計人員應該選擇合理的計算機軟件進行分析，但是不能完全依賴于計算機，還要結合自己的經驗做出準確的判斷，保證計算結果的可靠性。

2 高層建筑結構設計存在的問題

（1）超高問題。高層建筑最大的特點就是高，但是很多開發商為了追求利益的最大化，經常要求增加高層建筑的高度，而高層建筑超高，容易增加安全隱患。高層建筑受技術、施工材料、環境等各方面的影響很大，如果只是一味地追求高度，也會增加施工成本、延長工期，并且使高層建筑的安全性得不到保證。

（2）扭轉問題。扭轉問題是提高高層建筑抗震抗風性能的關鍵問題，也是近年來世界各國高層建筑研究的核心問題。由于受地形等因素的影響，導致在進行高層建筑結構設計的時候不能保證建筑的完全對稱，就會導致扭轉問題的出現。因此，設計者在進行設計的時候要力求高層建筑的對稱性，保證高層建筑的剛度和質量有效結合，最大可能地避免扭轉問題的出現。

（3）受力與承載問題。高層建筑在施工的過程中必然會使用很多機器設備，樓層越高，機器設備的數量就越多，會增加高層建筑的壓力。如果設計的時候沒有考慮周全，或者使用的建筑材料不達標，將會導致高層建筑的受力與承載力出現問題。

（4）抗震結構問題。抗震問題主要是高層建筑剛度的選擇問題。如果不能根據不同建筑地點的地震情況來選擇合適的剛度構造，就會導致高層建筑的抗震結構設計不合理，增加高層建筑的危險性。

（5）抗風結構問題。“樹大招風”。高層建筑過高當然會受到風力的影響，而很多設計者在進行高層建筑結構設計的時候，很容易忽視這一點，導致高層建筑在遇到強風的時候，容易發生倒塌事故。

3 高層建筑結構設計存在的問題的對策

（1） 針對超高問題。高層建筑結構設計者在設計的時候要結合理論和實際，嚴格限制高層建筑的高度，保證高層建筑保質保量按期完成。

（2）針對扭轉問題。為了避免地形因素破壞水平荷載作用，從而導致扭轉問題的出現，設計者要設計科學合理的高層建筑結構，盡可能保證高層建筑的對稱性，有效地解決高層建筑的扭轉問題。

（3）針對受力與承載問題。在進行高層建筑結構設計的時候，設計者要準確地計算出高層建筑的地基承載能力以及各樓層的承載能力，對于承重墻和承重柱的質量和結構要嚴格把關，保證高層建筑的受力均勻，提高高層建筑的承載能力，增強高層建筑的安全性和實用性。

（4）針對抗震結構問題。為了有效地增強高層建筑的抗震性能，設計者在進行高層建筑結構設計的時候，要對施工地的地質、地震的級別和頻率進行實地勘察，為高層建筑的抗震設計提供依據。同時要根據實際情況選擇合適的建筑材料，保證建材的質量，并對施工過程進行監督，避免施工單位偷工減料，從而有效地保證高層建筑的抗震性能。

（5）針對抗風結構問題。設計者在進行高層建筑結構設計的時候，一定要考慮到風力對高層建筑的影響。結合分析施工地的風向和風力，對高層建筑的結構進行科學合理的抗風設計，為高層建筑的順利施工和安全使用提供保證。

4 總結

社會的發展對高層建筑的樣式、性能等要求越來越高。因此，為了不斷滿足社會發展對高層建筑提出的新要求，高層建筑設計者要對高層建筑的結構設計不斷進行探索，從而不斷提高高層建筑的質量和使用壽命，提高人們的生活水平和生活質量，促進我國建筑行業的長遠發展。

參考文獻：

[1]羅軍.高層建筑結構設計中存在的問題及對策分析[J].建材與裝飾，2014（15）：6-7.

[2]余曉陽.高層建筑結構設計中存在的基本問題及對策簡析[J].建筑工程技術與設計，2015（29）：432.

第4篇：高層建筑的受力特點范文

【關鍵詞】高層建筑結構;轉換層

一、轉換層及轉換結構構件概念

設置轉換結構構件的樓層，包括水平結構構件及其以下的豎向結構構件，稱為轉換層。完成上部樓層到下部樓層的結構形式轉變或上部樓層到下部樓層結構布置改變而設置的結構構件，包括轉換梁、轉換桁架、轉換板等稱為轉換結構構件。帶轉換層高層建筑結構能夠充分的滿足不同的建筑使用功能，下部大空間常應用于商業網點（例如銀行、商場等），上部小空間一般為住宅、公寓、酒店等。

二、帶轉換層高層建筑結構的特點

帶轉換層高層建筑結構的轉換結構構件在整體結構中起到了關鍵作用，既承擔上部樓層豎向構件傳遞的重力荷載，又肩負著抵抗水平作用（主要為風荷載、水平地震）的重任，受力極為復雜。就整體結構而言，帶轉換層高層建筑結構的結構設計主要面對以下幾個問題：？

1、剛度突變

因設置轉換層，局部豎向構件不能落地而造成上部樓層和下部樓層剛度差異大，即剛度突變，在水平荷載作用下，這會導致轉換層上部樓層和下部樓層結構構件內力突變，從而部分構件提前破壞，當轉換層位置較高時，這種現象更加明顯。

2、轉換結構構件應力復雜

轉換結構構件與相連接的構件之間的幾何關系復雜，構件受力曲折，應力集中現象明顯。

3、轉換結構構件實際受力狀態模擬難

轉換結構構件受力復雜，邊界條件不易把握，不同計算軟件模擬構件的受力狀態是有差異。正確模擬構件的實際受力狀態非常重要。

三、帶轉換層高層建筑結構的整體設計原則

由帶轉換層高層建筑結構的特點，經過清晰的概念設計，結構方案合理的處理，不難意識到其設計原則，主要有以下幾點

1、不落地剪力墻不可過多

在滿足建筑使用功能的前提下，盡可能多的使上部剪力墻落地，從而控制剛度變化不致過大。盡量增大下部樓層的剛度（可通過增加墻厚或者增加墻長）;盡量減小上部樓層剛度，在滿足結構必要剛度的前提下，可通過減小墻厚或者墻長，增加結構洞，減小連梁高度等方式。

