高层建筑的受力特点范文

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关键词：高层建筑；梁式转换层；结构理论；应用

中图分类号：TU973.1文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）52-0085-02

引言

随着我国城市发展的步伐不断的推进，在城市建设发展中高层建筑已经成为城市发展的一道亮丽的风景线，在楼层的数量方面较多，结构也与地层相比也比较复杂。在高层建筑中的梁式转换层在建筑中主要发挥承上启下的效果，需要对其进行进一步的合理分配来保证竖向的载荷及应力分配均匀，以此来保证结构在受力方面的平稳性。通过一系列有效的手段及技术，能够更好的提高梁式转换层的有效性。一般情况来说，在不同的位置是需要承担不同的功能。例如说，底层为大部分都为车库、零售、娱乐、餐饮等等，中层的建筑大部分都为办公区、商业区，高层则多半都为住宅。基于各项位置及功能的不同，在建筑的结构中也就不同，需要高层建筑满足一系列的强度。由于转换层在结构上分类较多，本文中我们将进一步对梁式转换层结构做出进一步的阐述和研究。

1高层建筑的特点及梁式转换层结构的概述

1.1高层建筑的特点

高层建筑在结构上通常都尤为复杂。高层建筑梁式转换层在结构设计上不仅仅要对高层建筑的承受力水平及载荷做出有效的保障，还需要对高层建筑所能承受的垂直方向载荷做出保证。在对高层建筑的梁式转换层结构进行设计的过程中，大部分的因素都会对高层建筑梁式转换层设计的水平做出影响。随着国内经济的发展，国内城市发展中高层的建筑越来越多，人们对于居住环境的舒适度在追求层面也越来越高，由此，高层建筑的梁式转换层结构设计方面也变得尤为的关键。高层建筑最具显著性的特点就是在楼层的数量上较多，高度比较高，这些特点全部都给高层建筑的梁式转换层结构在设计过程中带来了比较大的难度，高层建筑的梁式转换层结构在设计上，将承载控制到合理的范畴中显得尤为的关键和重要。高层建筑梁式转换层结构设计的关键就是对其抗压力来进行设计的。

1.2梁式转换层结构的必要性

高层建筑梁式转换层的相关技术领域研发具有非常重要的作用和意义，其最大的挑战，就是通过建筑自身在承受的角度上做出分析，大部分建筑通常都是在下部的结构上较为密集，以此来保证建筑的稳定性。上部结构基本都是保持相应的密集度，以此来实现建筑上稀疏下密集的稳定结构。建筑的功能在多元性以及综合性层面在现如今的建筑领域中已经变得尤为的关键和重要，高层建筑的底部以及中部通常都是使用较为稀疏的商业构造模式来实现的。上部多半都是采用相对比较密集的建筑构造形式。与建筑自身在受力的稳定性上出现了矛盾性。高层梁式转换层结构在应用上，完全可以有效的来解决存在的矛盾。

2高层建筑梁式转换层结构设计理论

2.1高层建筑梁式转换层结构设计的基本特征

高层建筑梁式转换层在建筑领域始终都是发挥着承上启下的效果，它是需要进一步对建筑的上部结构及竖向载荷做出合理的分配，以此减少结构所产生巨大突变以及应力的集中，以此来实现结构的连续性以及在受力上的平稳性。通过采用一些有效的特殊技术及方式，比如说，在梁式转换层中布置相应的设备及管道，这些设备是完全能够适用和满足于高层建筑在供水以及供暖上的需求。在国内大部分的高层建筑都是采用了上部梁式，下部框架的结构模式，通过对构件进行转换，来完成载荷的转移，防范由于内力过多而产生的集中情况。

2.2高层梁式转换层在构造上的特点

在建筑工程领域之中，对于转换层的应用十分的广泛，在构造的形式上更是趋于多样化。梁式转换层最为关键的特点就是，尺寸比较大，用途上更是尤为的广泛，结构通俗易懂，施工及操作简单，能够很大程度和意义上节约成本及造价，在性能上更是尤为的牢固，工程计算方便等等诸多特点。例如梁式转换层结构以下部的转换大梁为主，框支梁承载上部剪力墙，框支柱支撑框支梁，被称为梁式框支剪力墙结构。以墙-梁-柱（墙）为传力途径，明确、直接的传力作用，便于方便工程计算、分析以及设计，在施工也较为简单。实际过程中，可以根据转换梁的受力特点、工作形式和应用方式等将转换梁划分以下几种不同的结构形式。如果在设计过程中出现设计不足的情况，那么会对抗震产生非常不利的影响，梁过于高还会对空间的使用效果造成不好的影响。

2.3高层建筑梁式转换层的受力特点

高层建筑梁式转换层最为关键性的功能就是在传力方面，它能够将上部密集的小空间上的竖向载荷传输给趋于下部稀疏较大的空间上去。因为转换层高层建筑自身在结构上的特点，载荷在竖向传递过程中通常都不连贯和直接，这会导致在侧向刚度上发生一定的突变情况，转换层在应力上的集中，会导致结构在受力上尤为的复杂。如果发生一定的地震灾害，因为下部结构相对比较薄弱，将会出现坍塌或者是变形的情况，给建筑的安全性带来一定的威胁和隐患。对于转换层在结构上的设计。第一，需要考虑的问题是关于受力的问题，最大的限度上来解决传力不连贯而造成的受力集中以及突变等等问题，避免建筑结构遭到破坏，带来生命财产的威胁及损害。

3高层建筑梁式转换层结构设计上的应用

3.1高层建筑梁式转换层结构的应用

关于高层建筑的开发最为的研发国家为美国，它更是作为了高层建筑的起源地。现如今，高层建筑已经遍及实际的每一个角落。通过对国内建筑相关信息的统计得知，截止到2014年年末，国内的高层建筑已经达到上百栋之多。我国是从70年代开始才采用梁式建筑的方式，并且其发展速度更是非常惊人，一直到了90年代，梁式转换层的结构才被广泛的被应用。

3.2高层建筑梁式转换层结构应用的概括

在一些相对比较发达的国家中，早在20世纪中期，就有大量的建筑工程师开始设计比较高大的建筑，建筑结构更是通过采用了上部剪力墙的形式，下部分通过采用框架结构混合的方式。此项结构上主要是采用上刚下柔的原理，结构上相对比较稳定。在经过十几年的发展以后，历经了几次比较大的地质灾害过后，建筑工程师们慢慢的发现，此项结构其实并不牢稳，在应对地质灾害的情况下造成了更为严重的坍塌情况。由于，设计师及工程师们几经研究，则研发出了转换层结构。在国内，20世纪80年代初期开始广泛的对大空间的建筑进行研究，在上海以及大连等地更是开始建设了首批的梁式大型的建筑，随着梁式转换层结构的设计技术的不断完善及创新，国内的高校也开始大批量的通过高层建筑来进行实验，在随后的高层建筑上梁式转换层结构得到了证实，开始不断的被广泛的应用。国内的学者们更是对其做了大批量的研究，这些都促进了高层建筑梁式转换层的发展及应用。

4总结

综上所述，在高层建筑的梁式转换层的上密下疏的建筑原理上为建筑在受力方面起到了承上启下的作用和效果，科学合理的对上部机构的竖向载荷做出有效的分配，避免结构突变及应力的集中，以此来进一步的实现结构的连续性以及在受力上的平稳性。

参考文献

[1]邱龙斌.关于高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].河南建材，2014（06）.

