高层建筑的受力特点精选(九篇)

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第1篇：高层建筑的受力特点范文

关键词：高层建筑结构；转换层；施工技术

中图分类号: TU7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)03(a)-0000-00

所谓的转换层是指在建筑物内的不同层面之间，为了衔接上下部不同承力结构和设施构造变化而建设的一个过渡层面，是高层建筑当中较为常见的一种建筑结构。在建筑工程高层建筑的建设过程中，转换层的建筑设计和质量对于整体建筑质量的影响甚重。如何从转换层的施工技术出发加强高层建筑的建设质量需要对高层建筑结构中转换层的建筑特点有所了解。

1 高层建筑结构中转换层的建设特点

转换层是高层建筑结构中较为常见的一种结构，高层建筑的层面较多，各个层面的设计功能和结构也都大不相同，为了实现各个层面之间不同设计和构造的良好转换，将不同功能层面之间的差异良好的过度，在会高层建筑结构的构建中常常使用转换层来解决这一问题。目前，我国对于高层建筑结构的设计基本上参照国外商贸、办公、住宅一体化的设计理念，而随着建筑层面的增高，建筑层面内的空间也越发的紧密。如何实现高层建筑底层大面积商用办公空间和建筑上层密集型住宅空间之间的良好转换。需要在高层建筑的设计过程中，对转换层进行良好的设计，并在建设过程中注意建筑物承力结构和平衡的问题。

高层建筑结构中转换层的主要功能是对高层建筑结构中下部和上部之间剪力墙结构框架的转换。通过转换层改变上下部分的剪力墙与框架的结构实现改变建筑物上下层整体的受力分布情况和平均受力分布密度的作用。同时，对高层建筑的结构形式进行转换，使上下层的结构布局可以不同。。

在实际的高层建筑结构建设当中，要根据建筑物的设计功能的不同和施工建设的难度情况，有选择的采用施工建设技术，保证建筑整体的建设质量和不同功能层面的良好转换，充分的实现转换层在高层建筑结构中的作用。

高层建筑本身由于层高的原因，对于建筑承受力的结构要求就较为严格，而转换层位于上下承力结构的转换位置，不仅要保证建筑物整体的承力结构的稳定，同时，还要承受来自上部密集型结构增加的构件向下产生的垂直负荷和上部结构形成的多层负荷。承载力的作用和荷载的作用共同形成了转换层内长期的较强的内应力作用。

为此，在进行高层建筑结构中转换层的建设过程中，要打破传统建筑的设计和施工理念，针对建筑物的实际需要，对转换层的设计采取灵活实用的建筑设计和施工技术。

2 转换层结构施工技术要点

1、截面大尺寸层面转换施工技术

对于高层建筑转换层结构的施工建设要充分考虑转换层较强的受力结构和建筑的整体建设质量。对于建设过程中截面尺寸较大的转换层建设应当采用大体积的混凝土施工技术，通过对转换层中承载力分散的有效计算，对建筑物上部的构建进行点化布局，将上层的受力集中于转换层的几个主要混凝土支撑上。同时注意混凝凝土柱的灌注质量，对主要承力结构进行加固和提高抗拉系数的相应措施。

2、转换结构中下层空间高度较大时的施工技术

对于转换层中下层结构可能出现空间较大且层面较高的情况。建筑过程中不能够很好的使用支护结构对建筑物进行加固和稳定。为此，可以在转换结构中使用内埋型钢进行加固，同时，使用型钢来对建筑模板和脚手架进行稳固，保证建筑物内各个部件的稳定。同时，进一步的提高支撑体系中混凝土的承受能力系数，使用混凝土钢筋结构作为层面内的主要承载部件，并且使用叠合梁的技术对主承力结构进行受力分散和增强效果。为了确保混凝土叠合面对主承力结构的有效辅助作用，在进行施工的过程中，要注意两者间的衔接。

3、处理转换层内应力较强时的施工技术

由于转换层要承受建筑整体承载力的同时还要承受来自上层的竖向荷载和层面的向下作用力。为此，转换层的承力结构要采取一定的抗拉伸措施，防止由于上下层对其结构的张力作用导致结构的变形和反拱过大的问题。

要解决这一问题，可以在转换结构的建设过程中采取择期张拉技术或分段张拉技术，即是在转换层转换结构上层部分进行建设完成以后，再针对上部张拉力的情况以钢筋和其他结构进行上部预应力的分散和平均。在采用择期张拉的预应力技术时，在结构发生张拉之前必须要对转换结构下部的支撑进行加强。

3高层建筑中转换层结构的发展趋势

随着高层建筑施工技术的不断发展，高层建筑中转换层结构施工技术也正在不断地发展当中。这主要体现在下列几个方面：

1、预应力技术的发展

预应力技术的发展使得转换层的建设设计在截面上的尺寸进一步的减少。预应力混凝土结构是转换结构中非常适合建造承重荷载的大跨度转换层，它具有自重轻，节省钢材和混凝土的特点。

2、斜向支撑技术

传统的施工技术是使用竖向的承力结构将上部的荷载向下传递，这种由上向下的传递方式使得层层之间的荷载不能够很好的分散，导致向下的作用力也越来越大。为此在建设过程中进行一定的斜向支撑的建设，能够很好的起到类似桥梁建设当中力的拱传效果。

3、竖向力的多项转换

在实际的施工建设过程中国，为了避免一根转换梁过多的承受来自上部层面的荷载，可以通过设置多道转换梁来分散力的作用，使一层转换梁承托上部所有层变成多道转换梁分别承托来自上部的荷载。

4总结：

随着我国高层建筑工程的不断增多，高层建筑转换层结构的施工技术使用对于转换层的建设质量乃至整体结构的建设质量的重要意义也越发的突出。为此，要不断发展和创新转换层技术，结合实际工程建设中的经验，对施工技术进行改良。

参考文献:

[1] 谢永健. 高层综合楼厚板结构转换层施工技术分析探讨[J]. 今日科苑, 2010,(08) .

[2] 赵鸿铁,胡安妮. 高层建筑转换层结构形式选择影响因素的统计分析[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2000,(01) .

第2篇：高层建筑的受力特点范文

【关键词】高层建筑；梁式转换层；结构设计

一、前言

文章对高层建筑梁式转换层进行介绍，对高层建筑梁氏转换层的特点和设计原则进行阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对高层建筑梁式转换层结构的设计进行探讨，具有一定的借鉴意义。

二、高层建筑梁式转换层概述

按结构功能，转换层可分为三类：

1.上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构，它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。

2.上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层，形成较大的入口。

3.同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。

三、高层建筑梁氏转换层的特点

1.钢骨混凝土转换层钢骨混凝土梁不仅承载力高，刚度好，可大大减小截面尺寸，且塑性、耐久性和抗震性能优于钢筋混凝土梁。此外，钢骨混凝土梁在施工阶段其自身刚度好，定位准确，可减少支模，加快施工速度。目前，国内采用钢骨混凝土转换构件的实际工程还不多，但国外采用较多。

2.预应力混凝土转换层的应用

采用预应力技术可带来许多结构和施工上的优点，如减小截面尺寸、控制裂缝和挠度，控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等等。因此，预应力混凝土结构非常适合于建造承重荷载的大跨度转换层，且有自重轻，节省钢材和混凝土等优点。

四、高层建筑梁式转换层设计原则

高层建筑中梁式转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变，地震作用时在梁式转换层上下容易形成薄弱环节，对结构抗震不利，故梁式转换层结构在设计时应遵循以下原则：

1.尽可能减少需结构转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换结构越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震越有利。

2.设计中应保证转换层有足够的刚度，一般应使梁高度不小于跨度的1/6，才能保证内力在转换层及其下部构件中分配合理，转换梁、剪力墙柱有良好的受力性能，能起到较好的作用。