2、轉換結構構件進行詳細分析

帶轉換層高層建筑結構應該進行三維空間整體分析，且應采用至少兩個不同力學模型的結構分析軟件進行整體分析;宜對轉換層及相鄰層（宜使轉換層上下兩個計算模型的高度相等或相近）進行空間有限元分析，并采用符合實際受力狀態的邊界條件;對轉換層結構構件進行應力分析及應力配筋，確保結構設計準確。

四、帶轉換層高層建筑結構構件設計要點

1、轉換梁設計

轉換梁與轉換柱截面中線宜重合，轉換梁的截面高度不宜小于計算跨度的1/8，截面寬度不宜小于其上墻體截面厚度的2倍和400mm。地震設計狀況下，轉換梁剪壓比不應大于0.15。轉換梁上部縱向鋼筋與下部縱向鋼筋最少配筋量的確定，其中非抗震設計時至少為0.3%，特一級抗震設計不小于0.6%，一級抗震設計不小于0.5%，二級抗震設計不小于0.4%。

2、轉換柱設計

柱截面寬度，非抗震設計時不宜小于400mm，抗震設計時不應小于450mm;柱截面高度非抗震設計時不宜小于轉換梁跨度的1/15，抗震設計時不宜小于轉換梁跨度的1/12。

部分框支剪力墻結構框支柱承受的水平地震剪力標準值應根據框支柱的數量，采取不同的剪力調整，同時應相應的調整框支柱的彎矩及柱端框架梁的剪力和彎矩，框支梁的剪力、彎矩、框支柱軸力可不調整。

3、剪力墻設計

部分框支剪力墻結構框支梁上部墻體的構造應符合下列規定：

1）、當墻體開邊門洞時宜設置翼墻、端柱或墻體加厚。當洞口靠近梁端且梁的受剪承載力不滿足要求時，可采取框支梁加腋或增大框支墻洞口連梁剛度等措施。

2）、框支梁上部墻體豎向鋼筋在梁內的錨固長度，抗震設計時不應小于laE，非抗震設計時不應小于la。

部分框支剪力墻結構落地剪力墻底部加強部位宜設置翼墻或者端柱，其彎矩設計值應做調整，且墻肢不宜出現偏心受拉。

4、框支樓板設計

部分框支剪力墻結構中，框支轉換層樓板厚度不宜小于180mm，應雙層雙向配筋，且每層每方向的配筋率不宜小于0.25%，樓板中的鋼筋應錨固在邊梁或墻體內，混凝土強度等級不宜低于C30。落地剪力墻和筒體的樓板不宜開洞。樓板邊緣和較大洞口周邊應設置邊梁，其寬度不宜小于樓板厚度的2倍，全截面縱向鋼筋配筋率不應小于1.0%。余轉換層相鄰層的樓板也應適當加強，具體加強措施如加厚樓板厚度，提高配筋率，可避免在空間作用下，相鄰層樓板承載力不足。

五、轉換層位置要求

帶轉換層高層建筑結構轉換層位置不宜過高，位置較高時，易使轉換層附近的剛度、內力突變，形成薄弱層，同時落地剪力墻容易開裂、屈服，不利于抗震。 為了進一步的保證設計的準確性與安全性，框支剪力墻其轉換層的位置如果是設置在3層及3層以上時，框支柱、落地剪力墻其底部加強部位的抗震等級宜提高一級，已為特一級不再提高。對于托柱轉換結構，因其受力情況和抗震性能比部分框支剪力墻結構有利，抗震等級可不做提高要求。

結束語

帶轉換層高層建筑結構設計已經成為了現代城市建筑結構設計的關注點，其設計質量的好壞會直接影響到整個高層建筑的設計質量與水平。隨著我國經濟的持續發展，高層建筑的項目也會不斷地增加，人們對高層建筑的要求也會越來越高，因此高層建筑面臨著向復雜化、多樣化的方向發展，轉換層的設計也會越來越成熟。因此就需要加大對帶轉換層高層建筑結構的了解，提高轉換層的設計水平，增強轉換層在高層建筑中的作用，從而切實提高高層建筑的整體設計水平，滿足建筑行業的發展需求。

參考文獻

第5篇：高層建筑的受力特點范文

【關鍵詞】結構轉換層 高層建筑 結構設計 高層建筑設計 轉換層設計

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

隨著我國現代高層建筑高度的不斷增加，建筑的功能也日趨復雜，在高層建筑豎向立面上的造型也呈現多樣化。在某些建筑結構中，通常會要求上部的框架柱或是剪力墻不落地，在建筑結構中需要設置較大的橫梁和桁架來作為支撐，甚至有時要改變豎向的承重體系，此時就要求設置轉換構件，將上部和下部兩種不同的豎向結構進行過度和轉換，通常這種轉換構件占據約為一至二層，這種轉換構件即為轉換層。結構轉換層在很大程度上改變了建筑的結構體系，在進行設計時要慎重考慮。

二.轉換層結構施工特點

由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結構布置應是下部剛度大、墻體多、柱網密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴大柱網。這樣,結構的正常布置與建筑功能對空間的要求正好相反。因此,為了適應建筑功能的變化,就必須在結構轉換的樓層設置水平轉換構件,部分豎向構件在轉換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發生轉折,而轉換層就是實現轉折功能的大型水平構件。轉換層的結構形式一般有以下幾種構成：箱式轉換、梁式轉換、空腹桁架式轉換、桁架式轉換、板式轉換和斜撐式轉換等。 帶轉換層的高層建筑是一受力復雜、不利抗震的結構體系,該結構及其支撐系統有自身的特點。眾多高層建筑采用梁式轉換層進行結構轉換,這主要是由于:

