高层建筑转换层结构技术经济比较研究

论文摘要

实际工程中转换层结构形式主要有:梁式转换结构、桁架式转换结构、空腹桁架转换结构、箱型转換结构、斜柱转換结构、宽扁梁转换结构等,各种转换结构形式,无论从力学性能上,还是从经济和功能上均有所不同,合理选择转换结构的形式,对于保证设计质量、缩短设计周期、降低工程造价、提高结构的综合性能具有重要的实际意义。本文选择了底部三层大空间带转换层的框支剪力墙结构为研究对象,利用SATWE三维空间有限元分析软件,对带上述6种转換层的框支剪力墙高层建筑结构在转換跨度6.6m X7.5m-10.5 m X15.0m下建立102个计算模型进行整体计算对比分析,得到转换结构体系的力学性能参数和在不同跨度下的经济技术指标,并从抗震性能和综合效益上,提出转换结构体系在各跨度下的优选方案,最后选择一个工程实例进行计算分析以验证优选方案的可行性。计算结果表明,在低烈度区、低位转换,柱网较规则,轴网跨度在6.6m X7.5m以内时,普通混凝土梁式转换与箱型转换、斜柱转换、预应力筋混凝土梁式转换相比,在工程造价上差异较小,抗震力学性能上也能较好满足规范要求,结合其它一些因素,在六度区、跨度不大时适宜采用普通混凝土梁式转换。当跨度进一步加大,斜柱转换、箱型转换在力学性能和工程造价上具有明显的优势。若转换层梁上为柱或短肢墙结构,能满足建筑功能情况下,则可优先选择斜柱转换;若转换层同时兼作设备层可优先选择箱型转换。当跨度接近15米时,成本最低的是预应力筋混凝土梁式转换,且其综合性能比其它形式转换具有更大的优越性。在不同跨度转换层结构体系中,型钢混凝土梁式转换其造价要比其他转换形式高得多,但其抗震性能有着较大的优势,适宜在高位、高烈度区、体型复杂结构中采用。计算表明,宽扁梁转换其综合性能介于型钢混凝土转换和其它转换形式之间,在高位、高烈度区宽扁梁转换用于托墙、托柱转换,与普通钢筋混凝土梁式转换相比,可显著提高结构的抗震性能。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 转换层主要结构形式及其特点
• 1.2 带转换层高层建筑结构发展及研究现状
• 1.3 选题背景
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 带不同转换结构形式的高层建筑建模及其力学性能比较分析
• 2.1 结构计算模型简图
• 2.2 结构计算模型的简化处理
• 2.2.1 斜柱计算模型
• 2.2.2 箱型肋板计算模型
• 2.2.3 楼板的计算模型
• 2.3 计算参数的设定
• 2.4 整体结构计算分析结果
• 2.4.1 钢筋混凝土梁式转换
• 2.4.2 预应力筋混凝土梁转换
• 2.4.3 型钢混凝土梁转换
• 2.4.4 钢筋混凝土斜柱转换
• 2.4.5 钢筋混凝土箱型转换
• 2.4.6 钢筋混凝土宽扁梁转换
• 2.5 本章小结
• 第三章 不同形式转换层结构设计及在不同跨度
• 3.1 带转换层高层建筑结构设计原则
• 3.2 钢筋砼梁式转换层结构的设计和构造要求
• 3.2.1 转换梁结构设计和构造要求
• 3.2.2 框支柱结构设计和构造要求
• 3.2.3 剪力墙结构设计和构造要求
• 3.2.4 框支层楼板结构设计和构造要求
• 3.2.5 转换层上部框架结构设计和构造要求
• 3.3 预应力混凝土转换梁结构设计和构造要求
• 3.3.1 预应力转换梁的设计步骤
• 3.3.2 预应力转换梁的构造要求
• 3.4 型钢混凝土梁式转换层结构设计和构造要求
• 3.4.1 转换梁受弯承载力主要设计方法
• 3.4.2 型钢混凝土转换梁受剪承载力计算
• 3.4.3 型钢混凝土柱结构设计
• 3.4.4 型钢混凝土梁式转换的梁柱节点设计
• 3.4.5 型钢混凝土转换梁和型钢混凝土柱构造处理
• 3.5 斜柱转换层结构设计和构造要求
• 3.5.1 斜柱转换层结构设计要点
• 3.5.2 斜柱转换上部下部结构设计
• 3.5.3 斜柱转换梁设计
• 3.5.4 转换层斜柱设计
• 3.5.5 斜柱转换节点设计
• 3.5.6 斜柱转换层结构构造措施
• 3.6 钢筋砼箱型转换层结构的设计和构造要求
• 3.6.1 箱型转换层设计要求
• 3.6.2 箱型转换层构造要求
• 3.7 钢筋砼宽扁梁转换层结构的设计和构造要求
• 3.7.1 钢筋砼宽扁梁结构设计和构造要求
• 3.7.2 宽扁梁转换结构的竖向构件设计与构造
• 3.8 转换层结构的经济指标计算
• 3.8.1 钢筋砼梁式转换层结构经济指标的计算
• 3.8.2 预应力钢筋砼梁式转换层结构经济指标的计算
• 3.8.3 型钢砼转换层结构经济指标的计算
• 3.8.4 斜柱钢筋砼转换层结构经济指标的计算
• 3.8.5 箱型转换层结构经济指标的计算
• 3.8.6 宽扁梁转换层结构经济指标的计算
• 3.9 转换层结构体系的技术经济分析
• 3.10 本章小结
• 第四章 带不同形式转换层结构的建筑方案实例分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 计算的技术条件
• 4.3 结构设计
• 4.3.1 结构整体设计
• 4.3.2 结构抗震措施
• 4.4 结构整体计算分析结果
• 4.4.1 不同形式的转换层结构的内力对比分析
• 4.4.2 不同形式的转换层结构的经济指标对比分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简介