[2]杨永康.浅谈高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[J].中华民居（下旬刊），2014（10）.

[3]付全.分析高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[J].建筑设计管理，2014（08）.

[4]张娟娟，邴作庆.谈高层建筑梁式转换层结构设计[J].科技创业家，2013（17）.

[5]覃文胜.高层建筑梁式转换层结构设计探讨[J].中国高新技术企业，2010（28）.

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关键词：桁架转换层；高层建筑；抗震；设计原则

引言：随着社会的不断进步，人们对建筑物安全的要求越来越高，尤其是多高层建筑物的安全已日益受到人们的重视。转换层是多高层建筑物承力的关键部位，是保障多高层建筑物安全的关键所在。由于桁架转换层具有较高的抗裂性与承载力，使其在多高层建筑物的施工中得到广泛应用。

一、桁架转换层概述

桁架转换层是由常用的梁式转换层发展而来的。桁架转换层根据其结构不同可分为斜杆桁架转换层、空腹桁架转换层、混合桁架转换层。当来自建筑物上方的荷载较大时，单层的桁架转换无法满足承重的需求。在多高层建筑中，多采用双层或多层桁架转换层结构，也就是叠层桁架。

在托柱形式的梁式转换层中，当很大跨度的转换梁承托较多的层数，由转换梁承托上部框架传递下来的竖向荷载很大而致使截面很大时，可采用桁架转换层，能较好地布置大型管道等设备，并充分利用建筑空间。换桁架主要承受竖向荷载，在满足建筑功能的前提下，通过增大中间节间的跨度或减小端节间的跨度来增大中间弦杆的内力，减小端节间的内力，使弦杆内力分布均匀。

二、桁架转换层结构的受力分析

转换桁架主要用于承受竖向荷载，转换桁架的受力特征主要表现为竖向荷载作用下的受力规律。转换桁架的工作机制可视为由多根截面较大的弦杆（梁）共同承担上部荷载的工作机制，各腹杆改变了竖向荷载的传力方向和位置，起卸载作用。根据桁架腹杆的分布情况的不同，高层建筑转换桁架的结构形式主要有：空腹桁架、斜杆桁架、交叉桁架：但由于转换桁架承受的竖向荷载往往是相当大的，有时上部较高的荷载，单层的转换桁架在计算上无法满足结构要求，此时就必须设置双层或多层的转换桁架结构，即叠层桁架转换体系，当然还包括由于建筑立面美观或结构简化受力的目的而采用的无竖腹杆的交叉斜杆桁架；以及由于桁架受力较大，为更好的保证桁架端部与柱的锚固及减小桁架端部柱的内力，实际工程中往往将桁架体系伸过所要转换跨的下一跨。

三、桁架转换层在高层建筑结构抗震设计原则

1、整体结构按“强转换层及其下部、弱转换层上部”设计。带桁架转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。

2、桁架转换层按“强斜腹杆、强节点”设计。将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元，上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作或三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算，还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。

3、桁架转换层上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”设计。桁架转换层上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性铰在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。

四、桁架转换层在高层建筑结构抗震构造要求

1、转换钢桁架的下弦钢骨混凝土部分后浇使型钢钢骨预先受力。由于桁架下弦为主要受轴向拉力作用的构件，在计算中我们主要以型钢构件输入进行计算，而在实际的设计中为了使下弦杆与周边的梁与板更好的连接，设计人员将下弦枰设计成为以型钢为钢骨的钢骨混凝土。在轴向拉力的作用下，由于钢的极限拉应变远大于混凝土的极限拉应变（钢筋的极限拉应变将达001），为了使型钢钢骨预先受力、混凝土内的裂缝开展较小，设计时采取了下弦杆混凝土后浇的做法。这样，当上部较大荷载作用至转换桁架时，下弦的型钢受到较大的拉力，产生了相当的拉应变，然后在浇筑混凝土时，型钢内增加的拉应力相对有限，大大的减缓了混凝土内裂缝的开展。

2、换桁架的弦杆相邻位置设置边梁使其受力更为合理。如果在布置转换桁架弦杆的二、三、四层的弦杆相邻位置设置一根边梁，保证与桁架相邻的楼面的荷载通过与桁架节点相连的横梁以集中力的形式传递至桁架的节点上，这样可以使转换桁架的弦杆受力特点更与普通的桁架一致，即弦杆的受力形态以轴力为主，尽量减少弦杆受到弯矩作用，特别是平面外弯矩的作用，使转换桁架的受力更为合理。

3、《高层混凝土结构技术规程》规定转换层结构的楼板厚度不宜小于180mm。并配置双层钢筋，而在前面的分析中我们已经知道，当弦杆考虑板的作用时，对转换桁架的受力更为有利。这一方面可以使设计人员在建筑的限定梁高的情况下充分加大弦杆的刚度：另一方面作为转换桁架弦杆平面外稳定最有力的支撑和保障构件，加厚楼板后可以更好的保证桁架弦杆的平面外的稳定。另外，结构的水平力传递主要依靠楼板和转换构件，因此楼板和转换构件都要承受较大的剪力，并且有一个交互和传递的过程，如果转换桁架的弦杆仅有一侧的楼板可以相连，可以加厚与之相连楼板的板厚，这样更好的保证转换桁架上的水平力向转换层楼层平面内转移，使转换层的整体受力更加均匀。

4、高层结构的抗震分析。方法除特殊规定外，建筑结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析，此时，可假定结构与构件处于弹性工作状态，内力和变形分析可采用线性静力方法或线性动力方法。规则且具有明显薄弱部位可能导致地震时严重破坏的建筑结构，应按规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。此时，可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法。模态分析用于确定设计结构的振动特性，即结构的固有频率与振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也是后面要进行的谱分析和动力时程分析的前期分析过程。非线性静力分析（pushover）法是一种简化的非线性地震反应评估方法。其基本原理是：在结构分析模型上施加按某种方式分布的荷载（如均匀荷载，倒三角荷载，一阶振型荷载等）模拟地震水平惯性力，并逐级按比例增大，直到结构达到预定的状态（位移超限或位移达到目标位移），然后评估结构的性能。

五、结束语

桁架转换层的出现，不仅使多高层建筑物的功能需求得到满足，同时还使建筑更加美观。在桁架转换层抗震的结构设计中，应对多高层建筑结构的整体进行分析与论证，设计出最佳的施工方案，同时不断总结施工经验，以保证建筑结构的合理、经济、安全。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家标准（GB50011-2001），建筑抗震设计规范.中国建筑工业出版社，2001.

[2] 中华人民共和国行业标准（JGJ3-2002），高层建筑混凝土结构技术规.中国建筑工业出版社2002.

[3] 廖红兵，带高位转换层的高层结构抗震设计及性能分析[d]，重庆大学，2006.