1.轉換層設計帶轉換層的多高層建筑,轉換層的下部樓層由于設置大空間的要求,其剛度會產生突變,一般比轉換層上部樓層的剛度小,設計時應采取措施減少轉換層上、下樓層結構抗側剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風、抗震設計的要求。轉換構件為重要傳力部位,應保證轉換構件的安全性。2.8度抗震設計時除考慮豎向荷載、風荷載或水平地震作用外。還應考慮豎向地震作用的影響,轉換構件的豎向地震作用,可采用反應譜方法或動力時程分析方法計算;作為近似考慮,也可將轉換構件在重力荷載標準值作用下的內力乘以增大系數1.1。

2.經濟指標

從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對下部垂直構件的承載力設計要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。

轉換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數較少時才轉換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數較多時,或構件條件特殊時才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的剛度和質量,在地震作用下,地震反應強烈。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,容易發生震害。以往的模型振動臺試驗研究表明,厚板的上、下相鄰層結構出現明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發生沖切破壞,而且可能產生剪切破壞,板內必須三向配筋。

4.轉換層結構的基本功能

從結構角度看，轉換層結構的功能主要有：

(1)上、下層結構形式的轉換

這種轉換層廣泛用于剪力墻結構和框架--剪力墻結構，將上部的剪力墻轉換為下部的框架。

(2)上、下層結構軸網的轉換

轉換層上下結構形式沒有改變，但通過轉換層使下層柱的柱距擴大，形成大柱網，這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。

(3)下、下層結構形式和結構軸網同時轉換

上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變為下部框架結構的同時，下部柱網軸線與上部剪力墻的軸線錯開，形成下、下結構不對齊的布置。

5.轉換層結構設計方法存在的問題

目前在多、高層建筑中，絕大多數的開發商都會要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設計中也往往首先想到采用結構轉換層來完成上、下層建筑物功能的轉換。但一些結構設計人員在實際進行轉換層設計時顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設計思路、設計原則來進行結構設計。造成這種現象的主要原因是當前轉換層設計沒有相關的可遵循的設計準則，使設計人員難以進行結構選型、截面確定、計算模型確定、計算方法確定，計算結果應用以及配筋方法的實施等一系列結構設計步驟。這種現狀與我國當前高層建筑的迅猛發展足不適應的。轉換結構層具有與一般結構層相比結構重量大、結構層剛度大、幾何尺寸超大、受力復雜等特點。這樣的尺寸和重量意味著轉換結構組成了建筑物的主要構件。它們設計的是否合理、安全、經濟對整個結構的安全性、結構造價、施工費用等有著重要影響。現有的轉換層設計方法，主要是針對形式簡單、受力相對簡單的轉換梁，對于受力復雜的轉換梁還沒有深入研究。即便是對于形式簡單的轉換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設計概念小明確，設計原則不準確。

三. 帶結構轉換層的高層建筑結構設計

1. 帶轉換層的高層建筑結構設計原則

高層建筑中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，故轉換層結構在設計時應遵循以下原則：

（1）為防止沿豎向剛度變化過于懸殊形成薄弱層，設計中應考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結構豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側力性能，減少豎向剛度變化，有利于結構整體受力。

（2）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。

（3）設計中應保證轉換層有足夠的剛度，一般應使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內力在轉換層及其下部構件中分配合理，轉換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結構轉換作用。

（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當剪力墻較多且考慮抗震時，橫向落地剪力墻數目與橫向墻總數之比不宜少于50%，非抗震時不宜少于30%。

（5）轉換層以上的剪力墻和柱子應盡量對稱布置，梁上立柱應盡量設在轉換梁跨中，以免轉換梁變形時，在梁上立柱的柱腳處產生較大轉角，帶動立柱柱腳產生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產生很大的內力而超筋。

（6）轉換層結構在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉換層位置較高時，易使框支剪力墻結構在轉換層附近的剛度、內力和傳力途徑發生突變，并易形成薄弱層，對抗震設計不利，其抗震設計概念與底層框支剪力墻結構有較大差異。當必須采用高位轉換時，應控制轉換層下部框支結構的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對于減少轉換層附近的層間位移角及內力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對落地剪力墻間距的限制應比底層框支剪力墻結構更嚴一些。對平面為長矩形的建筑，落地剪力墻的數目應多于全部橫向剪力墻數目的一半。

2.轉換層的應用

（1）梁式轉換層

作為目前高層建筑結構轉換層中應用最廣的結構形式，它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰，同時受力性能好、工作可靠、構造簡單、計算簡便、造價較低及施工方便等優點。轉換梁不宜開洞，若必須開洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉換梁有托柱與托墻兩種形式，其截面設計有4種方法，即普通梁截面設計法、偏心受拉構件截面設計法、深梁截面設計法和應力截面設計法。轉換梁的截面尺寸一般由剪壓比（mv=Vmax/febh0）計算確定，應具有合適的配箍率，以防發生脆性破壞，其截面高度在抗震和非抗震設計時應分別小于計算跨度的16和18。（2）厚板轉換層 當轉換層上、下柱網軸線錯開較多而難以用梁直接承托時，可采用厚板轉換層，但厚板的巨大荷載會集中作用于建筑物中部，振動性能復雜，且該層剛度很大、下層剛度相對較小，容易產生底部變形集中，其傳力途徑十分復雜，是一種對抗震十分不利的復雜結構體系，應進行整體內力分析、動力時程分析及板的內力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計算確定；可局部做成薄板，厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板，一般厚度可取2.0～2.8m，約為柱距的1/3～1/5。厚板應沿其主應力方向設置暗梁，一般可在下部柱墻連線處設置。轉換層厚板上、下一層的樓板應適當加強，樓板厚度不宜小于150mm。

(3）箱式轉換層

當需要從上層向更大跨度的下層進行轉換時，若采用梁式或板式轉換層已不能解決問題，這種情況下，可以采用箱式轉換層。

它很像箱形基礎，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉換。

(4)桁架式轉換層

這種形式的轉換層受力合理明確，構造簡單，自重較輕，材料節省，能適應較大跨度的轉換，雖比箱式轉換層的整體空間剛度相對較小，但比箱式轉換層少占空間。

(5)空腹桁架式轉換層

這種形式的轉換層與桁架式轉換層的優點相似，但空腹桁架式轉換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉換層則具有斜撐竿。空腹桁架式轉換層在室內空間上比桁架式轉換層好，比箱式轉換層更好。