3.转换层楼板采用了“楼板在平面内刚度无限大”的假定，因而得到了所有框支柱和剪力墙的位移相等水平力按框支柱和落地剪力墙的刚度按比例分配。实际上，转换层楼板要将上部结构的水平剪力传递到底部结构上去，本身承受很大的平面内剪力，同时又承受部分竖向荷载，楼板自身在平面内受力很大，有显著的变形，因此要求楼板要有足够的强度和刚度。

4.转换层以上的剪力墙和柱子应尽量对称布置。梁上立柱应尽量设在转换梁跨中，以免转换梁变形时，在梁上立柱的柱脚处产生较大转角，带动立柱柱脚产生较大变形，引起柱的弯曲及剪切，使立柱产生很大的内力。

5.全面细致的计算作为整体结构中一个重要组成部分，转换结构必须采用符合实际受力变形状态的计算分析，而且应该建立模型进行三维空间整体结构计算分析。或者可采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算，此时转换结构以上，至少取两层结构进行局部计算模型，并注意模型边界条件符合实际工作状态。

五、高层建筑梁式转换层结构设计方法存在的问题

目前在多、高层建筑中，开发商多要求建筑物具有完备的建筑功能，建筑师在建筑设计中也往往首先想到采用结构转换层来完成上、下层建筑物功能的转换。但一些结构设计人员在实际进行转换层设计时显得无从下手，没有可操作、可遵循的设计思路、设计原则来进行结构设计。转换结构层具有与一般结构层相比结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。现有的转换层设计方法，主要是针对形式简单、受力相对简单的转换梁，对于受力复杂的转换梁还没有深入研究。即便是对于形式简单的转换梁，其受力性能也没有完全清楚，而往往是互相混淆，设计概念不明确，设计原则不准确。对于转换梁的配筋方法也限于用普通梁的配筋方法加以套用，造成转换梁截面超大、配筋偏多、配筋构造无法实现、施工困难等现象。

六、高层建筑梁式转换层结构的设计

1.转换梁的截面设计方法

转换梁截面设计方法的选择与其受力性能和转换层的形式相关。①托柱形式转换梁截面设计。当转换梁承托上部普通框架时，在转换梁常用截面尺寸范围内，转换梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面设计方法进行配筋计算。当转换粱承托上部斜杆框架时，转换梁将承受轴向拉力，此时应按偏心受拉构件进行截面设计。②托墙形式转换梁截面设计。当转换梁承托上部墙体满跨不开洞时，转换梁与上部墙体共同工作，其受力特征与破坏形态表现为深梁，此时转换梁截面设计方法宜采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，且计算出的纵向钢筋应沿全梁高适当分布配置。

2.转换层结构的构件设计

转换层结构不仅竖向刚度易在转换层附近发生突变，还应关注的是竖向抗侧力构件不连续，使结构的传力（包括竖向及水平力）途径在转换层及其附近发生突变，在强震作用下，易产生薄弱部位。因此在抗震设计中，除了控制转换层上下刚度比外，还应采用措施，加强转换层及附近层结构构件包括转换柱、转换梁、落地墙、转换层上下各两层楼板等构件，以保证水平剪力的有效传递和结构底层在强震下有足够的延性。

3.转换梁的截面设计方法

目前国内结构设计工作普遍采用的转换梁截面设计方法。主要有：应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析得到的结果是应力及其分布规律，为能直接应用转换梁有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，假定不考虑混凝土的抗拉作用，所有拉力由钢筋承担钢筋达到其屈服强度设计值。受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值。

4.转换梁截面设计方法的选择

托柱形式转换梁截面设计。当转换梁承托上部普通框架时，在转换梁常用截面尺寸范围内，转换梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面设计方法进行配筋计算：当转换梁承托上部斜杆框架时，转换梁将承受轴向拉力，此时应按偏心受拉构件进行截面设计。

5.上部框架设计和构造要求

（1）上部框架与转换梁共同工作，可视作一个层层受楼板约束、受连粱空间约束的巨型平面空腹析架。设计时可以加大转换梁上面几层框架粱的刚度，以达到共同承受上部荷载和起到二道设防的作用，同时由一层粱承托变成层层梁承托上都框架柱的工作机制。（2）转换结构上部框架须按强柱弱梁的原则进行设计，确保塑性铰在梁端出现，使柱比梁有更大的安全储备。（3）转换层结构的试验研究表明，与转换梁相连的柱子往往是薄弱环节；转换梁上层框架梁柱受力复杂，应力集中，设计时应根据实际受力情况进行较准确施工模拟计算分析。

七、结束语

高层建筑梁式转换层结构的设计是非常负责的，需要考虑的因素很多，需要设计师在整体和局部都有一定的把控，这样才能保证设计的效果。

参考文献：

[1]曲岩岩.高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].科技创新导报.2008（8）.

[2]张明武.高层综合楼梁式转换层结构设计分析与探讨[J].四川建材.2009（5）.

第3篇：高层建筑的受力特点范文

关键词：高层建筑；结构设计；原则；问题；对策

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.106

随着经济的发展和科技的进步，我国的高层建筑技术也得到了飞速发展。高层建筑有效地解决了城市建设用地严重不足的问题，提高了土地的利用率，符合社会和经济发展的需要。但是由于高层建筑自身的特点，所以高层建筑的建设对于技术的要求特别高，其结构设计要充分考虑各种因素的影响。

1 高层建筑结构设计应该遵循的原则

为了适应人们的不同要求，现代化的高层建筑种类繁多，形式各异。这就对高层建筑结构的设计者提出了更高的要求。设计者在设计高层建筑的结构的时候，不仅要考虑到高层建筑的性能，也要考虑到人们的审美需要。

（1）根据要求讨论并确定合适的设计方案。现代任何一个建筑要想顺利施工，必须先要制定一个科学合理的设计和施工方案。设计者必须综合地理地质、物理、设计、计算机技术等各个领域的知识来进行高层建筑结构的设计。通过综合分析各种影响因素，确保设计方案的可行性和实用性。

（2）抗震设计要合理。拥有良好的抗震性能是对现代高层建筑的基础要求之一。设计者在进行高层建筑结构设计的时候，要充分考虑到施工地点的地质结构和板块构造的特点，通过分析该地的地震频率和级别等数据，有针对性地进行高层建筑结构设计。保证抗震设计的合理性，保护人民群众的生命财产安全。

（3）保证高层建筑结构设计的完整性。在对高层建筑结构进行设计的过程中，设计者要保证高层建筑结构设计的完整性，不同的建筑结构的承载力不同，导致高层建筑的整体性能也各不相同。因此，在设计的过程中要充分考虑到不同的结构的性能以及各种构件的承载力情况，以便于各种构件的组合能够发挥出最大的作用。同时还要重视气候等自然因素对高层建筑的影响，科学合理地设计高层建筑的结构。

（4）对计算结果进行精准的分析。对计算结果进行精准的分析是进行高层建筑结构设计最重要的工作，只有保证计算结果的准确度，才能从结果中提取有用的信息，保证建筑工程施工的安全性。为了保证计算结果的准确度和提高工作的效率，设计人员应该选择合理的计算机软件进行分析，但是不能完全依赖于计算机，还要结合自己的经验做出准确的判断，保证计算结果的可靠性。

2 高层建筑结构设计存在的问题

（1）超高问题。高层建筑最大的特点就是高，但是很多开发商为了追求利益的最大化，经常要求增加高层建筑的高度，而高层建筑超高，容易增加安全隐患。高层建筑受技术、施工材料、环境等各方面的影响很大，如果只是一味地追求高度，也会增加施工成本、延长工期，并且使高层建筑的安全性得不到保证。