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[关键词]高层建筑；结构设计；特点

中图分类号：TU398.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0195-01

导言

高层建筑物在建筑过程中遇到的问题较普通建筑更为错综复杂。因此，我们必须依据建筑过程中出现的具体问题进行具体分析，依照需求制定策略。由于高层建筑物具有更高的建筑要求和更大的生产生活价值。所以，我们更要尽可能的确保建筑的质量，和建筑的科学性。

1 高层建筑结构的分析

1.1轴向变形不容忽视

对于高层建筑结构，由于层数多，高度大，轴力值很大，沿高度积累的轴向变形很显著，轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。对连续梁弯矩的影响：由于中柱和边柱的轴向压缩变形不同，往往会使连续梁中间支座处的负弯矩值及跨中正弯矩值和端支座负弯矩发生变化。对构件剪力和侧移的影响，在考虑竖向杆件轴向变形与不考虑竖杆件轴向变形相比较，各构件水平剪力和侧移都会产生很大的误差。由此可见，在进行高层建筑结构设计时，构件的轴向变形必须列入到设计考虑的范围中来。

1.2轴向变形不容忽视

建筑物中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响。

2 高层建筑结构特点

2.1抗震设计要求更高

在进行高层建筑结构设计的时候，有一项重要的设计就是抗震的设计。由于高层建筑结构的特点，本身高度就是非常的高。因此，在抗震设计方面比多层建筑抗震设计要求要更高。由于我国是出现地震比较多的国家，因而在进行建筑物设计的时候，都要对其进行抗震设计，尤其是本文所谈到的高层建筑，更是要注重对其进行抗震设计。在实际的高层建筑结构的抗震设计中，除了要充分的考虑竖向荷载以及风荷载等因素外，还必须使高层建筑的结构具有良好的抗震的性能，具体实现的目标应该做到小震不坏，（中震可修）大震不倒。

2.2尽量减轻高层建筑的自重

在高层建筑结构设计中，需要对其建筑物自身的自重应该做到尽量的减轻，在一定的程度上来讲，减轻高层建筑的自重比多层建筑减轻的意义要更高。之所以这么说主要是从地基的承载力以及桩基的承载力方面进行考虑的，如果高层建筑物与多层建筑物在同样的地基或者桩基的条件下，减轻建筑物的自重就意味着不会增加基础的造价及其相关的处理措施。并且能够增加层数。尤其是在软土土层具有非常明显的经济上的效益。

2.3轴向变形问题

高层建筑自身的一个特点就是比较高，因此，建筑自身的竖向荷载施加的作用力也比较高。进而常常会造成柱体内部轴向变形，甚至会影响到连续梁弯矩。另外，轴向变形还能够影响到整个高层建筑建筑预制构件下料的长度。在进行构件的预制的时候，应该根据轴向变形的情况，进行系统和全面的计算，并且将结果作为下料的依据，对下料的长度进行及时的调整。

3 高层建筑的结构体系设计

3.1框架结构体系

框架结构主要承重结构，由梁、柱。板、构成平面框架。对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。其优点：建筑平面布置灵活，可以依据自身的要求设计。其缺点：框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于巧层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。框架体系中，角柱的受力应该比别的柱差，为了防止角柱遭遇扭转变形或是弯压变形吗，柱截面不宜过小，同时还要加密箍筋，起到增加受压区混凝土约束的作用。注意事项：在框架结构体系中，一定要考虑高层建筑的底部柱，柱截面的大小要注意：在高层建筑中，应该尽量的三排柱结构设计方案；采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱；通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性。

3.2剪力墙结构体系

当建筑结构的框架体系强度和刚度不能满足设计要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，从而形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。当墙体受力主体全部由剪力构成的话，就会是剪力墙体机构，剪力墙结构体系是把建筑物墙体当作承受荷载的结构体系。剪力墙间距要满足最大横墙间距限制，6、7、8度设防区最大横墙间距分别为21m、18m、和1 5m。墙体同时作为维护及房间分隔构件。其优点：其刚度、强度都比较高，传力直接均匀，有一定的延性，整体性好，抗倒塌能力强，结构体系特征明显。现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。抗震性能力强，承受力好。其缺点：剪力结构墙间距设计方面不能太大，空间平面布局不太灵活，自重大，开洞宜小等。

3.3筒结构体系

以筒体为抗侧力构件的结构体系统都称为筒结构体系，它包含单筒，多筒，复合筒等，它是由由一个或者几个简体为主抵抗水平力。也有把简体结构分为实腹筒、框筒及析架筒的说法。其优点：筒体结构体系能使整个建筑犹如一个固定于基础上的封闭空心的筒式悬臂梁来抵抗水平力，其是以空间受力为主，具有较大的刚度、强度、整体性，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。其缺点延展性能有问题，并且全部此阿勇成本高，造价高。

3.4抗风结构优化设计

在基础设计上，要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度，同时还要设置抗拔锚杆，以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上，要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题，要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑，来为高层建筑进行加固设计。

3.5抗震结构优化设计

①提高结构设计的整体规则性，以此确保承载力体系分布的合理性。②改善地基的抗震设计，即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时，将上部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。③在剪力墙的设计方面，要提高高层建筑承重结构的抗侧力，以此来满足承载力的耗能与延续性，这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。

4 结语

高层设计中，建筑和结构是关系最密切的专业。建筑师往往根据建筑的使用功能和美学要求处理建筑体型，包括平面和立面；而结构师则根据受力的合理性进行结构设计，其中结构形式和结构体系的选择，结构总体布置等对结构的受力性能优劣性起决定性作用。结构的总体布置与结构体型密切相关，简单的体型易于得到规则和受力合理的结构总体布置，可使结构具有良好的抗震性能。

参考文献

[1] 吴雪丹.对高层建筑结构设计特点的分析J].建筑知识：学术刊，2013 （7）：109-110.

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关键词：建筑工程；结构设计；转换层构造

1 转换层高层建筑结构的构造要求

转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。抗震设计时。控制转换层上下主体的结构侧向刚度，当转换层设置在3 层及 3 层以上时。其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元。上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作玻三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算。还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”。桁架转换层上部框架结构接“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性饺在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。转换桁架的相邻层楼板宜双向双层配筋，每个方向贯通钢筋的配筋率不宜小于 0.25%，且在楼板边缘、孔洞边缘应结合边粱设置予以加强。转换桁架上、下弦杆的配筋应加上楼板平面内弯曲计算引起的附加钢筋。

2 转换层商层建筑结构实例分析

对于大跨度的钢桁架转换层结构的受力。各方面的影响因素较多，导致结构受力情况比较复杂，对它的受力影响因素进行探讨具有实际意义，可为实际工程的设计与施工提供理论依据。因此，通过对大跨度钢桁架转换层的受力影响因素进行分析，认识钢桁架转换层的受力特点。以期充分利用钢结构构件受力性能好的特点，使其承担较多的荷载作用。以调整端部混凝土结构的受力，减少混凝土结构的荷载作用，使整个结构体系的受力更为合理。下面结合工程实例分析高层转换桁架的受力影响因素及其受力特点，某高层建筑为地上 24层，地下 2 层，总建筑面积 72788m2，其中地上 58300m2，地下 14488m2。平面长 92.1M，宽 49M。结构檐口标高为 108.80m，中间有电梯、楼梯、机房等的高层建筑。