四．結束語

高層建筑的迅速發展，從以往的簡單體型和功能單一的時代開始走向體型復雜，建筑的功能呈現多樣化發展。在高層結構設計中，帶轉換層結構設計不能簡單設置成“承上啟下”，而要在實際結構上實現上部結構和下部結構的過度和轉換。

參考文獻：

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[2]季靜 韓小雷 楊坤 鄭宜 Ji Jing Han XiaoLei Yang Kun Zheng Yi帶主次梁轉換層的超限高層建筑結構設計[期刊論文] 《結構工程師》 ISTIC -2005年2期

[3]丁奇峰 帶結構轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2013年6期

[4]韓小雷 楊坤 鄭宜 季靜 帶梁式轉換層的超限高層建筑結構設計[期刊論文] 《昆明理工大學學報（理工版）》 ISTIC PKU -2004年6期

[5]黃瑛 帶轉換層高層結構綜合樓設計 [期刊論文] 《鐵道標準設計》 ISTIC PKU -2005年1期

[6]侯俊杰 帶結構轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2013年5期

第6篇：高層建筑的受力特點范文

【關鍵詞】高層住宅；剪力墻；優化設計

1、前言

高層建筑一般為9層以及9層以上的建筑，而高度在100m以上的，被稱之為差高層建筑。隨著城市居民的增長，城市用地緊張的情況逐漸加劇，高層建筑對于緩解城市用地緊張，保障國民生計具有重要的意義。根據國家《高層民用建筑設計防火規范》（GB 50045-1995）規定，超過10層或建筑高度超過24m的住宅為高層住宅，主要以建筑物室外地面到其屋面頂板為建筑物的高度，t望塔、電梯機房、出屋面樓梯等不計入高層住宅高度計算。隨著社會經濟的發展，對于高層住宅的平面與空間設計的要求越來越高，普通的框架結構不能夠滿足人們對于高層建筑的空間要求，剪力墻結構體系具有剛度、強度高，結構傳力均勻等特點，具有整體性能好，能夠滿足人們對于住宅空間使用以及立面美觀的要求，因此逐漸廣泛的應用于高層住宅設計中。

2、高層住宅剪力墻形式特點與設計關鍵

2.1 高層住宅剪力墻特點

剪力墻體系是以鋼筋混凝土墻抵抗豎向以及水平荷載的結構體系，現澆混凝土剪力墻的結構整體性好，承載力高，而且在水平荷載下結構的側移較小，具有較高的抗震性能。剪力墻結構具有一定的延性，歷次較大地震中剪力墻結構體系的震后結構破壞較少，但是在設計中，剪力墻受到空間約束較大，因此常用于住宅、公寓等建筑中，而在商場等公共建筑中使用較少。高層住宅剪力墻的形式特點主要如下：（1）懸臂剪力墻是高層住宅剪力墻的基本形式，而且懸臂剪力墻的結構合理布置形成住宅的主體，在荷載情況下，剪力墻受到的影響主要有剪切破壞、滑移破壞以及彎曲破壞，對于剪力墻的設計中，應該對剪力墻的強度，穩定進行計算，滿足建筑的荷載要求。（2）剪力墻在實際工程中可分為整體墻與聯肢墻，其中整體墻與豎向懸臂構件類似，因此在設計中進行配筋是應該盡量將鋼筋設計在墻肢的兩側，并且可以加大配筋率以增強墻體的延性；聯肢墻是由混凝土連梁連接的剪力墻，主要以剪切破壞為主，因此在設計中需要著重驗算墻肢的軸壓比限。（3）剪力墻的壁式框架主要是因為剪力墻開洞較大時所應用的結構，由寬柱以及寬梁的短墻肢構成，剪力墻的受力特點類似于框架結構。

2.2 剪力墻的類型與布置原則

剪力墻主要有整體墻、短肢剪力墻、小開口整體墻、無洞單肢剪力墻等剪力墻結構，為了確保剪力墻滿足工程需求，需要按照剪力墻布置原則確保剪力墻的結構滿足工程需求。剪力墻的結構布置原則如下：（1）根據《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3―2010）的規定，剪力墻結構宜采用自下到上的連續布置，避免因為結構不連續引發的突變，布置時盡量以平面周邊為主這樣能明顯提高結構的整體剛度滿足對位移角的規范要求；（2）剪力墻的平面布置應該以簡單、規則為主要原則，兩個方向的側向剛度不宜相差過大，而且兩個方向的剪力墻進行聯接，確保空間工作性能達到最佳；（3）沿剪力墻的高度方向改變混凝土強度等級與墻厚，確保每個墻段的墻段高寬比超過2，而且將長墻分為較小長度，每個墻段借助連梁連接；（4）剪力墻洞口布置對于剪力墻的力學性能影響較大，因此需要確保剪力墻的門窗洞口上下對齊，確保剪力墻的應力分布均勻協同受力。

2.3 高層住宅剪力墻結構設計關鍵問題

在高層剪力墻的結構設計中，應該對剪力墻的轉角窗、短肢剪力墻、剪力墻連梁配筋等重點進行分析，根據建筑的需求進行優化設計：（1）轉角窗的設計，現代高層住宅設計中，轉角窗能夠為房間提供開闊的視野與采光通風，因此在住宅設計中具有廣泛的應用價值，但是轉角窗的設計會造成結構的抗扭剛度降低，因此需要采用提高剪力墻配筋率，加厚樓板或加樓板暗梁等方式，對轉角窗進行加強。（2）短肢剪力墻的合理設計，在高層剪力墻的設計中，按照《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定設計短肢剪力墻，保證短肢剪力墻的承擔的底部傾覆力矩符合規范要求，而且短肢剪力墻的形狀、軸壓比、鋼筋配筋率等參數必須滿足規范要求，從經濟角度講盡量少采用短肢剪力墻。（3）剪力墻設計時要滿足規范對軸壓比及墻體穩定性的要求，既經濟又合理。