（2）扭转问题。扭转问题是提高高层建筑抗震抗风性能的关键问题，也是近年来世界各国高层建筑研究的核心问题。由于受地形等因素的影响，导致在进行高层建筑结构设计的时候不能保证建筑的完全对称，就会导致扭转问题的出现。因此，设计者在进行设计的时候要力求高层建筑的对称性，保证高层建筑的刚度和质量有效结合，最大可能地避免扭转问题的出现。

（3）受力与承载问题。高层建筑在施工的过程中必然会使用很多机器设备，楼层越高，机器设备的数量就越多，会增加高层建筑的压力。如果设计的时候没有考虑周全，或者使用的建筑材料不达标，将会导致高层建筑的受力与承载力出现问题。

（4）抗震结构问题。抗震问题主要是高层建筑刚度的选择问题。如果不能根据不同建筑地点的地震情况来选择合适的刚度构造，就会导致高层建筑的抗震结构设计不合理，增加高层建筑的危险性。

（5）抗风结构问题。“树大招风”。高层建筑过高当然会受到风力的影响，而很多设计者在进行高层建筑结构设计的时候，很容易忽视这一点，导致高层建筑在遇到强风的时候，容易发生倒塌事故。

3 高层建筑结构设计存在的问题的对策

（1） 针对超高问题。高层建筑结构设计者在设计的时候要结合理论和实际，严格限制高层建筑的高度，保证高层建筑保质保量按期完成。

（2）针对扭转问题。为了避免地形因素破坏水平荷载作用，从而导致扭转问题的出现，设计者要设计科学合理的高层建筑结构，尽可能保证高层建筑的对称性，有效地解决高层建筑的扭转问题。

（3）针对受力与承载问题。在进行高层建筑结构设计的时候，设计者要准确地计算出高层建筑的地基承载能力以及各楼层的承载能力，对于承重墙和承重柱的质量和结构要严格把关，保证高层建筑的受力均匀，提高高层建筑的承载能力，增强高层建筑的安全性和实用性。

（4）针对抗震结构问题。为了有效地增强高层建筑的抗震性能，设计者在进行高层建筑结构设计的时候，要对施工地的地质、地震的级别和频率进行实地勘察，为高层建筑的抗震设计提供依据。同时要根据实际情况选择合适的建筑材料，保证建材的质量，并对施工过程进行监督，避免施工单位偷工减料，从而有效地保证高层建筑的抗震性能。

（5）针对抗风结构问题。设计者在进行高层建筑结构设计的时候，一定要考虑到风力对高层建筑的影响。结合分析施工地的风向和风力，对高层建筑的结构进行科学合理的抗风设计，为高层建筑的顺利施工和安全使用提供保证。

4 总结

社会的发展对高层建筑的样式、性能等要求越来越高。因此，为了不断满足社会发展对高层建筑提出的新要求，高层建筑设计者要对高层建筑的结构设计不断进行探索，从而不断提高高层建筑的质量和使用寿命，提高人们的生活水平和生活质量，促进我国建筑行业的长远发展。

参考文献：

[1]罗军.高层建筑结构设计中存在的问题及对策分析[J].建材与装饰，2014（15）：6-7.

[2]余晓阳.高层建筑结构设计中存在的基本问题及对策简析[J].建筑工程技术与设计，2015（29）：432.

第4篇：高层建筑的受力特点范文

【关键词】高层建筑结构;转换层

一、转换层及转换结构构件概念

设置转换结构构件的楼层，包括水平结构构件及其以下的竖向结构构件，称为转换层。完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等称为转换结构构件。带转换层高层建筑结构能够充分的满足不同的建筑使用功能，下部大空间常应用于商业网点（例如银行、商场等），上部小空间一般为住宅、公寓、酒店等。

二、带转换层高层建筑结构的特点

带转换层高层建筑结构的转换结构构件在整体结构中起到了关键作用，既承担上部楼层竖向构件传递的重力荷载，又肩负着抵抗水平作用（主要为风荷载、水平地震）的重任，受力极为复杂。就整体结构而言，带转换层高层建筑结构的结构设计主要面对以下几个问题：？

1、刚度突变

因设置转换层，局部竖向构件不能落地而造成上部楼层和下部楼层刚度差异大，即刚度突变，在水平荷载作用下，这会导致转换层上部楼层和下部楼层结构构件内力突变，从而部分构件提前破坏，当转换层位置较高时，这种现象更加明显。

2、转换结构构件应力复杂

转换结构构件与相连接的构件之间的几何关系复杂，构件受力曲折，应力集中现象明显。

3、转换结构构件实际受力状态模拟难

转换结构构件受力复杂，边界条件不易把握，不同计算软件模拟构件的受力状态是有差异。正确模拟构件的实际受力状态非常重要。

三、带转换层高层建筑结构的整体设计原则

由带转换层高层建筑结构的特点，经过清晰的概念设计，结构方案合理的处理，不难意识到其设计原则，主要有以下几点

1、不落地剪力墙不可过多

在满足建筑使用功能的前提下，尽可能多的使上部剪力墙落地，从而控制刚度变化不致过大。尽量增大下部楼层的刚度（可通过增加墙厚或者增加墙长）;尽量减小上部楼层刚度，在满足结构必要刚度的前提下，可通过减小墙厚或者墙长，增加结构洞，减小连梁高度等方式。

2、转换结构构件进行详细分析

带转换层高层建筑结构应该进行三维空间整体分析，且应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体分析;宜对转换层及相邻层（宜使转换层上下两个计算模型的高度相等或相近）进行空间有限元分析，并采用符合实际受力状态的边界条件;对转换层结构构件进行应力分析及应力配筋，确保结构设计准确。

四、带转换层高层建筑结构构件设计要点

1、转换梁设计

转换梁与转换柱截面中线宜重合，转换梁的截面高度不宜小于计算跨度的1/8，截面宽度不宜小于其上墙体截面厚度的2倍和400mm。地震设计状况下，转换梁剪压比不应大于0.15。转换梁上部纵向钢筋与下部纵向钢筋最少配筋量的确定，其中非抗震设计时至少为0.3%，特一级抗震设计不小于0.6%，一级抗震设计不小于0.5%，二级抗震设计不小于0.4%。

2、转换柱设计

柱截面宽度，非抗震设计时不宜小于400mm，抗震设计时不应小于450mm;柱截面高度非抗震设计时不宜小于转换梁跨度的1/15，抗震设计时不宜小于转换梁跨度的1/12。

部分框支剪力墙结构框支柱承受的水平地震剪力标准值应根据框支柱的数量，采取不同的剪力调整，同时应相应的调整框支柱的弯矩及柱端框架梁的剪力和弯矩，框支梁的剪力、弯矩、框支柱轴力可不调整。

3、剪力墙设计

部分框支剪力墙结构框支梁上部墙体的构造应符合下列规定：

1）、当墙体开边门洞时宜设置翼墙、端柱或墙体加厚。当洞口靠近梁端且梁的受剪承载力不满足要求时，可采取框支梁加腋或增大框支墙洞口连梁刚度等措施。

2）、框支梁上部墙体竖向钢筋在梁内的锚固长度，抗震设计时不应小于laE，非抗震设计时不应小于la。

部分框支剪力墙结构落地剪力墙底部加强部位宜设置翼墙或者端柱，其弯矩设计值应做调整，且墙肢不宜出现偏心受拉。

4、框支楼板设计

部分框支剪力墙结构中，框支转换层楼板厚度不宜小于180mm，应双层双向配筋，且每层每方向的配筋率不宜小于0.25%，楼板中的钢筋应锚固在边梁或墙体内，混凝土强度等级不宜低于C30。落地剪力墙和筒体的楼板不宜开洞。楼板边缘和较大洞口周边应设置边梁，其宽度不宜小于楼板厚度的2倍，全截面纵向钢筋配筋率不应小于1.0%。余转换层相邻层的楼板也应适当加强，具体加强措施如加厚楼板厚度，提高配筋率，可避免在空间作用下，相邻层楼板承载力不足。