2.1 梁式转换与精架转换的比较确定

与最为常见的转换结构形式粱式转换相比，本例中转换粱的跨度很大而且上部荷载较大，采用梁式的转换结构，转换梁的截面必然很大，一方面导致转换梁下部空间无法再利用、自重大、配筋多、不经济等缺点；另一方面导致沿竖向结构质量和刚度分布在转换层的变化不连续。发生突变，对结构的整体抗震性能不利。因此，需要另一种形式的转换构件来解决这个问题，而转换桁架具有传力明确，传力途径清楚，虽构造和施工复杂，但转换桁架不仅为开洞和设置管道创造了条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，可以充分利用该转换层的建筑空间，而且桁架转换层的节间采用轻质建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于减轻结构的自重；转换桁架的抗侧力刚度比转换粱要小，也就是说。具有桁架转换层的高层建筑其质量和刚度的突变要比带转换粱的高层建筑缓和。因此带转换桁架的高层建筑其地震反应要比带转换梁的高层建筑小得多，由此可见，在本例工程的三层转换构件采用转换大粱的结构形式是不合适的，而采用转换桁架的结构形式将很好的避免了上述的多个问题且将节约混凝土用量近30%。将是一个较为合理正确的选择。

2.2 转换桁架的具体形式的确定

在本例工程的三层转换构件采用确定桁架结构后，设计人员则需要进一步确定桁架的结构形式。根据前面的论述，转换桁架的结构形式有多种，但是根据本例工程的三层转换构件的具体情况，采用何种最合理的结构形式，则必须加以比较分析后方可确定。

2.2.1 单层转换桁架与双层转换桁架的确定

采用精架结构作为高层建筑的转换构件时，一般情况是取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目，转换桁架位于结构的边缘，建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小，希望桁架仅在中庭设置，即取一层高度（4.00m）作为转换桁架的高度。在本例中各层的层高情况分别是：底层：6.44ml，二层：4.80m，三层以上：4.00mt，而结构的柱距为 9.0m，若仅取 4.00m 为桁架高度时，在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的450～550 之间。若取建筑的两层层高即 8.00m 为转换桁架的高度，则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点，使桁架的结构形式趋于简单。

2.2.2 空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定

作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式：空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式，无论采用何种结构形式。应该说都是可以实现的。对于建筑师来说，空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下。当然是首选，当然，采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式，结构上可以使桁架的构造节点趋于简单，在建筑师看来，也可以接受。

2.2.3 单跨桁架与多跨桁架的确定

在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后，结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大。作为抗震设计“强柱弱梁”的一般设计原则，框架柱中的内力相对越大，则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大。而在模型计算中同样可以发现，Z2 的内力较大。而作为相邻的柱 Z1 的内力则相对较小，尚有较大潜力。

综上所述，采用将转换桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的转换桁架各构件的内力分布更为合理，也即是说，采用向外延伸一跨转换桁架的结构形式在本次工程中是较为合理的选择。

3 结束语

在大跨度、大荷载条件下应用桁架转换结构将比采用梁式转换更合理，且可以节约混凝土用量近 30%，用钢量可节约20%。在采用桁架结构作为工程的转换构件时，带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力较为接近，可以取得较为一致美观而又经济的截面，而不带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力差别较大，最大将达40%左右。总之，随着建筑业的发展，结构设计成为繁重而责任重大的工作，不但关系到建筑结构的安全性和耐久性，而且关系到建筑的适用性和经济性。从而，设计人员在工作中应事无巨细，善于反思和总结工作中的经验和教训，才能将设计工作做好。

参考文献：

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[2]谢晓峰 建筑物转换层结构形式的应用现状及问题.[J].广东土木与建筑.2011，，02）.

[3]傅学怡 带转换层建筑物结构设计建议[J].建筑结构学报.2009，（08）.

[4]唐兴荣 建筑物中转换层结构的现状和发展[J].苏州城建环保学院学报.2011，（12）.

[5]葛天英 建筑物梁式转换层设计与工程实例[J].低温建筑技术.2008，（08）.

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关键词：结构转换层；高层建筑；设计；施工进度；空间结构

社会的不断进步，为人们居住环境质量的改善提供了可靠的保障。为了满足人们各种各样的住房需求，高层建筑在设计的过程中加入了多元化元素，完善了建筑的服务功能。不同用途的高层建筑实际的组合方式存在着显著的差异，因此需要设计人员做好各项基础性的设计工作。为了保证高层建筑结构布局的合理性，必须做好结构转换层的相关工作，保证这些结构层实际应用中受力的均匀性。高层建筑转换层对于内部结构的尺寸及受力特性有着明显的影响，需要采取可靠的技术手段最大限度地发挥转换层的实际作用，增强高层建筑结构整体的稳定性。本文将对结构转换层的相关内容进行了深入地分析，为高层建筑结构设计的合理性提供了必要的参考依据。

一、高层建筑中结构转换层的相关内容

（一）结构转换层的作用

高层建筑与普通建筑的设计有所区别，高层建筑中不同楼层之间的受力特点对于建筑整体安全性有着重要的影响。一般情况下，高层建筑中越往上的楼层受力较小，中间和下部的楼层受力相对较大。同时，每一层的受力情况也存在着一定的区别。因此，设计人员在设计阶段需要采取增强高层建筑下部结构的刚度和横梁、柱等结构作用效果的措施，保证这类建筑实际使用中的质量可靠性。当楼层逐渐增加时，设计人员通常会减少墙、柱等结构的安置数量，保证下部支撑结构能够充分地发挥实际的支撑作用。因此，针对高层建筑结构转换层的特殊性，设计人员在具体的设计过程中需要扩大下层结构的空间。这与常规性建筑的设计思路截然不同。同时，设计人员通过设置水平结构转换构件的方式，保证了高层建筑空间结构的稳定性。这种设计思路体现了结构转换层在高层建筑设计和使用中的重要性。

（二）结构转换层的主要类型

根据高层建筑用途的不同，设计者在设计的过程中也会采取不同类型的结构转换层。这些转换层在实际的应用中所涉及的技术有所区别，需要从多个角度分析不同类型的结构转换层。高层建筑结构转换层的主要类型包括：

（1）板式结构转换层。

高层建筑上下层之间柱网数量的过多，需要依靠板式结构转换层的作用保证各层之间的受力均匀性。板式结构转换层在实际的应用中需要达到抗剪和抗切的具体要求，它的厚度最大不超过2.8m。同时，板式结构的设置灵活性突出，但自身的重量相对较大，需要大量的辅助材料；

（2）框架结构的转换层。

框架结构最大的优势在于它的抗震性能较好，可以达到高层建筑的抗震要求。这种结构主要是以巨型柱的方式所组成的转换结构，实际应用中对于下层的柱体结构要求较高。在具体的施工过程中，需要采取支撑效果较好的装置加固最下层框架结构的柱体结构，达到设计方案的具体要求。这种框架结构在高层建筑转换层应用中取得了良好的效果，将会成为未来高层建筑结构转换层的主要发展趋势；

（3）梁式的转换结构。

高层建筑垂直转换施工中需要依靠梁式的转换结构完成相关的操作。这种转换结构较为普遍，它可以传递高层建筑不同层之间的作用力，保证了高层建筑整体结构的稳定性。梁式的转换结构中最上层墙的受力大小可以通过一定的传递路径传到最下方的柱。在实际的应用中，梁式结构的造价成本相对较高，占据了高层建筑结构转换层一定的市场份额。它的高度最大不超过6.0m，最小也在0.8m以上。