3、高層剪力墻結構體系優化設計實例分析

3.1 工程概況

以某城市的高層住宅為研究對象，擬建場地的地勢平坦、地面標高介于411.55～412.46m之間，而且住宅的主體高度為95.700m，地上層數為33層，地下兩層，采用剪力墻的結構設計。工程的結構安全等級為二級，地基基礎設計等級為甲級，抗震為標準抗震分類，抗震防設烈度為8度，裂縫控制等級為三級，地面粗糙度為C類，基本風壓0.4kN/m2。

3.2 剪力墻結構設計

工程中的剪力墻結構主要呈現平面蝴蝶型的布置，而且根據結構戶型選擇剪力墻的結構設計。為了保證剪力墻滿足建筑的要求，需要遵循剪力墻的設計原則，從而保證建筑安全。文中的剪力墻混凝土構件底部加強區以下采用C40，加強區至以上8層采用C35，其余以上各層均采用C30混凝土，梁、柱、墻受力鋼筋采用HRB400，梁、柱箍筋及樓面板、屋面板、剪力墻的受力、分布鋼筋及其他構造鋼筋采用HPB300。梁、板、柱和墻的混凝土保護層厚度分別為30 mm、15 mm、30 mm和15 mm。

3.2.1 以主軸為中心

在剪力墻設計的過程中，需要以剪力墻的主軸作為中心，從而向四周進行延伸。在設計的過程中，需要將各方向的剪力墻連接，保證剪力墻的連續性，從而避免突變。在對剪力墻設計的過程中，需要保證兩個方向的剪力墻側向剛度保持接近；墻肢的結構設計應該簡單易行。高層建筑對于剪力墻的要求較高，剪力墻需要以主軸為中心進行擴散，從而保證剪力墻的連續性，為建筑提供安全、可靠的承載作用。

3.2.2 避免剪力墻與外梁搭接

在剪力墻的設計中，因為剪力墻結構的平面外剛度較小，而平面內剛度較大，所以受力時會出現彎矩現象。為了保證剪力墻的安全工作，避免彎矩現象，需要保證剪力墻的獨立性，避免與外梁搭接，從而保證剪力墻平面外的搭接安全。

3.3 剪力墻結構設計優化

在剪力墻的設計過程中，需要對剪力墻的結構進行優化設計，從而保證建筑的空間結構，并且符合建筑的荷載要求與抗震要求。在建筑結構設計過程中，沿著主軸方向進行布置，能夠保證剪力墻的空間工作性能。設計過程中，為了節約材料，可以適當的利用剪力墻的空間設計，使剪力墻具有一定的側向剛度與承載能力。為了保證剪力墻的剛度，需要對剪力墻的結構進行優化設計，可以將剪力墻分成幾段墻面，墻面之間采用弱連梁結構，保證墻高度與截面高度比例大于2.

4、結論

剪力墻結構體系對于高層住宅具有重要的意義，對于平面結構布置不規則的剪力墻結構設計時，需要保證剪力墻的兩個方向的數量均衡，而且確保平面布置簡單、規則，豎向布置連續，門窗洞上下對齊布置，而且加大高層住宅核心筒周邊剪力墻的數量，提升剪力墻的安全性能與整體剛度。

參考文獻：

第7篇：高層建筑的受力特點范文

1高層建筑結構分析與設計

1.1結構分析與設計基本特點

1.1.1水平荷載成為決定因素。任何一個建筑結構都要同時承受垂直荷載和風產生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。相對于低層建筑來說，高層建筑所承受的垂直荷載和風產生的水平荷載對建筑結構的影響較大。而對比垂直荷載和水平荷載的作用，水平荷載的決定性作用更大。究其原因：（1）高層建筑自重和樓面使用荷載在建筑構件中產生的軸力與彎矩的數值，僅與樓房高度成正比。而水平荷載作用在建筑結構所產生的力矩和水平荷載作用在豎構件上所產生的軸力，都與樓房高度成正比，對高層建筑結構的影響更大。（2）從豎向荷載的風荷載和地震在高層建筑中的作用情況來看，兩者將直接影響建筑結構動力特性，隨著作用效果的增大，建筑結構動力特性變化幅度不斷增大。1.1.2軸向變形。基于結構力學理論知識，可以確定結構構件位移公式為：基于以上公式，可以確定結構構件位移將對連續梁彎矩、構件剪力和側移有很大影響。原因就在于建筑結構構件變形，會使得軸向變形，差異軸將會使得連續梁中間支座處的副彎矩值發生改變。而對于構件剪力和側移的影響，則是按照矩陣位移法來分別考慮豎向桿件的軸向變形或不變形兩種情況，確定構件剪力和側移的確會受軸向變形所影響。

1.2高層建筑結構體系類型

1.2.1框架—剪力墻體系。框架—剪力墻體系是在框架體系強度和剛度不能滿足要求的情況下提出的。主要是通過設置剪力墻來替換部分框架，進而滿足標準要求。在框架—剪力墻體系中，剪力墻設置的主要目的是增強結構側向剛度，負責承受水平荷載，加之框架所承受的垂直荷載，整個高層建筑位移情況將大大減小。1.2.2剪力墻體系。整個高層建筑受力主體結構均有平面剪力墻構件組成的情況被稱為剪力墻體系。因剪力墻體系屬于剛性結構，其強度和高度較高且有一定的延性，使得其是一個良好的結構體系，能夠承擔高層建筑水平荷載和豎向荷載，保證高層建筑穩定。1.2.3筒體體系。單筒體、筒中筒、多束筒等多種形式的通體體系均是以筒體作為抗側力構建的構建體系。筒體是一種空間受力構件，但因其內部填充情況，可以使得其受力程度發生改變。所以在利用筒體體系中，可以根據風力、地震強度來合理設置筒體，促使其構件受力合理，提升高層建筑的穩定性。