五、转换层位置要求

带转换层高层建筑结构转换层位置不宜过高，位置较高时，易使转换层附近的刚度、内力突变，形成薄弱层，同时落地剪力墙容易开裂、屈服，不利于抗震。 为了进一步的保证设计的准确性与安全性，框支剪力墙其转换层的位置如果是设置在3层及3层以上时，框支柱、落地剪力墙其底部加强部位的抗震等级宜提高一级，已为特一级不再提高。对于托柱转换结构，因其受力情况和抗震性能比部分框支剪力墙结构有利，抗震等级可不做提高要求。

结束语

带转换层高层建筑结构设计已经成为了现代城市建筑结构设计的关注点，其设计质量的好坏会直接影响到整个高层建筑的设计质量与水平。随着我国经济的持续发展，高层建筑的项目也会不断地增加，人们对高层建筑的要求也会越来越高，因此高层建筑面临着向复杂化、多样化的方向发展，转换层的设计也会越来越成熟。因此就需要加大对带转换层高层建筑结构的了解，提高转换层的设计水平，增强转换层在高层建筑中的作用，从而切实提高高层建筑的整体设计水平，满足建筑行业的发展需求。

参考文献

第5篇：高层建筑的受力特点范文

【关键词】结构转换层 高层建筑 结构设计 高层建筑设计 转换层设计

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

一．引言

随着我国现代高层建筑高度的不断增加，建筑的功能也日趋复杂，在高层建筑竖向立面上的造型也呈现多样化。在某些建筑结构中，通常会要求上部的框架柱或是剪力墙不落地，在建筑结构中需要设置较大的横梁和桁架来作为支撑，甚至有时要改变竖向的承重体系，此时就要求设置转换构件，将上部和下部两种不同的竖向结构进行过度和转换，通常这种转换构件占据约为一至二层，这种转换构件即为转换层。结构转换层在很大程度上改变了建筑的结构体系，在进行设计时要慎重考虑。

二.转换层结构施工特点

由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大、墙体多、柱网密,而到上部则逐渐减少墙体及柱的布置,以扩大柱网。这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此,为了适应建筑功能的变化,就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件,部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。转换层的结构形式一般有以下几种构成：箱式转换、梁式转换、空腹桁架式转换、桁架式转换、板式转换和斜撑式转换等。 带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。众多高层建筑采用梁式转换层进行结构转换,这主要是由于:

1.转换层设计带转换层的多高层建筑,转换层的下部楼层由于设置大空间的要求,其刚度会产生突变,一般比转换层上部楼层的刚度小,设计时应采取措施减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化,以保证满足抗风、抗震设计的要求。转换构件为重要传力部位,应保证转换构件的安全性。2.8度抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外。还应考虑竖向地震作用的影响,转换构件的竖向地震作用,可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算;作为近似考虑,也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数1.1。

2.经济指标

从抗剪和抗冲切的角度考虑,转换板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。这样的厚板一方面重量很大,增大了对下部垂直构件的承载力设计要求,另一方面本层的混凝土用量也很大。

转换梁常用截面高度为1.6~4.0m,只有在跨度较小以及承托的层数较少时才转换梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度较大且承托较大且承托的层数较多时,或构件条件特殊时才采用较大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的刚度和质量,在地震作用下,地震反应强烈。不仅板本身受力很大,而且由于沿竖向刚度突然变化,相邻上、下层受到很大的作用力,容易发生震害。以往的模型振动台试验研究表明,厚板的上、下相邻层结构出现明显裂缝和混凝土剥落。另外,试验还表明,在竖向荷载和地震力共同作用下,板不仅发生冲切破坏,而且可能产生剪切破坏,板内必须三向配筋。

4.转换层结构的基本功能

从结构角度看，转换层结构的功能主要有：

(1)上、下层结构形式的转换

这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架--剪力墙结构，将上部的剪力墙转换为下部的框架。

(2)上、下层结构轴网的转换

转换层上下结构形式没有改变，但通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，这种形式常用于外框筒的下层以形成较大的入口。

(3)下、下层结构形式和结构轴网同时转换

上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为下部框架结构的同时，下部柱网轴线与上部剪力墙的轴线错开，形成下、下结构不对齐的布置。

5.转换层结构设计方法存在的问题

目前在多、高层建筑中，绝大多数的开发商都会要求建筑物具有完备的建筑功能，建筑师在建筑设计中也往往首先想到采用结构转换层来完成上、下层建筑物功能的转换。但一些结构设计人员在实际进行转换层设计时显得无从下手，没有可操作、可遵循的设计思路、设计原则来进行结构设计。造成这种现象的主要原因是当前转换层设计没有相关的可遵循的设计准则，使设计人员难以进行结构选型、截面确定、计算模型确定、计算方法确定，计算结果应用以及配筋方法的实施等一系列结构设计步骤。这种现状与我国当前高层建筑的迅猛发展足不适应的。转换结构层具有与一般结构层相比结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这样的尺寸和重量意味着转换结构组成了建筑物的主要构件。它们设计的是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要影响。现有的转换层设计方法，主要是针对形式简单、受力相对简单的转换梁，对于受力复杂的转换梁还没有深入研究。即便是对于形式简单的转换梁，其受力性能也没有完全清楚，而往往是互相混淆，设计概念小明确，设计原则不准确。

三. 带结构转换层的高层建筑结构设计

1. 带转换层的高层建筑结构设计原则

高层建筑中转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变，地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节，对结构抗震不利，故转换层结构在设计时应遵循以下原则：

（1）为防止沿竖向刚度变化过于悬殊形成薄弱层，设计中应考虑使上、下层刚度比γ≤2，尽量接近1。这样才能保证结构竖向刚度的变化不至于太大，使上柱有良好的抗侧力性能，减少竖向刚度变化，有利于结构整体受力。

（2）尽可能减少需结构转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换结构越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震更有利。

（3）设计中应保证转换层有足够的刚度，一般应使梁高度不小于跨度的1/6，才能保证内力在转换层及其下部构件中分配合理，转换梁、剪力墙柱有良好的受力性能，能较好的起到结构转换作用。

（4）必须控制框支剪力墙与落地剪力墙的比例，当剪力墙较多且考虑抗震时，横向落地剪力墙数目与横向墙总数之比不宜少于50%，非抗震时不宜少于30%。

（5）转换层以上的剪力墙和柱子应尽量对称布置，梁上立柱应尽量设在转换梁跨中，以免转换梁变形时，在梁上立柱的柱脚处产生较大转角，带动立柱柱脚产生较大变形，引起柱的弯曲及剪切，使立柱产生很大的内力而超筋。

（6）转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高。转换层位置较高时，易使框支剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变，并易形成薄弱层，对抗震设计不利，其抗震设计概念与底层框支剪力墙结构有较大差异。当必须采用高位转换时，应控制转换层下部框支结构的等效刚度，即考虑弯曲、剪切和轴向变形的综合刚度，这对于减少转换层附近的层间位移角及内力突变是十分必要的，效果也很显著。另外，对落地剪力墙间距的限制应比底层框支剪力墙结构更严一些。对平面为长矩形的建筑，落地剪力墙的数目应多于全部横向剪力墙数目的一半。