（三）结构转换层的布设原则

高层建筑结构转换层在长期的使用中容易导致整个建筑垂直方向刚度性能的下降，影响着高层建筑的抗震性能。因此，设计人员在高层建筑结构转换层布设的过程中需要遵循一定的原则。这些原则主要包括：

（1）结合高层建筑整体的结构状况，充分考虑不同层的受力特性。根据不同结构受力的传递性，需要选取可靠的受力结构作为整个转换层的核心结构。采取这些措施有利于后期项目施工中技术人员及时地分析结构转换层中存在的相关问题，提高了实际问题的处理效率；

（2）由于高层建筑结构转换层垂直方向存在着刚度突变的安全隐患，影响着整个建筑的安全性能。因此，设计人员在布设结构转换层的过程中，需要适当减少高层建筑垂直方向的构件，将转换层设置在楼层较低的位置。同时，设计人员也需要将转换层的刚度控制在一定的范围内，保证高层建筑实际的抗震效果。

二、带结构转换层高层建筑设计中需要注意的问题

不同类型的高层建筑在具体的设计过程中需要考虑各种各样的问题，主要是为了保证施工进度不受影响。其中，带结构转换层高层建筑设计中需要注意一些常见的问题。这些问题主要包括：

（1）保证高层建筑较大空间区域内的刚度性能达到行业的参考标准，采取必要的措施将转换层上下结构中的刚度控制在合理的范围内。同时，也需要保证等效侧向刚度的科学性；

（2）为了消除外界作用力对框支剪力墙的影响，需要提高剪力墙竖向构件的配筋率；

（3）由于结构转换层的位移角对于高层建筑整体的结构有着一定的影响，需要利用可靠的技术手段控制位移角的大小，并保证高层建筑基底的重力荷载达到一定的抗震要求；

（4）为了加强薄弱楼板的抗压性能，需要采取厚度约为220mm的现浇混凝土楼板加固，并在对应的转换层相邻的楼层之间设置厚度约为150mm的楼板，二者之间呈对称的关系。

三、带结构转换层高层建筑结构设计中的优化策略

（一）减少转换层竖向结构刚度的差异性

带结构转换层的高层建筑在实际的使用中转换层的竖向结构存在着刚度突变的问题，影响着结构转换层的安全性能。因此，设计人员在高层建筑结构转换层的设计中应该减少转换层双向结构的差异性，将上下转换层结构刚度的差值控制在合理的范围内，并适当增加落地墙的厚度，将安全系数较大的补偿剪力置于相关的结构中，保证高层建筑的部分结构的空间刚度。同时，由于落地构件对于高层建筑转换层结构也有一定的影响，设计人员需要保证落地构件的设计均匀性，适当增大构件的截面尺寸。选择刚度较大的混凝土材料，提高转换层下方抗侧力的性能，可以达到相关构件的抗弯设计要求。

（二）充分考虑不同层受力状况对于转换层的影响

高层建筑的结构转换层相对比较特殊，主要在于它在实际的应用中需要考虑不同层的受力状况，尤其是关键部位的应力大小。因此，设计人员在高层建筑结构转换层的设计阶段，需要充分考虑不同层的受力状况，采取先进的技术手段计算出不同部件实际的应力值。根据高层建筑结构转换层周围的应力分布状况，可以在结构转换层中添加一定量的配筋，最大限度地发挥结构转换层实际的作用效果。同时，为了保证高层建筑整体结构的稳定性，需要设计人员掌握梁跨部位支座正负弯矩速度的变化规律，保证腰筋尺寸的合理性。设计人员也可以将梁跨部位下端的钢筋设计为全埋式的锚固结构，消弱弯筋的作用，提高结构转换层的安全性能。

（三）合理布设剪力墙，保证转换层整体结构的合理性

高层建筑结构转换层对于剪力墙的合理布设有着一定的要求，主要是为了突出转换层整体结构的作用。一般在设计转换层结构时，要求剪力墙的框架支柱必须均匀疏密，并将它与支柱之间的距离控制在合理的范围内。二者的距离一般保持在11m左右。根据高层建筑整体的空间布局，设计方案需要达到工程剪力墙的具体要求，增强地下结构整体的抗压能力。设计转换大梁的过程中，需要保证梁体的整体结构能够承受相关应力的大小，并对短肢墙的内力进行必要地控制。要实现这些目标，设计人员应该采取可靠的技术手段处理转换梁两端的结构，保证整个结构的稳定性。

结语

在带结构转换层的高层建筑结构设计过程中，需要设计人员充分地理解和掌握结构转换层的相关内容。应结合高层建筑整体的结构框架，选择出符合实际要求的结构转换层。本文通过对不同类型结构转换层的阐述，为高层建筑空间布局的合理规划提供了必要的参考依据。做好高层建筑结构转换层的研究工作，具有重要的现实参考意义。

参考文献

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[2]吕鹏，徐刚，刘洪亮.某带转换层的高层建筑结构设计[J].建筑结构，2013（12）.

[3]赵海杰.带转换层的高层建筑结构设计与分析概述[J].四川水泥，2015（11）.

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高层建筑结构于传统的多层或平房结构有着基本上的不同，其中具有代表性的特点是水平方向的荷载和垂直方向的荷载要远远大于传统建筑结构类型，所以设计中要重点考虑抗震性能和风荷载，要将高层建筑结构的外观舒适性和功能性在荷载上进行通盘考虑，使高层建筑的结构设计在突出基本特点的同时，形成更为稳定和美观的建筑艺术精品。

2、高层建筑结构的设计要点

2.1高层建筑的构造措施高层建筑结构设计中要重点对剪力、压力、柱体等相关结构和特性进行强化，同时要加强弯力矩的防护，提高拉力的大小，提升构造梁的性能，要注意对薄弱部位的加强，特别重点考虑的构造要点有：延性、温度应力、薄弱层厚度，钢筋锚固长度，抗震结构层次等主要环节，要达到高层建筑结构的设计合理化，就必须做好上述构造方面的设计。2.2高层建筑结构的计算简图计算简图是高层建筑结构设计和高层建筑结构计算时的中要基础，因此，需要选择适宜的高层建筑结构计算简图。在计算简图中要对高层建筑结构的刚节点和铰节点进行重点把握，同时要控制计算简图的误差，使其限定在高层建筑结构设计的允许范围中。在高层建筑结构计算简图的应以中要对构造的重点防护措施进行强化，这样有利于控制高层建筑结构的稳定。2.3高层建筑结构的方案结构方案的经济性、科学性和合理性是整个高层建筑结构设计的关键，要采用高层建筑结构的合理形式和经济形式，这样可以使高层建筑结构得主要性能和要求达到相应的设计。在方案中要注意竖向和水平向的规则，同时，要注意在同一结构单元内不能应用同样结构体系和方式，以避免高层建筑结构出现问题。2.4高层建筑的基础方案在高层建筑结构进行基础设计师要重点考虑高层建筑结构的荷载分布、高层建筑工程的地质条件、高层建筑的施工条件。设计高层建筑结构时要重点考虑到对地基潜力的挖掘，因此，在高层建筑结构设计阶段要对工程地质勘查报告的内容和技术参数进行重点了解，以便形成具有科学性和合理性的高层建筑结构基础方案。