1.3高層建筑結構分析與設計方法

1.3.1結構分析中常用的基本假定。高層建筑結構是由豎向抗側力構件通過水平樓板連接構成的大型空間結構體系。精準的安裝三維空間結構進行高層建結構分析是比較困難的。此時可以利用基本假定的方法來簡化分析結構，可以得到準確且有效的結論。常用的基本假定有：（1）彈性假定。在高層建筑結構受到垂直荷載或風力作用的情況下，結構處于彈性工作階段。假定建筑結構處于彈性狀態，那么建筑結構在遭到地震或強風的作用下，結構位移程度較大，且可能出現裂縫的情況。利用彈性方法計算此種假定情況下結構內力和位移，可以真實反映高層建筑結構的工作狀態。（2）小變形假定。諸多學者認為小變形假定應當利用非線性問題來了解高層建筑結構變化情況，也就是分析高層建筑結構在地震或風力作用下，假定頂點水平位移與建筑高度的比值為1/500時，分析高層建筑的非線性問題，從而明確高層建筑結構在垂直荷載和水平荷載的作用下結構的變化情況。1.3.2各類結構體系采用的分析方法。對于框架—剪力墻體系的分析，主要是采用連梁連續化假定，也就是根據剪力墻與框架位移協調條件，建立位移與外荷載之間關系的微分方程，對其進行求解，如此可以了解框架、剪力墻水平位移情況。而對于剪力墻體系的分析，最好采用平面有限元法，可以對不同類型的剪力墻結構進行計算和分析，明確剪力墻的轉換層等應力分布情況。筒體體系分析中常采用的分析方法有等效連續化方法、等效離散化方法、三維空間分析法。這三種分析方法的應用需要根據不同分析方法的特點及筒體結構類型，規范、合理地運用分析方法，從而了解筒體結構的應力變化情況。

26度區高層建筑結構選型研究

為了實現6度區雙塔高層建筑合理的、科學的結構選型，筆者將從以下三方面展開：

2.16度區雙塔高層建筑說明

6度區雙塔高層建筑是由兩個高層建筑組成的，總建筑面積約9萬m2，分別是33層和32層，地下室是兩層。1號樓底下三層為商業樓，上部為住宅樓，1號樓采用部分框支剪力墻結構，三層設高層轉換滿足建筑功能。本建筑高層采用的是帶轉換層高層建筑結構，部分建筑結構采用框支剪力墻結構。為了應用需要，將轉換層設置在3層，同時為滿足相關技術標準，對高層建筑框支柱、剪力墻底部進行了強化，使其達到一級抗震標準。2號樓為一般住宅樓，采用剪力墻結構。地下為停車場，1號樓1、2、3層商業建筑面積為1850.81m2；5～33層設為居民建筑，建筑面積為1192.67m2。2號樓32層建筑均設為居民建筑，其中1層的建筑面積為853.22m2；2～32層的建筑面積為871.98m2。

2.2高層建筑結構體系方案的比較

基于以上內容的概述，考慮到建筑高度、功能、抗震、經濟性等因素，采用框架—筒體結構體系和剪力墻結構體系均比較適合。為了使6度區雙塔高層轉換層在轉換層層高情況下更好地滿足建筑功能的使用，筆者將對以上兩種高層建筑結構體系方案進行分析比較，選擇最佳的結構體系方案。2.2.1框—筒結構體系。由于結構平面布置需要充分考慮水平荷載和豎向荷載抵抗情況，在結構平面布置規則對稱的同時，也考慮其剛度的對稱，在矩形中部設置樓電梯井筒體，再根據建筑平面對稱布置框架。為了保證雙塔高層建筑1號樓采用部分框支剪力墻結構，三層設高層轉換滿足建筑功能，2號樓剪力墻結構，能夠抵抗地震作用，對結構縱橫兩個主軸方向進行抗震設計，也就是將梁和柱的中線進行重合設計，促使梁和柱直接傳力，減少主軸偏向，帶來不利影響。2.2.2剪力墻結構體系。基于6度雙塔高層建筑的規劃方案，為了避免雙塔高層建筑在轉換層層高情況下建筑結構可以有效抵抗水平荷載和豎向荷載，促使高層建筑依舊更好地滿足建筑功能的使用要求，1號樓三層設高層轉換滿足建筑功能，需要增強剪力墻結構體系，因此對剪力墻的設置為：（1）合理開設剪力墻的洞口，將一道剪力分成若干墻段，洞口連梁的跨度較大，促使剪力墻和連梁的彎曲變形能力大；（2）有效控制墻肢截面的高度，避免剪力墻突變，提高剪力墻底部的強度；（3）部分框支剪力墻結構的框支層，其剪力墻的截面面積不應小于相鄰非框支層剪力墻截面面積的50%。

2.3計算參數及計算軟件

2.3.1設計依據及基本參數。為了高質量、高效率地建成6度區雙塔高層建筑物，在設計此高層建筑的過程中，一定要遵照《建筑結構荷載規范》《混凝土結構設計規范》《建筑抗震設計規范》等，規范、合理地進行高層建筑結構選型。由于地震作用對高層建筑的影響較大，而本次高層建筑又屬于A級高度建筑，在進行雙塔高層建筑結構選型時，需要明確場地的特征周期、地震影響系數、地震放大系數、基本風壓、地面粗糙級等方面的參數，并根據當地地質災害的評估結果，合理分析高層建筑。2.3.2計算軟件的應用。計算軟件采用PKPM-SATWE，它是專門為多、高層結構分析與設計而研制的空間組合結構有限元分析軟件。利用此計算軟件來分別分析框—筒結構體系和剪力墻結構體系中的相關數值，對比結構體系，從而優選適合的結構體系。對于SATWE計算軟件的應用，主要是：（1）設定整體參數。根據相關標準規范及雙塔高層建筑實際情況，對軟件初始參數和特殊構件進行合理設置；（2）確定整體結構的合理性。也就是明確6度區雙塔高層轉換層在轉換層層高情況下結構穩定、安全情況下的位移情況、剛度情況、剛重情況、剪重情況等，將其設定為指標，分別對兩種結構體系的高層建筑轉換層層高情況下各個因素的變化情況進行分析。