2.转换层的应用

（1）梁式转换层

作为目前高层建筑结构转换层中应用最广的结构形式，它具有传力直接明确及传力途径清晰，同时受力性能好、工作可靠、构造简单、计算简便、造价较低及施工方便等优点。转换梁不宜开洞，若必须开洞则洞口宜位于梁中和轴附近。转换梁有托柱与托墙两种形式，其截面设计有4种方法，即普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法。转换梁的截面尺寸一般由剪压比（mv=Vmax/febh0）计算确定，应具有合适的配箍率，以防发生脆性破坏，其截面高度在抗震和非抗震设计时应分别小于计算跨度的16和18。（2）厚板转换层 当转换层上、下柱网轴线错开较多而难以用梁直接承托时，可采用厚板转换层，但厚板的巨大荷载会集中作用于建筑物中部，振动性能复杂，且该层刚度很大、下层刚度相对较小，容易产生底部变形集中，其传力途径十分复杂，是一种对抗震十分不利的复杂结构体系，应进行整体内力分析、动力时程分析及板的内力分析等。厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定；可局部做成薄板，厚薄交界处可加腋或局部做成夹心板，一般厚度可取2.0～2.8m，约为柱距的1/3～1/5。厚板应沿其主应力方向设置暗梁，一般可在下部柱墙连线处设置。转换层厚板上、下一层的楼板应适当加强，楼板厚度不宜小于150mm。

(3）箱式转换层

当需要从上层向更大跨度的下层进行转换时，若采用梁式或板式转换层已不能解决问题，这种情况下，可以采用箱式转换层。

它很像箱形基础，也可看成是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成，具有很大的整体空间刚度，能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。

(4)桁架式转换层

这种形式的转换层受力合理明确，构造简单，自重较轻，材料节省，能适应较大跨度的转换，虽比箱式转换层的整体空间刚度相对较小，但比箱式转换层少占空间。

(5)空腹桁架式转换层

这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似，但空腹桁架式转换层的杆系都是水平、垂直的，而桁架式转换层则具有斜撑竿。空腹桁架式转换层在室内空间上比桁架式转换层好，比箱式转换层更好。

四．结束语

高层建筑的迅速发展，从以往的简单体型和功能单一的时代开始走向体型复杂，建筑的功能呈现多样化发展。在高层结构设计中，带转换层结构设计不能简单设置成“承上启下”，而要在实际结构上实现上部结构和下部结构的过度和转换。

参考文献：

[1] 熊进刚 李艳 带结构转换层的高层建筑结构设计[期刊论文] 《南昌大学学报(工科版)》 ISTIC -2002年4期

[2]季静 韩小雷 杨坤 郑宜 Ji Jing Han XiaoLei Yang Kun Zheng Yi带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计[期刊论文] 《结构工程师》 ISTIC -2005年2期

[3]丁奇峰 带结构转换层的高层建筑结构设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2013年6期

[4]韩小雷 杨坤 郑宜 季静 带梁式转换层的超限高层建筑结构设计[期刊论文] 《昆明理工大学学报（理工版）》 ISTIC PKU -2004年6期

[5]黄瑛 带转换层高层结构综合楼设计 [期刊论文] 《铁道标准设计》 ISTIC PKU -2005年1期

[6]侯俊杰 带结构转换层的高层建筑结构设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2013年5期

第6篇：高层建筑的受力特点范文

【关键词】高层住宅；剪力墙；优化设计

1、前言

高层建筑一般为9层以及9层以上的建筑，而高度在100m以上的，被称之为差高层建筑。随着城市居民的增长，城市用地紧张的情况逐渐加剧，高层建筑对于缓解城市用地紧张，保障国民生计具有重要的意义。根据国家《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-1995）规定，超过10层或建筑高度超过24m的住宅为高层住宅，主要以建筑物室外地面到其屋面顶板为建筑物的高度，t望塔、电梯机房、出屋面楼梯等不计入高层住宅高度计算。随着社会经济的发展，对于高层住宅的平面与空间设计的要求越来越高，普通的框架结构不能够满足人们对于高层建筑的空间要求，剪力墙结构体系具有刚度、强度高，结构传力均匀等特点，具有整体性能好，能够满足人们对于住宅空间使用以及立面美观的要求，因此逐渐广泛的应用于高层住宅设计中。

2、高层住宅剪力墙形式特点与设计关键

2.1 高层住宅剪力墙特点

剪力墙体系是以钢筋混凝土墙抵抗竖向以及水平荷载的结构体系，现浇混凝土剪力墙的结构整体性好，承载力高，而且在水平荷载下结构的侧移较小，具有较高的抗震性能。剪力墙结构具有一定的延性，历次较大地震中剪力墙结构体系的震后结构破坏较少，但是在设计中，剪力墙受到空间约束较大，因此常用于住宅、公寓等建筑中，而在商场等公共建筑中使用较少。高层住宅剪力墙的形式特点主要如下：（1）悬臂剪力墙是高层住宅剪力墙的基本形式，而且悬臂剪力墙的结构合理布置形成住宅的主体，在荷载情况下，剪力墙受到的影响主要有剪切破坏、滑移破坏以及弯曲破坏，对于剪力墙的设计中，应该对剪力墙的强度，稳定进行计算，满足建筑的荷载要求。（2）剪力墙在实际工程中可分为整体墙与联肢墙，其中整体墙与竖向悬臂构件类似，因此在设计中进行配筋是应该尽量将钢筋设计在墙肢的两侧，并且可以加大配筋率以增强墙体的延性；联肢墙是由混凝土连梁连接的剪力墙，主要以剪切破坏为主，因此在设计中需要着重验算墙肢的轴压比限。（3）剪力墙的壁式框架主要是因为剪力墙开洞较大时所应用的结构，由宽柱以及宽梁的短墙肢构成，剪力墙的受力特点类似于框架结构。

2.2 剪力墙的类型与布置原则

剪力墙主要有整体墙、短肢剪力墙、小开口整体墙、无洞单肢剪力墙等剪力墙结构，为了确保剪力墙满足工程需求，需要按照剪力墙布置原则确保剪力墙的结构满足工程需求。剪力墙的结构布置原则如下：（1）根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3―2010）的规定，剪力墙结构宜采用自下到上的连续布置，避免因为结构不连续引发的突变，布置时尽量以平面周边为主这样能明显提高结构的整体刚度满足对位移角的规范要求；（2）剪力墙的平面布置应该以简单、规则为主要原则，两个方向的侧向刚度不宜相差过大，而且两个方向的剪力墙进行联接，确保空间工作性能达到最佳；（3）沿剪力墙的高度方向改变混凝土强度等级与墙厚，确保每个墙段的墙段高宽比超过2，而且将长墙分为较小长度，每个墙段借助连梁连接；（4）剪力墙洞口布置对于剪力墙的力学性能影响较大，因此需要确保剪力墙的门窗洞口上下对齐，确保剪力墙的应力分布均匀协同受力。

2.3 高层住宅剪力墙结构设计关键问题

在高层剪力墙的结构设计中，应该对剪力墙的转角窗、短肢剪力墙、剪力墙连梁配筋等重点进行分析，根据建筑的需求进行优化设计：（1）转角窗的设计，现代高层住宅设计中，转角窗能够为房间提供开阔的视野与采光通风，因此在住宅设计中具有广泛的应用价值，但是转角窗的设计会造成结构的抗扭刚度降低，因此需要采用提高剪力墙配筋率，加厚楼板或加楼板暗梁等方式，对转角窗进行加强。（2）短肢剪力墙的合理设计，在高层剪力墙的设计中，按照《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定设计短肢剪力墙，保证短肢剪力墙的承担的底部倾覆力矩符合规范要求，而且短肢剪力墙的形状、轴压比、钢筋配筋率等参数必须满足规范要求，从经济角度讲尽量少采用短肢剪力墙。（3）剪力墙设计时要满足规范对轴压比及墙体稳定性的要求，既经济又合理。