3、高层建筑结构设计的基本要求

3.1高层建筑结构设计的规则性高层建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，应采用规则的设计方案，不应采用严重不规则的结构体系。高层建筑结构设计应该具备多道抗震防线；具有合理的承载力和刚度分布的结构水平和竖向布置，避免因扭转和突变效应造成局部薄弱部位。3.2高层建筑结构设计的平面规则布置高层建筑结构平面布置需要能抵抗竖向和水平荷载，对称均匀，明确受力，传力直接，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑的平面要简单规则，在风力作用下可以适当放宽要求。建筑的抗震设防要求建筑的平面形状宜对称、简单、规则，才能达到减震的目的。

4、高层建筑结构设计问题的防范和处理

4.1高层建筑结构设计中的扭转问题在进行结构设计时，我们需要建筑的三心尽可能汇于一点，即三心合一。高层建筑结构设计的扭转问题就是指建筑的三心在结构设计过程中未达到统一，结构在水平荷载的作用下发生扭转振动的效应。4.2高层建筑结构的受力性能对于高层建筑物最初的方案设计，建筑师考虑更多的是应该是它的受力性能，而不是详细地确定它的具体结构。沉降缝两侧单元层数不同时，由于高层的影响，低层的倾斜往往很大，因此沉降缝宽度可按高层单元的缝宽要求来确定。4.3高层建筑结构设计中的其它问题一是，剪力墙的墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。二是，对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求，同时增加了最小面积配箍率的要求。三是，严格要求各抗震等级剪力墙在各种情况下的厚度与层高。四是，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。

5、结语

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关键词:高层建筑 转换层 结构 施工技术

中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：

1 结构转换层在高层建筑施工中的作用

目前，我国高层建筑在不断的向前发展,现阶段的高层建筑的上部需要进行住宅、旅馆的布置,中间作为办公所用,下面的楼层更多的是满足商场、餐厅和各种娱乐场所等公共设施的需要。中间楼层需要进行中等开间的布置,在网柱中进行一定熟练工的墙体布置;下部的柱网的空间大,灵活性强,墙体较少。但是这可能会致使结构受力的反常规性,这就需要在结构转换的楼层进行水平转换构建的设置。

2 对结构转换层特征的分析

转换结构的构件跨度一般都是上部楼层结构跨度的数倍。因此转换结构的构件其挠度,成为了进行控制严格的目标; 转换结构的连续施工强度较大, 施工过程的复杂程度高;因为进行了转换层的设置, 使得沿着建筑物高度走向的刚度匀称性,受到了一定程度的破坏,改变了力的传递路线,因此要将转换层的结构设计分析与常规结构区别开来。

3 高层建筑结构转换层的设计

3 . 1 转换层结构形式的选择

板式转换层在进行上部的布置时候不是很方便,而且板的传力性能不够清晰,受力分析较为复杂,结构计算的困难性大, 如果使用有限元进行计算,所得的结果较为复杂;转换桁架的传力性明确,途径清晰,但是因为其较复杂的施工和构造特点, 以及转换时所需的条件、具体的位置和大小等灵活性大, 使得充分使用这一转换层具备了可能性。

我们从抗冲切合抗剪的角度进行考虑,转换板的厚度比较大, 普通情况可达到两到3m左右,需要大重量的混凝土使用,加大了下部垂直构件承受的负荷。转换梁一般使用的截面高度是一点六到四米, 在跨度较小或者承托层数较少的情况下使用较小的截面高度, 如果跨度很大而且承托楼层数量较多时候,多采用较大的截面高度。

因为厚板集中了大量的刚度和总质量, 使得其在地震等作用下, 有较强的反应;由于板本身受到的力很大,竖向刚度突变性强,相邻的上下层受到的作用力也大,所以很容易产生震害;根据施工经验表明,厚度的上下相邻层结构出现的混凝土剥落和裂缝等,使得板受到冲切皮坏,也可能导致剪切破坏,因此必须对板进行三向配筋;桁架转换层的节间进行轻质建筑原料的塞充,能够有效的减少结构自身的重量,而且转换桁架的抗侧力邀小于转换梁,即有桁架转换层的高层建筑物, 其刚度和质量的变化,往往比带转换梁的要相对缓和些,所以地震时候其反应比梁式转换层的小很多。

3 . 2 转换层上、下结构侧向刚度比的合理取值

为了有效的保证转换层下面的大空间,其整体结构要具有合适的刚度、抗震性能等,要最大程度上强化转换层下部主体的结构,减少转换层上部主体构造的刚度,让转换层的上下部主体结构的刚度和变形的特征最大程度的接近。进行剪切刚度比例的控制,是为了有效的减少高层建筑竖向刚度的相差悬殊。因为转换层附近结构受到的内力较为的复杂,在实际的工程施工中,要按照建筑的前期设计,进行剪力墙布置的估算, 对转换梁构件的相关尺寸予以详细的计算和调整,找出最大剪力, 并进行科学的对比。

4 高层建筑转换层施工存在的问题

4 . 1 支撑材料大量使用, 增加了施工成本

因为高层建筑转换层的空间尺寸较大,自身的重量大以及结构的复杂性等, 使得在施工的时候其支撑体系较为复杂, 增加了施工的难度。采用常规的混凝土浇筑施工,其支撑体系一般要从转换层安装到底层地面,甚至要安装到地下室的厚板位置。所以,造成了大量支撑材料的占用, 致使材料周转过程产生的费用过大,直接的增加了施工的成本。

4 . 2 转换层等的自重, 对下部结构产生影响

在转换层的建设中, 因为转换层巨大的自身重量以及结构复杂的支撑体系的重量,都加载到了下部的结构上面,对下部的结构造成了很大的不利影响。因此减小转换层建设中对高层建筑下部结构的影响是尤为重要的。在进行转换层的施工时候,因为其大体积混凝土施工的特点,决定了在这个过程中要注意采取科学的措施,避免温度裂缝的产生。

5 对转换层施工过程中出现问题的防治措施

5 . 1 根据下部结构的特征, 合理布置支撑体系

高层建筑的上部负荷是由竖向的受力构件来承担的,而且转换层施工的时候,巨大的荷载也是由下部竖向的受力构件传给基础层。在使用上述的常规模板支撑这一体系,材料的使用量较大,但是转换层下部的顶层楼板不能承载巨大的负荷。所以在进行转换层的支撑体系的布置时候,要结合高层建筑下部的结构特征,使用悬空支撑体系,进行灵活的设置,使上部的荷载均匀的传到下部贯通的竖向受力部件,最大程度上减少直接作用于横梁楼板等构件的荷载。

5 . 2 分层浇筑混凝土, 利用先浇筑的部分构件承担荷载

转换层的水平构件其高跨度较大, 多表现在短深梁或者厚板的受力的性质。浇筑混凝土的时候使用分层法,全面的利用前期浇筑的部分构件的强度作为荷载的承担体,成为支撑体系减少荷载的有效手段。在进行工程的施工时需要特别注意的是,要加强对叠合构件受力的仔细分析,以最大程度的保证构件在施工、正常使用时候能满足这些要求。

