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高层建筑梁_板式转换层结构设计方法研究.txt
科技创新导报2008 NO.31
Science and Technology Innovation Herald 建筑 科 学

高层建筑梁、板式转换层结构设计方法研究

莫雪辉
(深圳市宝安建筑设计院 广东深圳 518101)

摘 要:本文以高层建筑梁、板式转换层结构设计为研究对象,论文首先简要介绍了转换层结构的应用和功能,而后分析了转换层结构
的几种主要形式,最后笔者在参考大量相关文献的基础上,从自己的工作经验出发,详细探讨了转换层结构的国内外工程应用现状。
关键词:高层建筑 梁 板式结构 结构设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2008)11(a)-0044-01

1转换层结构的应用 开较多,用转换梁结构难以直接承托时,要采用 国建筑科学研究院结构所进行了一栋12层底
:
1.1转换层结构的应用 厚板式转换结构。 部大空间上层为鱼骨式剪力墙模型(16)的拟
随着高层建筑的发展,建筑物的功能不再 2.3箱形转换结构 动力实验研究。例外,清华大学也进行了两个
:
单一,如公寓、旅馆、办公楼等均在建筑物 当转换层上、下板厚较大,与中间的托 l24混凝土模型的振动台实验研究,这些实验
下部设置商店、银行、公共大厅、会议中 梁一起共同工作时,形成箱形转换结构。 为底部大空间剪力墙结构的整体刚度以及楼层
心、停车场等需要较大跨度的公共空间。 2.4桁架式转换结构 相对刚度的选择和控制提供了理论上和实验上
特别是在一些多用途建筑物中,公寓、 当底部大空间楼层柱距较大时,转换梁高 的技术依据。
办公、旅馆房间、公共娱乐设施、公共商 度常达到楼层的整个高度,而又不能开洞,因而 3.3转换层结构设计方法存在的问题
业设施等交错其中。 该层无法利用,采用桁架式转换结构可以解决 目前在多、高层建筑中,开发商多要求
上部的公寓、旅馆等要求用开间小,轴线 这一问题。 建筑物具有完备的建筑功能,建筑师在建筑设
布置较多的墙体以满
足其需要；下部的商店、 计中也往往首先想到采用结构转换层来完成
银行、公共大厅、会议中心、停车场等公共商 3转换层结构的研究现状及工程应用现状 上、下层建筑物功能的转换。但一些结构设
业设施、公共娱乐设施等要求尽可能

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大的自由 3.1国内外转换层结构的工程应用现状 计人员在实际进行转换层设计时显得无从下
空间,且墙体尽可能地少。建筑物功能的改变 国外一些经济发达国家的高层建筑已有较 手,没有可操作、可遵循的设计思路、设计
要求建筑结构形式的改变。而上、下结构形式 长的发展历史,高层建筑的数量也较多,高层建 原则来进行结构设计。造成这种现象的主要
的变化,就需要一个转换结构,以完成上部结构 筑中部分采用钢筋混凝土结构。对于一些建筑 原因是当前转换层设计没有相关的可遵循的设
力传递至下部结构的要求。 物功能复杂、建筑结构形式变化较多的建筑, 计准则,使设计人员难以进行结构选型、截
1.2转换层结构的功能 在一些结构层也设置转换结构。 面确定、计算模型确定、计算方法确定,计
从结构角度看,转换层结构的功能主要有: 我国的高层建筑发展迅猛,转换结构在高 算结果应用以及配筋方法的实施等一系列结构
(1)上、下层结构形式的转换 层建筑中,特别是框支剪力墙结构中的应用越 设计步骤。这种现状与我国当前高层建筑的
这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架－ 来越广。转换结构中多采用梁式转换结构,厚 迅猛发展是不相适应的。
剪力墙结构,将上部的剪力墙转换为下部的框 板式转换结构常用一些功能复杂,上、下结构 转换结构层具有与一般结构层相比结构重
架。深圳市彩福大厦,37层(含3层地下室), 特别复杂的高层建筑中,箱形转换结构在铁路 量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受
地上1～4层和裙房为商场,采用框架结构(含 工程中应用较多,一些高层建筑也选用析架式 力复杂等特点。这样的尺寸和重量意味着转
核心筒),6～34层为住宅,采用剪力墙结构,第 转换结构。 换结构组成了建筑物的主要构件。它们设计
5层为梁式转换层,转换梁高达2.4m。 当上部剪力墙布置复杂,上、下轴线错开 的是否合理、安全、经济对整个结构的安全
(2)上、下层结构轴网的转换 较多,用转换梁结构难以直接承托时,要采用厚 性、结构造价、施工费用等有着重要影响。
转换层上下结构形式没有改变,但通过转 板式转换结构。板式转
换结构具有上部墙体及 现有的转换层设计方法,主要是针对形式简
换层使下层柱的柱距扩大,形成大柱网,这种形 下部柱网可以灵活布置,不受结构轴网限制等 单、受力相对简单的转换梁,对于受力复杂
式常用于外框筒的下层以形成较大的入口,香 特点,但同时它也有结构构件超大、自重大、结