3、高层剪力墙结构体系优化设计实例分析

3.1 工程概况

以某城市的高层住宅为研究对象，拟建场地的地势平坦、地面标高介于411.55～412.46m之间，而且住宅的主体高度为95.700m，地上层数为33层，地下两层，采用剪力墙的结构设计。工程的结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，抗震为标准抗震分类，抗震防设烈度为8度，裂缝控制等级为三级，地面粗糙度为C类，基本风压0.4kN/m2。

3.2 剪力墙结构设计

工程中的剪力墙结构主要呈现平面蝴蝶型的布置，而且根据结构户型选择剪力墙的结构设计。为了保证剪力墙满足建筑的要求，需要遵循剪力墙的设计原则，从而保证建筑安全。文中的剪力墙混凝土构件底部加强区以下采用C40，加强区至以上8层采用C35，其余以上各层均采用C30混凝土，梁、柱、墙受力钢筋采用HRB400，梁、柱箍筋及楼面板、屋面板、剪力墙的受力、分布钢筋及其他构造钢筋采用HPB300。梁、板、柱和墙的混凝土保护层厚度分别为30 mm、15 mm、30 mm和15 mm。

3.2.1 以主轴为中心

在剪力墙设计的过程中，需要以剪力墙的主轴作为中心，从而向四周进行延伸。在设计的过程中，需要将各方向的剪力墙连接，保证剪力墙的连续性，从而避免突变。在对剪力墙设计的过程中，需要保证两个方向的剪力墙侧向刚度保持接近；墙肢的结构设计应该简单易行。高层建筑对于剪力墙的要求较高，剪力墙需要以主轴为中心进行扩散，从而保证剪力墙的连续性，为建筑提供安全、可靠的承载作用。

3.2.2 避免剪力墙与外梁搭接

在剪力墙的设计中，因为剪力墙结构的平面外刚度较小，而平面内刚度较大，所以受力时会出现弯矩现象。为了保证剪力墙的安全工作，避免弯矩现象，需要保证剪力墙的独立性，避免与外梁搭接，从而保证剪力墙平面外的搭接安全。

3.3 剪力墙结构设计优化

在剪力墙的设计过程中，需要对剪力墙的结构进行优化设计，从而保证建筑的空间结构，并且符合建筑的荷载要求与抗震要求。在建筑结构设计过程中，沿着主轴方向进行布置，能够保证剪力墙的空间工作性能。设计过程中，为了节约材料，可以适当的利用剪力墙的空间设计，使剪力墙具有一定的侧向刚度与承载能力。为了保证剪力墙的刚度，需要对剪力墙的结构进行优化设计，可以将剪力墙分成几段墙面，墙面之间采用弱连梁结构，保证墙高度与截面高度比例大于2.

4、结论

剪力墙结构体系对于高层住宅具有重要的意义，对于平面结构布置不规则的剪力墙结构设计时，需要保证剪力墙的两个方向的数量均衡，而且确保平面布置简单、规则，竖向布置连续，门窗洞上下对齐布置，而且加大高层住宅核心筒周边剪力墙的数量，提升剪力墙的安全性能与整体刚度。

参考文献：

第7篇：高层建筑的受力特点范文

1高层建筑结构分析与设计

1.1结构分析与设计基本特点

1.1.1水平荷载成为决定因素。任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。相对于低层建筑来说，高层建筑所承受的垂直荷载和风产生的水平荷载对建筑结构的影响较大。而对比垂直荷载和水平荷载的作用，水平荷载的决定性作用更大。究其原因：（1）高层建筑自重和楼面使用荷载在建筑构件中产生的轴力与弯矩的数值，仅与楼房高度成正比。而水平荷载作用在建筑结构所产生的力矩和水平荷载作用在竖构件上所产生的轴力，都与楼房高度成正比，对高层建筑结构的影响更大。（2）从竖向荷载的风荷载和地震在高层建筑中的作用情况来看，两者将直接影响建筑结构动力特性，随着作用效果的增大，建筑结构动力特性变化幅度不断增大。1.1.2轴向变形。基于结构力学理论知识，可以确定结构构件位移公式为：基于以上公式，可以确定结构构件位移将对连续梁弯矩、构件剪力和侧移有很大影响。原因就在于建筑结构构件变形，会使得轴向变形，差异轴将会使得连续梁中间支座处的副弯矩值发生改变。而对于构件剪力和侧移的影响，则是按照矩阵位移法来分别考虑竖向杆件的轴向变形或不变形两种情况，确定构件剪力和侧移的确会受轴向变形所影响。

1.2高层建筑结构体系类型

1.2.1框架—剪力墙体系。框架—剪力墙体系是在框架体系强度和刚度不能满足要求的情况下提出的。主要是通过设置剪力墙来替换部分框架，进而满足标准要求。在框架—剪力墙体系中，剪力墙设置的主要目的是增强结构侧向刚度，负责承受水平荷载，加之框架所承受的垂直荷载，整个高层建筑位移情况将大大减小。1.2.2剪力墙体系。整个高层建筑受力主体结构均有平面剪力墙构件组成的情况被称为剪力墙体系。因剪力墙体系属于刚性结构，其强度和高度较高且有一定的延性，使得其是一个良好的结构体系，能够承担高层建筑水平荷载和竖向荷载，保证高层建筑稳定。1.2.3筒体体系。单筒体、筒中筒、多束筒等多种形式的通体体系均是以筒体作为抗侧力构建的构建体系。筒体是一种空间受力构件，但因其内部填充情况，可以使得其受力程度发生改变。所以在利用筒体体系中，可以根据风力、地震强度来合理设置筒体，促使其构件受力合理，提升高层建筑的稳定性。

1.3高层建筑结构分析与设计方法

1.3.1结构分析中常用的基本假定。高层建筑结构是由竖向抗侧力构件通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。精准的安装三维空间结构进行高层建结构分析是比较困难的。此时可以利用基本假定的方法来简化分析结构，可以得到准确且有效的结论。常用的基本假定有：（1）弹性假定。在高层建筑结构受到垂直荷载或风力作用的情况下，结构处于弹性工作阶段。假定建筑结构处于弹性状态，那么建筑结构在遭到地震或强风的作用下，结构位移程度较大，且可能出现裂缝的情况。利用弹性方法计算此种假定情况下结构内力和位移，可以真实反映高层建筑结构的工作状态。（2）小变形假定。诸多学者认为小变形假定应当利用非线性问题来了解高层建筑结构变化情况，也就是分析高层建筑结构在地震或风力作用下，假定顶点水平位移与建筑高度的比值为1/500时，分析高层建筑的非线性问题，从而明确高层建筑结构在垂直荷载和水平荷载的作用下结构的变化情况。1.3.2各类结构体系采用的分析方法。对于框架—剪力墙体系的分析，主要是采用连梁连续化假定，也就是根据剪力墙与框架位移协调条件，建立位移与外荷载之间关系的微分方程，对其进行求解，如此可以了解框架、剪力墙水平位移情况。而对于剪力墙体系的分析，最好采用平面有限元法，可以对不同类型的剪力墙结构进行计算和分析，明确剪力墙的转换层等应力分布情况。筒体体系分析中常采用的分析方法有等效连续化方法、等效离散化方法、三维空间分析法。这三种分析方法的应用需要根据不同分析方法的特点及筒体结构类型，规范、合理地运用分析方法，从而了解筒体结构的应力变化情况。