5 . 3 提高混凝土浇筑的操作, 增强浇筑质量

因为转换层的体积较大, 在混凝土的浇筑过程中, 要通过使用大体积混凝土施工的先进技术来完成,如使用低水化热的火山灰硅酸盐水泥。采取科学的养护手段,尽量减少表面和内部温度的差别。另外在进行支撑体系的拆除工作时候,要保证混凝土的强度值,制定科学合理的拆除步骤。

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1.1应用分析方法了解各类结构体系

1.1.1框架式的剪力墙结构。高层建筑结构种类是非常多的，其中框架式的剪力墙结构就是较为普遍的一种建筑结构，其内在的位移结构设计方法非常多，并衍生出了很多的计算方法，应用最为普遍的是连续假定方法。在对位移的协调性进行计算时，要明确剪力墙框架的水平位移与转角状况，从而对其进行正确的计算，其求解的方法是构建结构位移和结构负载之间的关系方程式。但是在对其进行构建过程中，其影响因素和内在的需求等变量是有所差别的。

1.1.2剪力墙的体系。剪力墙的受力与变形状况是剪力墙结构开洞影响的。剪力墙的单片受力特性是有差异的，并且按照这种差异可以将其分为单肢墙结构和特殊的开洞墙结构。这些不同的墙面结构截面所具有的应力和负荷也是有差异的，为此，在对其内应力和位移进行计算时要采用不同的计算方法。通常采用的计算方法是平面限单元方法，这种计算方法准确性较高，并且适合多种类型的剪力墙。但是其缺点是资源的浪费较为严重，自由分散度也较多。

1.1.3筒体结构。根据其计算模型的处理方法不同，筒体结构的分析也是不同的，主要包括连续分析法、分散分析法以及三维空间分析法，其中三维空间分析法的精确度较高，并且很多工程都采用这种计算模型。

1.2高层建筑的抗震分析设计和应用

高层建筑抗震分析和设计是高层建筑结构设计中的重点，为此要想使高层建筑能够具有非常强的抗震性能，并满足结构功能，就要对高层建筑结构的弹性、塑性、变形能力进行研究和分析。现今，我国抗震性能的各项规范都是构建在地震多发带上，并满足高层结构内应力和位移条件，这种在多地震带上进行的设计和分析对高层建筑稳定有重要意义。

2高层建筑结构选型的主要内容与要求

高层建筑结构在选型上有非常多的要求，同时也是确保高层建筑结构稳定的前提。其主要内容是：要选择好基础结构；水平和承重结构要适合；竖向承重结构包含了剪力墙；横向承重结构有单板和双板的楼盖。在高层建筑初期设计阶段，要想使设计符合规范就要明确高层建筑结构的特点和使用范围。其选型的要求为：高层建筑设计要选择好地段，要尽量在安全的环境下设计和选型，从而减少事故的发生率。所以，要求设计人员也要深入到施工现场，全面勘察和调研项目施工场地的地质情况和地质特点。全方面搜集相关的数据和资料，确保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震设计过程中，高层建筑要有足够强的承受力，并具有多重的抗震防线；其结构的选型要与建筑物的承受力相适应；在施工过程中，要尽量节省资金和资源，并要与周围的环境相适应。高层建筑的结构设计受环境的影响较大，并且风力、压力、承受能力等都是影响因素；建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素，还有建筑的外形、立体形态等；建筑使用功能也是非常重要的因素，一般高层建筑功能按照其功用的不同呈现出不同的利用价值，比如住宅、办公楼等。有很多建筑功能和结构是不能匹配的，为此，要针对建筑功能的不同对建筑物进行设计。此外，建筑施工工期也是影响因素，还有建筑施工材料的供应状况、建筑设计和施工质量的影响、建筑结构的抗震性等。为此，在选型时一定要对其影响因素进行综合分析。

3结语

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【关键词】高层建筑施工，转换层，支撑架

高层建筑转换层是建筑结构中的重要部位，也是建筑施工中的重点难点。其施工技术牵涉到力学、材料学、结构设计及管理学等多学科交叉应用，是一项复杂的系统工程[1]。在高层建筑转换层施工中，其关键因素在于转换层结构的支撑系统、混凝土的浇筑方案、混凝土的后期养护、混凝土的温控技术[2-3]。而这每一个方面都是转换层施工面临的崭新的课题，为确保高层建筑转换层施工的顺利、有效的完成、这就要求其施工应根据工程实际的情况、能方便的运用一些可直接套用的理论体系、并结合类似工程的经验、能快速、有效的解决上述问题。在高层建筑日益增多的发展趋势下、如何满足工程建设的需要、总结出一套简便、准确、高效的高层建筑转换层施工技术理论体系、便成为在施工技术中需要解决的现实课题。从以往工程的实践经验来看，转换层施工质量的好坏直接关系到整个工程质量品质、并且占有相当可观的成本造价，对技术设计的周密、准确、经济、对施工组织的严格控制是整个施工方案设计考虑的重点、并应考虑其在施工过程中的风险性。因此、对高层建筑转换层施工技术的课题研究是尤为必要的。

1、梁式转换层的主要结构形式与特点

（1）主要结构形式

实际工程应用中转换梁的结构形式有多种多样[4-5]，从跨数上，可分为单跨、双跨及多跨；从上部墙体形式上，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞及开门洞和开窗洞；从转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可分为加腋和不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。根据实际工程中转换梁的应用形式、受力特点及其转换梁与上部结构的共同工作形式，可将梁式转换层的结构类型归纳以下几种形式。

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Abstract： In addition to the impact of gravity load， the high-rise building will be subjected to horizontal load， so if it is affected by the earthquake， it is more likely to appear structural damage. In order to ensure the construction quality of the high-rise building project， it is necessary to combine with the characteristics of the structure， to carry on the comprehensive analysis on the main points of seismic design， to determine the technical points， to select the appropriate measures to optimize and reduce the impact of the factors from the fundamental point of departure. This paper gives a brief analysis on the anti-seismic design of high-rise building.

关键词：高层建筑；抗震设计；施工技术

Key words： high-rise building；anti-seismic design；construction technology

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0089-02

0 引言

对高层建筑工程建设特点进行分析，其底部结构受力大、上部结构受力小，为降低地震作用影响，对其进行抗震设计时，需要基于工程结构稳定性与安全性分析。结合目前高层建筑抗震设计所存不足，有的放矢的采取措施进行优化，以不影响工程基础功能为基本要求，提高工程抗震性能。

1 高层建筑抗震设计效果影响因素

1.1 工程结构设计

为提高工程抗震性能，必须要提高对结构设计方面的重视，保证可以达到小震不坏、大震不倒要求。对于很多高层建筑工程来说，平面布置复杂度过高，质心与刚心存在偏差，受到地震作用时，产生的破坏更为严重。因此在结构设计时，尽量要保证工程质心与刚心重合[1]。另外，还要控制出屋面建筑部分高度，降低地震过程中的辫梢影响，提高工程抗震效果。

