高层建筑梁式转换层的结构设计研究及其应用

摘要

为了满足建筑物空间多样性的要求，建筑物中的柱网往往随建筑物高度而发生改变，如在大型商业建筑中，底部为大开间娱乐购物广场，而上部则为小开间公寓或者办公写字楼，下部竖向构件布置较为稀疏，而上部竖向构件布置较为紧凑，典型的“下柔上刚”的非常规结构体系，此类结构体系需依靠转换层构件实现竖向构件不连续，让抗侧力体系在转换层中发生突变。本文结合实际的工程案例背景，重点研究梁式转换层的设计原理及其工程应用情况，分别从以下几个方面对高层建筑转换层的应用进行分析和研究：
　　（1）根据我国现阶段高层建筑发展情况，对转换层的结构功能和形式进行总结，并分析其应用特点，结合现阶段建筑业的发展趋势，对一些新的技术在转换层的应用情况进行阐述。
　　（2）总结梁式转换层的计算原理，分别对托柱型和托墙型梁式转换构件进行受力性能分析，阐述该两种型式的梁式转换构件应采取的力学计算模型；采用弹性力学理论，分析转换构件在上均布荷载及下均布荷载作用下正截面应力分布情况，为设计提供理论依据。
　　（3）根据现行规范要求，分析梁式转换层的结构设计要点，对其重要的竖向构件和水平构件的内力调整值进行总结；在技术措施上，结合规范要求，总结出带转换层的高层建筑设计构造及配筋设计特点。
　　（4）以市场常用的结构一体化设计程序 PKPM为分析对象，结合其内部计算程序 SATWE的使用特点，根据高层建筑结构设计规范要求，总结出结构计算模型及参数设置经验，对电算结果的合理性判断进行总结，根据电算结果情况，提出结构模型修改建议及应采取的技术措施。
　　（5）以长沙富基世纪公园85-87＃栋住宅为设计案例，根据转换层设计理论和设计构造要求，对其结构进行整体计算分析，经过试算和调试，结构模型计算结果符合规范要求，整体指标均在规范限值内，对局部重要的构件按照规范公式要求进行承载力复核。
　　（6）采用 PKPM软件中的弹塑性静力分析程序 PUSH和弹塑性动力时程分析程序 EPDA，在罕遇地震作用下对结构模型进行弹塑性静力分析和弹塑性动力时程分析，了解到结构塑性铰的分布情况和薄弱层分布范围，经过分析，结构的计算结果满足规范要求，整体指标均在规范限值内。

目录

第 1章 绪论

1.1 转换层的发展和研究概况

1.2 转换层的功能分析

1.3 转换层的主要结构形式及特点分析

1.4 高层建筑中结构转换层的发展趋势

1.5 本文研究的主要内容及目的

第 2章梁式转换层的计算原理

2.1 梁式转换层的主要结构型式

2.2 托墙型梁式转换层受力特点

2.3 托柱型梁式转换层受力特点

2.4 托柱形梁式转换层的计算模型

2.5 托墙型梁式转换层的计算模型

2.6 梁式转换层中转换梁的截面设计原理

2.7 本章小结

第 3章 梁式转换层的结构设计和构造

3.1 结构布置

3.2 转换层设计中的内力调整

3.3 转换构件的配筋设计及构造要求

3.4 本章小结

第 4章 结构设计软件的合理应用

4.1 工程设计中结构力学模型假定

4.2 结构软件的合理使用

4.3 程序计算结果的分析和判断

4.4 本章小结

第 5章 梁式转换层工程案例设计分析

5.1 工程项目概况

5.2 设计条件

5.3 结构设计程序实现

5.4本章小结

第 6章 梁式转换层工程案例结构的弹塑性分析

6.1 弹塑性研究现状

6.2 罕遇地震作用下弹塑性静力分析

6.3 罕遇地震下弹塑性动力时程分析

6.4 弹塑性静力方法和弹塑性动力时程方法比较

6.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录 B（实例部分附图）