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的转换梁还没有深入研究。即便是对于形式
港新鸿基中心,51层,筒中筒结构,高214m。 构层刚度大等结构上的不利特点,以及材料消 简单的转换梁,其受力性能也没有完全清楚,而
该建筑第5层为转换层,1-4层为商业用房,5 耗大、工程造价较多等特点。 往往是互相混淆,设计概念不明确,设计原则不
层以上为办公楼,为了在底层布置大的出入日, 3.2国内外转换层结构的研究现状 准确。对于转换梁的配筋方法也限于用普通
采用2.0m×5.5m的预应力大梁进行结构轴 20世纪五六十年代,苏联、东欧一些学 梁的配筋方法加以套用,造成转换梁截面超
网转换,将底层柱距扩大为12.6m和16.8m。 者提出了柔性底层房屋的方案,即上层全部为 大、配筋偏多、配筋构造无法实现、施工
(3)下、下层结构形式和结构轴网同时转 剪力墙,下层全部为框架的结构体系,首先通过 困难等现象。而对于厚板式转换层的研究还
换 设置转换层取得底层大空间,并认为柔性底层 相对较少,其设计方法还是空缺,还没有一个统
上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为下 有利于隔震,可以提高整座建筑物的抗震能力。 一、合理的设计方法指导工程设计人员进行
部框架结构的同时,下部柱网轴线与上部剪力 但实践表明柔性底层房屋并不具有人们所期望 设计。
墙的轴线错开,形成下、下结构不对齐的布 的隔震、抗震能力,相反底层框架柱由于不能
置。深圳云景大厦毛体建筑地下1层,地上34 承受过大的变形而成为首先破坏的部位,造成 参考文献
层,结构形式采用框支剪力墙结构。其中,层 房屋的整体倒塌。因此,我国1980年颁布的 [1]廖鸿雁.高层建筑框支开洞剪力墙结构转换
以上为轴线布置复杂的剪力墙结构,4层以下 《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定》 大梁的实验研究.华南理工大学硕士学位
为大空间,柱网轴线简单。由于结构形式和 (TZ102-79)中,明确规定抗震设计的高层建筑 论文,1995.
上、下轴网变化较大,在4层设置2.2m厚的 中不得采用底层全部为柱子的剪力墙结构。 [2]李艳娜.高层建筑中梁式转换层转换大梁的
厚板式转换层。 我国在20世纪70年代初的分析和实验研 受力性能研究.北方交通大学硕士学位论
究的基础下,提出了部分剪力墙落地的结构
设 文,1998.
2转换层结构的几种主要形式 计概念。1975年,首先在上海建成了天目路12
2.1梁式转换结构 层住宅,并进行了现场应力实测、光弹性实验、
梁式转换结构是转换结构中最常见的一种 钢筋混凝

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上模型实验及框支剪力墙有限元分析
转换结构形式。 研究。1981-1983年,进行了12层住宅模型
:
2.2厚板式转换结构 (16)的输入地震波拟动力实验,在大连建成了
当上部剪力墙布置复杂,上、下轴线错 7度设防的友好广场住宅。1984-1986年,中

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