最新【精品】范文参考文献专业论文高层建筑梁式转换结构的优化设计与改进措施的研究与分析高层建筑梁式转换结构的优化设计与改进措施的研究与分析摘要：近年来，建筑业的蓬勃发展，建筑物的、功能及结构类型日趋多样化和复杂化，对结构设计方案、质量等方面的要求也越来越严格。转换层结构因其特有的优点在高层建筑领域占有重要的地位。本文结合实际工程实例，提出了建筑梁式转换结构的最优设计方案与改进措施，在满足建筑结构功能需求的同时，也极大的降低了工程建设成本，可为同类型的施工及研究提供重要的借鉴意义。关键词：高层建筑；梁式转换结构；最优设计；改进措施中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：0前言随着我国人民生活水平提高，建筑事业的呈现出高速发展态势，建筑结构和功能日益复杂，平面布置和立体构造复杂度也逐渐增加。当建筑物某楼层的上、下部因平面使用功能不同，而需采用不同建筑结构，，这就需要在上下层之间设置转换层来满足建筑设计与功能的需要。目前，转换层结构应用广泛，形式也呈多样化[1~2]。其中，以梁式转换层结构应用最为广泛。本文就结合工程实例，探讨梁式转换层结构的最佳设计方案及一些改进方法。1工程概况某高层建筑由2塔楼和裙楼构成，地下1层，地上12层。1－3层作商业房，4层为文化娱乐场所，转换层设在第4层，层高5.7m；5层为空中花园，。由地质勘查资料得知，现场地质结构稳定，为抗震有利区，本工程6度设防，设计风压值0.70kN/m2。2结构方案及布置2.1结构设计难点分析由于同一层的户型差异较大，为了最大限度地增加有效建筑面积，本建筑工程采用短肢剪力墙结构。底部4层采用框支剪力墙结构体系。由于该类结构缺失抗震功能，故在总体设计过程中必须控制转换频率，简化传力途径。另外，在施工中还需要解决的问题有：一是为确保建筑结构在竖向方向的刚度保持均匀，需要最大限度地设置上下贯通构件。二是需对裙楼柱网进行科学设置，确保凌空剪力墙可架在转换层托梁之上。2.2抗震等级的确定本建筑以第4层转换层为界，以上为短肢剪力墙结构，以下为框肢剪力墙结构，所以其抗震等级也需要针对不同部位的结构而单独设计。由于工程区抗震烈度为6度，且转换层属于高位转换，根据相关规定，将框支框架及剪力墙底部加强部位的等级设定为二级，而非剪力墙底部加强部位的等级设为四级。2.3结构竖向布置一般而言，高层建筑侧向刚度从上到下，均匀递增，差异性较明显，但设有转换层结构尤其是高位转换结构的高层建筑并非如此。此类建筑的转换层侧向刚度上下基本一致，比例宜接近于1.0[3]。设计中要注意加强下部结构，消弱上部结构，但要防止建筑出现薄弱环节，还还需要从以下几个方面的做好加强工作：（1）对于具备落地条件的剪力墙，就好尽量使其落地，甚至可考虑于建筑底端增设一些剪力墙，加大底部支撑力度。（2）适当加强底部结构，弱化上部结构，以转换层为界，下部设置厚350mm的剪力墙，上部设置厚200mm的短肢剪力墙。（3）在满足轴压比的基础上调整框支柱大小及短肢剪力墙长度。通过以上措施，本设计采用楼层刚度算法－剪弯刚度算法，X方向等效刚度比=0.9965，Y方向等效刚度比=1.0637，能有效控制上、下侧向刚度比。2.4结构平面布局因本工程带有转换层，结构布置不对称，经过反复地核算，将质量中心和刚度中心偏差控制在1m之内，效果较好。除了中央核心筒，其他的剪力墙布置都达到分散、均匀的设计要求。为了提高建筑的抗扭能力，就应加大周边刚度，削弱中央核心筒刚度，并在不影响建筑功能的条件下,将建筑物边长短肢剪力墙调整为剪力墙。通过分析计算可得，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值在0.9以内，可以同时满足抗扭能力及平面布置的需要。3结构的计算与分析利用SATWE软件采用三维壳元有限元模型进行结构的计算和分析，主要处理的数据为扭转耦联时的振动周期、转角、平动系数及扭转系数，具体结果见表1、2所示：表1SATWE软件1塔计算结果表2SATWE软件2塔计算结果由以上计算结果可以看出其相关数值在都处于规范设定的范围之内，这显示建筑结构布置较为合理。此外，要针对受力较为复杂如转换梁部位分析其应力情况，并相应地做好配筋设计校核。4转换结构设计与改进4.1框支柱框支柱截面尺寸的设计主要是采用控制轴压比来满足其剪压比的方案。本工程设置一级抗震的框支柱，轴压比≤0.6，对于一些截面偏大的短柱，轴压比≤0.55。为充分保证建筑安全性，将柱端剪力和弯矩都乘上适当的扩大系数，每层框支柱承受剪力大小取的基底剪力值的30%。另外，配箍率对柱截面延性也有重要的影响，一般应控制在1.5%以上；箍筋要确保在Φ10@100以上，采用全长加密。此外，为确保转换层具有良好的衔接能力，框支柱上部墙体范