1.2 施工材料选择

面对相同地震影响，所选材料质量性能越好，结构损伤程度越轻，相反则越为严重。为提高工程建设效果，应选择应用隔断、维护墙、楼板等构件来提高结构稳定性，将传统施工材料替换为质量更轻的塑料板、空心砖、加气混凝土板等，来提高工程结构抗震性能[2]。同时，还需要将材料管理贯彻到每个施工环节，严禁出现偷工减料行为，提高施工作业规范性，保证工程建设效果达到专业标准。

1.3 工程建设环境

地震发生后对工程产生的影响是多方面的，如山体崩塌、岩石断层、代表滑坡等地表运动，以及水灾、海啸等次生灾害。基于各项因素对建筑工程产生的影响，想要进行预防需要提前采取措施，并保证工程建设效果达到专业要求。其中，更为重要的是，想要降低地震灾害的影响，需要合理选择工程施工位置，提前对现场环境进行详细勘察，掌握地质地形特征，尽量避开不利地段，选择有利于抗震的地段。

2 高层建筑抗震设计现存不足与解决方案

2.1 前期准备不足

主要体现在施工现场与周边区域地质地形材料掌握不全面，不能为施工设计提供依据。就我国建筑行业发展现状来看，存在部分参建单位为降低成本，以缩短工期为目的，降低对前期准备工作的管理要求，导致各项资料准备不充分[3]。施工人员不了解现场地质地形特点，完全按照设计方案施工，与实际情况存在较大差异，出现问题的概率较大，是影响工程抗震效果的重要因素。

为提高建筑结构抗震设计效果，需要重视前期准备工作，安排专业团队对施工现场进行地质勘察，掌握环境特征，将其作为影响因素进行分析，为抗震设计提供依据。建设与施工单位均要摆正态度，避免过分重视成本而取消前期准备作业，减少设计与实际差异，提高设计方案的可行性。

2.2 受力体系不当

高层建筑工程因设计导致负重结构不同，便会形成不同的受力体系。部分企业为降低施工难度，从工程受力体系角度出发，考虑负重结构要求，就会导致工程结构受力体系与抗震性能产生冲突。尤其是现在高层建筑工程结构日益复杂，会在很大程度上影响建筑工程抗震性能，削弱结构安全性与稳定性。

应用结构构件模型设计方法，对工程各类构件均建立一个三维有限元模型，表征结构平动与扭转效应，提高受力体系设计合理性。尽量提高建筑数值模型细化度，并分析建筑反应结构性构件与非结构性构件交互作用，做好各个要素控制。对于只承担重力荷载的结构体系，要重点分析其对高层建筑抗震性态的影响。

2.3 平面布置缺陷

很多高层建筑工程建设时，为实现特点要求，导致其外型设计并不符合专业要求，经常会出现平面不均衡、实际超设计长度等问题，不仅会增大施工难度，同时还会影响结构性能[4]。

在对高层建筑工程进行抗震设计时，要针对平面结构布置进行重点分析，避免因此方面缺陷而虚弱结构抗震性能。高层建筑抗震设计中，不规则结构往往使抗震设计与施工不能准确确定均衡点，忽视薄弱环节施工要求，进而会影响整体施工效果。

3 高层建筑抗震设计要点

3.1 选择科学结构形式

建筑工程高度不断增加，受地震作用影响也越来越严重，如果结构稳定性比较低，很容易出现水平位移问题，增加了结构安全隐患，同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至会产生较大差距，因此，在选择结构形式时，需要结合工程建设环境特点，重点考虑结构侧移度，争取提高结构整体稳定性。并且要总结以往经验，分析不同结构形式所具有的特点，掌握其受力要求，保证所选结构形式可以达到抗震设计要求。

3.2 加强施工现场管理

处于软弱地基的工程，如果不采取措施处理，会因为地基稳定性比较低，而造成结构出现沉降、倒塌等情况。这样基于抗震要求，在进行结构设计时，需要重视现场管理，结合实际情况确定设计要点，且保证所选地点具有较高抗震优势，通过采取相应措施对地基进行处理，提高其稳定性，从根本上来提高工程整体抗震性能[5]。

3.3 多层次结构抗震设计

保证高层建筑主要耗能构件具有符合规范要求的延伸性与刚柔性，对地震产生的作用力起到有效的延缓作用，降低对结构产生的影响，同时还可以提高工程整体设计效果。另外，还要做好对高层建筑内部构件关系的分析，无论是哪一层耗能构件出现屈服情况，均需要对其进行弹性检测，确定其具有较长时间的抗倒塌与倾斜能力，提高工程抗震性能。

4 高层建筑抗震设计实例分析

4.1 工程概述

以某高层建筑工程为例，为一座综合型办公楼，总建筑面积62325.12m2，主体结构为矩形平面，长×宽为32.500m×21.500m。其中，主楼地下1层为人防地下车库，底面标高-6.300m；地上16层，屋顶标高57.300m，其中1层层高3.900m，2层层高4.500m，3～6层层高3.900m，7～15层典型层高3.600m，16层层高4.600m。另外，东西侧裙房共4层，裙房顶标高15.900m，地上与主楼设缝分开。主楼2～3层中间25.4m×24.3m范围设置中庭上空，且1～4层中间不设置结构柱。工程施工地标准雪压取值0.40kN/m2（n=50），标准风压取值0.45kN/m2（n=50），抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组。

4.2 抗震设计要点

①工程楼板局部不连续为楼板平面开大洞情况，需要在洞口周围设置钢筋混凝土梁，并适当提高周围楼板厚度与配筋。其在进行结构计算时，洞口周边一跨范围楼板定义为弹性板，其余则按照刚性楼板设计。楼板开洞设计后共用结构长、短柱，要重点做好跨层柱长度的计算与复核。提高短柱箍筋对直径对应抗震规范，且全部进行加高加密处理。而长柱则应该选择用型钢混凝土柱，延伸到5层层顶，其中型钢材料为HN800×400×20×40，同样对所有箍筋进行加高加密处理。对于轴力设计值较大的墙肢选择用承载力高的型钢混凝土剪力墙，提高分布筋最小配筋率为0.35%～0.40%。

②主楼1～4层中间抽柱造成竖向抗侧力构件连续性降低，为将4层设计成结构转换层，需要重点做好其刚度的控制，尤其是加强下部结构侧向刚度，使转换层上下主体结构侧向刚度平稳过渡。同时，还可以提高剪力墙底部加强部位的抗震等级，而对于已经为特一级的不需要提高。且为弥补结构因布置楼梯与电梯井造成的板平面刚度减小，将板厚度提高到150mm，并选择用双层双向通长配筋。

③对于4层层顶结构，竖向收进会对结构侧向刚度产生影响，为提高剪力墙整体刚度，设计时可以提高关键部位楼板厚度，或者是增加配筋数量。同时，还应将收进部位楼板定义为弹性板计算，通过弹性时程分析法，对多遇地震进行补充计算。将框架部分承担地震剪力进行调整，即调整值=MIN（0.2×底部总震剪力，1.5×楼层地震剪力标准值中最大值）。

5 结束语

在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能等。基于专业技术，对施工现场特征进行分析，确定结构设计要点，保证结构具有较高安全性与稳定性。

参考文献：

[1]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学，2013.

[2]刘建鑫.高层建筑结构抗震设计分析的主要内容[J].呼伦贝尔学院学报，2014（02）：111-116，110.