3結語

綜合以上計算軟件計算結果可以確定，結構體系對建筑使用功能的影響較大。從結構受力的角度來看，框—筒結構體系的受力越大與核心筒的大小相關；剪力墻結構體系的受力與剪力墻的強度有關。所以，綜合考慮6度區雙塔高層建筑的各個方面及轉換層在轉換層層高情況下更好地滿足建筑功能的使用要求，選用剪力墻框架結構體系是非常適合的。

參考文獻

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第8篇：高層建筑的受力特點范文

【關鍵詞】高層建筑；結構轉換層；施工技術

【中圖分類號】TU974【文獻標識碼】A【文章編號】1002-8544（2015）09-0123-01

為了適應當前的建筑事業發展以及多功能化的要求，高層建筑往往通過利用結構轉換層施工技術實現轉換處理。結構轉換層在整個結構中起著紐帶作用，轉換層造價低廉、受力明晰等優良特點，在當前高層建筑施工中廣泛應用，是實現高層建筑垂直轉換的常見形式。因此有效的使用結構轉換層技術，直接關系到高層建筑的整體質量。

一、高層建筑結構轉換層的功能分析

在當代建筑工程中，為了滿足人們日益提高的要求，建設單位通常將建筑設計為商住兩用型高層建筑，即較高層處設置居住區，較低層處設置商用區，不同樓層的不同用途也導致了其建筑施工的工藝差異，如：較低層處的商用區需要有開敞的空間、較高的頂棚以及開闊的視野等；較高層處的居住區則相反，具備溫馨舒適等特點。為了實現建筑施工的安全性以及合理性，建設單位通常會在居住區以及商用區中間設置結構轉換層，從而使得各樓層各盡其用，而且不對安全性以及美觀性造成影響。結構轉換層是將不同形式的建筑物紐帶部位合理的進行聯結，不僅將下層商用區完成了封頂施工，同時還作為上部居住區的地基工程。在施工過程中，結構轉換層的施工難度很高，需要對大體積混凝土有非常高的技術要求，結構轉換層在高層建筑中起著重要的紐帶作用，是當前高層建筑垂直轉換的常見技術。

二、高層建筑結構轉換層的施工特點

1.結構尺寸大在高層建筑結構轉換層體系中，利用界面內力改變內力，且內力結構的分布較為復雜。為確保水平剪力從上部結構傳遞給下部結構，要求轉換層樓面水平剛度務必達到一定的標準，通常情況下控制樓板厚度大于16cm，因此，轉換層的結構尺寸較大且具備較重的樓面荷載。2.分層澆筑，利用先澆部分構件承載由于高層建筑的轉換層水平構件高跨比較大，因此必須注意截面彎曲過程中水平纖維的相對錯動，一旦不適用平界面，依據厚板以及短深梁的受力特征，在施工過程中利用二次疊交法仔細分析疊合構件，并且分析分層處水平剪力對構件的影響，保證一次疊澆構件的實際承載能力。3.結合下部結構，靈活布置支撐系統為了盡可能的降低結構抗震的影響，避免發生轉換層的剪力突變與剛度突變，在進行支撐系統的設計時，要結合下部結構靈活布置。4.通過下部豎向構件卸荷通過利用預應力技術以及鋼骨混凝土技術，從而減輕轉換層自重，并對其整體的抗震性能加以改善。模板支撐設計過程中，利用成型的預應力以及水平鋼骨改善其受力性能，此方法通常使用于上部結構和轉換層均沒有形成整體時。

三、高層建筑結構轉換層施工技術分析

1.模板施工轉換梁側模板的材料通常使用組合鋼模板，亦可采用17mm厚的覆膜膠合板。進行混凝土澆筑時，受到側壓力作用將會導致模板發生變形，進而導致脹模現象發生，對整體施工的質量造成影響。一般情況下通過設置拉螺桿于轉換梁內的設計從而實現對該問題的解決，與此同時，采取鋼管作為側模背扛的鎖固工作，目前常見的背扛間距在500mm左右。最后需要注意一點，即轉換層混凝土強度只有在全部滿足后，方可進行底模的拆除工作。2.鋼筋施工鋼筋施工過程中，通常具備密集性強、主盤較長、鋼筋含量大等特點，在梁柱的節點部位尤為突出，鋼筋的密集程度達到新的高度。在施工過程中，鋼筋結構的捆綁工作難度極大，因此必須采取科學合理的措施改善捆綁施工問題，從而提高鋼筋結構的工程質量與工程便利性。目前常見的措施主要包括以下幾方面：（1）在轉換梁的兩側位置，合理的布置腳手架，并且利用腳手架的支撐力，從而確保鋼筋結構的臨時支撐點；其次，通過鋼管結構實現整個結構上層部分鋼筋的支撐工作，待全部鋼筋焊接工作完成后，且鋼筋達到相對穩固的情況下，方可進行撤離腳手架的工作。（2）進行焊接過程中，要求相關焊接人員必須具備一定的專業素質，并且持證上崗，嚴格控制其資質，避免在焊接時因焊接人員的技術不合格而導致的安全隱患與工程質量問題的出現。進行主鋼盤接頭部分的焊接過程中，需要采取閃光對焊的方法與錐螺紋接頭連接等方法，控制好接頭位置。焊接過程中的任何操作流程務必按照有關規范合理進行。（3）留設錨固長度務必科學合理，其中，包括轉換層的樓板鋼筋部位、腰筋部位以及上下部位。3.混凝土施工進行轉換層結構施工時，不可避免的面對大量的混凝土，特別是結構關鍵部位的大梁部位，極其需要進行大面積灌注混凝土。為確保灌注混凝土后的穩定性以及整體性，避免混凝土發生大面積裂縫，因此，在混凝土灌注過程中，必須嚴格控制內外溫差，控制好灌注后混凝土的保養工作。根據相關規定，混凝土的內外溫差不得高于25℃，與此同時，混凝土材料的選擇也會決定混凝土整體質量的程度。所以在進行混凝土材料的選擇過程中，必須嚴格控制材料的質量，從而確保工程質量萬無一失。