26度区高层建筑结构选型研究

为了实现6度区双塔高层建筑合理的、科学的结构选型，笔者将从以下三方面展开：

2.16度区双塔高层建筑说明

6度区双塔高层建筑是由两个高层建筑组成的，总建筑面积约9万m2，分别是33层和32层，地下室是两层。1号楼底下三层为商业楼，上部为住宅楼，1号楼采用部分框支剪力墙结构，三层设高层转换满足建筑功能。本建筑高层采用的是带转换层高层建筑结构，部分建筑结构采用框支剪力墙结构。为了应用需要，将转换层设置在3层，同时为满足相关技术标准，对高层建筑框支柱、剪力墙底部进行了强化，使其达到一级抗震标准。2号楼为一般住宅楼，采用剪力墙结构。地下为停车场，1号楼1、2、3层商业建筑面积为1850.81m2；5～33层设为居民建筑，建筑面积为1192.67m2。2号楼32层建筑均设为居民建筑，其中1层的建筑面积为853.22m2；2～32层的建筑面积为871.98m2。

2.2高层建筑结构体系方案的比较

基于以上内容的概述，考虑到建筑高度、功能、抗震、经济性等因素，采用框架—筒体结构体系和剪力墙结构体系均比较适合。为了使6度区双塔高层转换层在转换层层高情况下更好地满足建筑功能的使用，笔者将对以上两种高层建筑结构体系方案进行分析比较，选择最佳的结构体系方案。2.2.1框—筒结构体系。由于结构平面布置需要充分考虑水平荷载和竖向荷载抵抗情况，在结构平面布置规则对称的同时，也考虑其刚度的对称，在矩形中部设置楼电梯井筒体，再根据建筑平面对称布置框架。为了保证双塔高层建筑1号楼采用部分框支剪力墙结构，三层设高层转换满足建筑功能，2号楼剪力墙结构，能够抵抗地震作用，对结构纵横两个主轴方向进行抗震设计，也就是将梁和柱的中线进行重合设计，促使梁和柱直接传力，减少主轴偏向，带来不利影响。2.2.2剪力墙结构体系。基于6度双塔高层建筑的规划方案，为了避免双塔高层建筑在转换层层高情况下建筑结构可以有效抵抗水平荷载和竖向荷载，促使高层建筑依旧更好地满足建筑功能的使用要求，1号楼三层设高层转换满足建筑功能，需要增强剪力墙结构体系，因此对剪力墙的设置为：（1）合理开设剪力墙的洞口，将一道剪力分成若干墙段，洞口连梁的跨度较大，促使剪力墙和连梁的弯曲变形能力大；（2）有效控制墙肢截面的高度，避免剪力墙突变，提高剪力墙底部的强度；（3）部分框支剪力墙结构的框支层，其剪力墙的截面面积不应小于相邻非框支层剪力墙截面面积的50%。

2.3计算参数及计算软件

2.3.1设计依据及基本参数。为了高质量、高效率地建成6度区双塔高层建筑物，在设计此高层建筑的过程中，一定要遵照《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》《建筑抗震设计规范》等，规范、合理地进行高层建筑结构选型。由于地震作用对高层建筑的影响较大，而本次高层建筑又属于A级高度建筑，在进行双塔高层建筑结构选型时，需要明确场地的特征周期、地震影响系数、地震放大系数、基本风压、地面粗糙级等方面的参数，并根据当地地质灾害的评估结果，合理分析高层建筑。2.3.2计算软件的应用。计算软件采用PKPM-SATWE，它是专门为多、高层结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元分析软件。利用此计算软件来分别分析框—筒结构体系和剪力墙结构体系中的相关数值，对比结构体系，从而优选适合的结构体系。对于SATWE计算软件的应用，主要是：（1）设定整体参数。根据相关标准规范及双塔高层建筑实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行合理设置；（2）确定整体结构的合理性。也就是明确6度区双塔高层转换层在转换层层高情况下结构稳定、安全情况下的位移情况、刚度情况、刚重情况、剪重情况等，将其设定为指标，分别对两种结构体系的高层建筑转换层层高情况下各个因素的变化情况进行分析。

3结语

综合以上计算软件计算结果可以确定，结构体系对建筑使用功能的影响较大。从结构受力的角度来看，框—筒结构体系的受力越大与核心筒的大小相关；剪力墙结构体系的受力与剪力墙的强度有关。所以，综合考虑6度区双塔高层建筑的各个方面及转换层在转换层层高情况下更好地满足建筑功能的使用要求，选用剪力墙框架结构体系是非常适合的。

参考文献

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[6]陆祝贤．高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[J]．科学与财富，2015，（5）．

第8篇：高层建筑的受力特点范文

【关键词】高层建筑；结构转换层；施工技术

【中图分类号】TU974【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2015）09-0123-01

为了适应当前的建筑事业发展以及多功能化的要求，高层建筑往往通过利用结构转换层施工技术实现转换处理。结构转换层在整个结构中起着纽带作用，转换层造价低廉、受力明晰等优良特点，在当前高层建筑施工中广泛应用，是实现高层建筑垂直转换的常见形式。因此有效的使用结构转换层技术，直接关系到高层建筑的整体质量。

一、高层建筑结构转换层的功能分析

在当代建筑工程中，为了满足人们日益提高的要求，建设单位通常将建筑设计为商住两用型高层建筑，即较高层处设置居住区，较低层处设置商用区，不同楼层的不同用途也导致了其建筑施工的工艺差异，如：较低层处的商用区需要有开敞的空间、较高的顶棚以及开阔的视野等；较高层处的居住区则相反，具备温馨舒适等特点。为了实现建筑施工的安全性以及合理性，建设单位通常会在居住区以及商用区中间设置结构转换层，从而使得各楼层各尽其用，而且不对安全性以及美观性造成影响。结构转换层是将不同形式的建筑物纽带部位合理的进行联结，不仅将下层商用区完成了封顶施工，同时还作为上部居住区的地基工程。在施工过程中，结构转换层的施工难度很高，需要对大体积混凝土有非常高的技术要求，结构转换层在高层建筑中起着重要的纽带作用，是当前高层建筑垂直转换的常见技术。

二、高层建筑结构转换层的施工特点

1.结构尺寸大在高层建筑结构转换层体系中，利用界面内力改变内力，且内力结构的分布较为复杂。为确保水平剪力从上部结构传递给下部结构，要求转换层楼面水平刚度务必达到一定的标准，通常情况下控制楼板厚度大于16cm，因此，转换层的结构尺寸较大且具备较重的楼面荷载。2.分层浇筑，利用先浇部分构件承载由于高层建筑的转换层水平构件高跨比较大，因此必须注意截面弯曲过程中水平纤维的相对错动，一旦不适用平界面，依据厚板以及短深梁的受力特征，在施工过程中利用二次叠交法仔细分析叠合构件，并且分析分层处水平剪力对构件的影响，保证一次叠浇构件的实际承载能力。3.结合下部结构，灵活布置支撑系统为了尽可能的降低结构抗震的影响，避免发生转换层的剪力突变与刚度突变，在进行支撑系统的设计时，要结合下部结构灵活布置。4.通过下部竖向构件卸荷通过利用预应力技术以及钢骨混凝土技术，从而减轻转换层自重，并对其整体的抗震性能加以改善。模板支撑设计过程中，利用成型的预应力以及水平钢骨改善其受力性能，此方法通常使用于上部结构和转换层均没有形成整体时。

三、高层建筑结构转换层施工技术分析

1.模板施工转换梁侧模板的材料通常使用组合钢模板，亦可采用17mm厚的覆膜胶合板。进行混凝土浇筑时，受到侧压力作用将会导致模板发生变形，进而导致胀模现象发生，对整体施工的质量造成影响。一般情况下通过设置拉螺杆于转换梁内的设计从而实现对该问题的解决，与此同时，采取钢管作为侧模背扛的锁固工作，目前常见的背扛间距在500mm左右。最后需要注意一点，即转换层混凝土强度只有在全部满足后，方可进行底模的拆除工作。2.钢筋施工钢筋施工过程中，通常具备密集性强、主盘较长、钢筋含量大等特点，在梁柱的节点部位尤为突出，钢筋的密集程度达到新的高度。在施工过程中，钢筋结构的捆绑工作难度极大，因此必须采取科学合理的措施改善捆绑施工问题，从而提高钢筋结构的工程质量与工程便利性。目前常见的措施主要包括以下几方面：（1）在转换梁的两侧位置，合理的布置脚手架，并且利用脚手架的支撑力，从而确保钢筋结构的临时支撑点；其次，通过钢管结构实现整个结构上层部分钢筋的支撑工作，待全部钢筋焊接工作完成后，且钢筋达到相对稳固的情况下，方可进行撤离脚手架的工作。（2）进行焊接过程中，要求相关焊接人员必须具备一定的专业素质，并且持证上岗，严格控制其资质，避免在焊接时因焊接人员的技术不合格而导致的安全隐患与工程质量问题的出现。进行主钢盘接头部分的焊接过程中，需要采取闪光对焊的方法与锥螺纹接头连接等方法，控制好接头位置。焊接过程中的任何操作流程务必按照有关规范合理进行。（3）留设锚固长度务必科学合理，其中，包括转换层的楼板钢筋部位、腰筋部位以及上下部位。3.混凝土施工进行转换层结构施工时，不可避免的面对大量的混凝土，特别是结构关键部位的大梁部位，极其需要进行大面积灌注混凝土。为确保灌注混凝土后的稳定性以及整体性，避免混凝土发生大面积裂缝，因此，在混凝土灌注过程中，必须严格控制内外温差，控制好灌注后混凝土的保养工作。根据相关规定，混凝土的内外温差不得高于25℃，与此同时，混凝土材料的选择也会决定混凝土整体质量的程度。所以在进行混凝土材料的选择过程中，必须严格控制材料的质量，从而确保工程质量万无一失。

四、施工注意事项

1.进行截面尺寸较大的转换结构施工过程中，需要采用大体积混凝土组织予以配合，进行转换结构界面的挠度以及承载力的计算过程中，必须要对大体积混凝土的水化热、混凝土收缩、混凝土徐变等问题进行考虑，避免发生不必要的质量问题。2.由于转换结构的施工荷载以及其自重很大，因此要采取模板支撑设计，从而确保其支撑系统能够具备一定的稳定性以及强度。进行搭设支撑过程中，要求其上下层支撑均处于同一个位置，从而确保荷载的合理传递。3.因为转换层结构承托竖向荷载较大以及预应力钢筋较高用量，通常采取相关措施避免张拉阶段预拉区反拱或者开裂过大。通常情况下选择分阶段张拉技术以及择期张拉技术，即在转换层上部结构完成数层后，通过采取分阶段张拉技术以及择期张拉技术对预应力钢筋的各个荷载阶段予以平衡，选择择期张拉预应力技术的时候，必须控制好转换层结构的下部支撑。4.设置模板后，其转换层结构施工过程中的使用阶段以及受力状态也不尽相同，需要对下部楼层的楼板以上转换梁进行承载力验算。进行结构设计过程中，需要对转换结构的施工支模方案进行综合考虑，并且合理的建立力学分析模式，确保施工和设计的有机统一。

五、总结

综上所述，高层建筑中结构转换层技术，将会合理的利用高层建筑的空间，并且解决了一系列技术难题，值得在高层建筑中推广应用。

参考文献

第9篇：高层建筑的受力特点范文

1.1平面设计中的结构构想

1）受力特征与平面形式。高层建筑因其特有的受力特征，从结构意义分析其对平面形式的影响就具有重要意义。高层建筑在水平荷载作用下，结构产生侧移，其中整体弯曲变形占主导地位，结构整体弯曲变形所引起的侧移，与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系，以建造宽度很小的建筑物是不适宜的。因此，在平面上加大建筑的有效宽度，就能在很大程度上减少结构的相对侧移.所以，从结构受力角度来讲，高层建筑的平面形式最好是简单、规整的。圆柱形建筑由于它垂直于风向的表面积最小，其风荷载比方柱形建筑可减少20%～40%。平面形式为圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式的高层建筑，建筑沿纵横两个方向的宽度均较大，有较好的抗侧刚度，受风面积也较小，是理想的高层建筑平面类型。

2）结构平面布置的合理性。结构中的传力构件在平面中布置，应不影响建筑使用功能的基础上，尽量满足从力学角度所提出的要求。从力学角度出发，高层建筑的抗侧力结构应均匀布置，避免由于抗侧力结构分布不均而导致水平荷载作用中心偏离抗侧力结构刚度中心而产生扭矩，使抗侧结构处于非常复杂受力状态。

3）结构形式与特点。高层建筑对内部空间的要求，因其使用性质和功能不同，建筑平面布置也就随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆；办公室要求大小空间兼有；餐厅、商场、展览厅等，则要求有能灵活分隔的大空间；舞厅，宴会厅和报告厅等，又要求内部无柱大空间。各种结构体系所能提供内部空间是不同的，它反映在建筑中也各具特色。随着结构技术的发展，一些较新颖结构体系的运用，为建筑师创造丰富多彩的建筑形体，提供使用上具有更大灵活性的平面空间，满足各种使用功能要求创造了有利的条件。如巨型结构、悬挑结构、悬挂结构等既属此类。

1.2剖面设计中的结构构想

剖面构思与建筑形式是紧密相连的，而高层建筑的形式与结构体系又是相互制约的，建筑形式的艺术性必须与结构体系的合理性统一协调，才能充分发挥结构的有效性。因此，不仅要很好地考虑和解决结构与建筑功能方面的要求，还必须运用逻辑思维与形象思维，充分利用结构中符合力学规律和原理的形式来构成不同的空间轮廓与空间韵律。

1）传力体系竖向设计。建筑的空间形态是由结构传力体系支撑的。传力体系的剖面形式，直接反映结构沿竖直方向传递荷载的路径，也关系到建筑物的使用性能。从高层建筑的受力合理性讲，应注意控制建筑的高宽比；由于使用上的要求造成刚度变化特别大，或结构布置发生变化时，则必须设置结构转换层；高层建筑必须有相应的锚固深度，此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要，作为一层或多层地下空间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。

2）创造优良体型。高层建筑由于受水平荷载的影响较大，所以建筑形体应力求简洁、均衡、稳定，并具有极佳力学效益而不易屈服于侧向力的优良体型。上下如一型：板式高层建筑其形状多为一字形平面，因其面积利用系数高、造型简洁、朴素大方、结构简易、施工方便、造价也较经济，广泛用于办公楼、旅馆与住宅。

3）合理设置结构转换层。现代高层建筑向着多功能、综合用途发展。在同一幢建筑中，可能上部楼层布置住宅、旅馆、中部楼层作办公用房，下部楼层往往是商场、餐饮、文化娱乐设施。不同功能用途的楼层对结构形式提出了不同的要求。上部需要的是多墙体的小开间；中部则需小的和中等大小的空间；而下部则要求是尽可能大的、能自由灵活分隔的大空间，柱网要大，墙要尽可能少。

4）增设加强层。层数很多、高度很大的建筑，如果靠增大截面尺寸或增设抗侧力构件，必然影响到建筑的使用，这时就可考虑在一定高度位置设置加强层。当未设置加强层时，作为一般高层结构体系，其位移类似于悬臂梁，随高度增加而迅速增大，外荷载产生的倾覆力矩大部分由中央核心剪力墙或筒体承受。在高层建筑中，加强层的设计，可结合设备层一起考虑。由于设备层对采光要求较低，可以不开或少开窗，并可在不妨碍设备布置的前提下增设内部支撑，或沿其周边局部加固，因此设备层可以成为刚度很大的加强层。

2结语