四、施工注意事項

1.進行截面尺寸較大的轉換結構施工過程中，需要采用大體積混凝土組織予以配合，進行轉換結構界面的撓度以及承載力的計算過程中，必須要對大體積混凝土的水化熱、混凝土收縮、混凝土徐變等問題進行考慮，避免發生不必要的質量問題。2.由于轉換結構的施工荷載以及其自重很大，因此要采取模板支撐設計，從而確保其支撐系統能夠具備一定的穩定性以及強度。進行搭設支撐過程中，要求其上下層支撐均處于同一個位置，從而確保荷載的合理傳遞。3.因為轉換層結構承托豎向荷載較大以及預應力鋼筋較高用量，通常采取相關措施避免張拉階段預拉區反拱或者開裂過大。通常情況下選擇分階段張拉技術以及擇期張拉技術，即在轉換層上部結構完成數層后，通過采取分階段張拉技術以及擇期張拉技術對預應力鋼筋的各個荷載階段予以平衡，選擇擇期張拉預應力技術的時候，必須控制好轉換層結構的下部支撐。4.設置模板后，其轉換層結構施工過程中的使用階段以及受力狀態也不盡相同，需要對下部樓層的樓板以上轉換梁進行承載力驗算。進行結構設計過程中，需要對轉換結構的施工支模方案進行綜合考慮，并且合理的建立力學分析模式，確保施工和設計的有機統一。

五、總結

綜上所述，高層建筑中結構轉換層技術，將會合理的利用高層建筑的空間，并且解決了一系列技術難題，值得在高層建筑中推廣應用。

參考文獻

第9篇：高層建筑的受力特點范文

1.1平面設計中的結構構想

1）受力特征與平面形式。高層建筑因其特有的受力特征，從結構意義分析其對平面形式的影響就具有重要意義。高層建筑在水平荷載作用下，結構產生側移，其中整體彎曲變形占主導地位，結構整體彎曲變形所引起的側移，與結構體系抵抗傾覆力矩的有效寬度的三次方成反比例關系，以建造寬度很小的建筑物是不適宜的。因此，在平面上加大建筑的有效寬度，就能在很大程度上減少結構的相對側移.所以，從結構受力角度來講，高層建筑的平面形式最好是簡單、規整的。圓柱形建筑由于它垂直于風向的表面積最小，其風荷載比方柱形建筑可減少20%～40%。平面形式為圓形、橢圓形、正方形、修正三角形、正多邊形等形式的高層建筑，建筑沿縱橫兩個方向的寬度均較大，有較好的抗側剛度，受風面積也較小，是理想的高層建筑平面類型。

2）結構平面布置的合理性。結構中的傳力構件在平面中布置，應不影響建筑使用功能的基礎上，盡量滿足從力學角度所提出的要求。從力學角度出發，高層建筑的抗側力結構應均勻布置，避免由于抗側力結構分布不均而導致水平荷載作用中心偏離抗側力結構剛度中心而產生扭矩，使抗側結構處于非常復雜受力狀態。

3）結構形式與特點。高層建筑對內部空間的要求，因其使用性質和功能不同，建筑平面布置也就隨之變化。小空間平面布置方案僅適用于住宅及旅館；辦公室要求大小空間兼有；餐廳、商場、展覽廳等，則要求有能靈活分隔的大空間；舞廳，宴會廳和報告廳等，又要求內部無柱大空間。各種結構體系所能提供內部空間是不同的，它反映在建筑中也各具特色。隨著結構技術的發展，一些較新穎結構體系的運用，為建筑師創造豐富多彩的建筑形體，提供使用上具有更大靈活性的平面空間，滿足各種使用功能要求創造了有利的條件。如巨型結構、懸挑結構、懸掛結構等既屬此類。

1.2剖面設計中的結構構想

剖面構思與建筑形式是緊密相連的，而高層建筑的形式與結構體系又是相互制約的，建筑形式的藝術性必須與結構體系的合理性統一協調，才能充分發揮結構的有效性。因此，不僅要很好地考慮和解決結構與建筑功能方面的要求，還必須運用邏輯思維與形象思維，充分利用結構中符合力學規律和原理的形式來構成不同的空間輪廓與空間韻律。

1）傳力體系豎向設計。建筑的空間形態是由結構傳力體系支撐的。傳力體系的剖面形式，直接反映結構沿豎直方向傳遞荷載的路徑，也關系到建筑物的使用性能。從高層建筑的受力合理性講，應注意控制建筑的高寬比；由于使用上的要求造成剛度變化特別大，或結構布置發生變化時，則必須設置結構轉換層；高層建筑必須有相應的錨固深度，此錨固深度可結合布置設備用房和地下停車庫的需要，作為一層或多層地下空間，這對降低高層建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗傾覆能力。

2）創造優良體型。高層建筑由于受水平荷載的影響較大，所以建筑形體應力求簡潔、均衡、穩定，并具有極佳力學效益而不易屈服于側向力的優良體型。上下如一型：板式高層建筑其形狀多為一字形平面，因其面積利用系數高、造型簡潔、樸素大方、結構簡易、施工方便、造價也較經濟，廣泛用于辦公樓、旅館與住宅。

3）合理設置結構轉換層。現代高層建筑向著多功能、綜合用途發展。在同一幢建筑中，可能上部樓層布置住宅、旅館、中部樓層作辦公用房，下部樓層往往是商場、餐飲、文化娛樂設施。不同功能用途的樓層對結構形式提出了不同的要求。上部需要的是多墻體的小開間；中部則需小的和中等大小的空間；而下部則要求是盡可能大的、能自由靈活分隔的大空間，柱網要大，墻要盡可能少。

4）增設加強層。層數很多、高度很大的建筑，如果靠增大截面尺寸或增設抗側力構件，必然影響到建筑的使用，這時就可考慮在一定高度位置設置加強層。當未設置加強層時，作為一般高層結構體系，其位移類似于懸臂梁，隨高度增加而迅速增大，外荷載產生的傾覆力矩大部分由中央核心剪力墻或筒體承受。在高層建筑中，加強層的設計，可結合設備層一起考慮。由于設備層對采光要求較低，可以不開或少開窗，并可在不妨礙設備布置的前提下增設內部支撐，或沿其周邊局部加固，因此設備層可以成為剛度很大的加強層。

2結語