有关复杂高层商住楼结构转换层的结构选型毕业论文写作资料-论文写作网

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结构转换论文范文

近年,笔者作为一栋高层商住楼建设管理负责人,全程参与了该高层建筑的设计建设.设计过程中,为满足下部是大型商业、酒店及大空间会议报告厅,而上部为住宅、及商务办公的不同使用功能要求,笔者和设计人员就结构形式,尤其是上下部因使用功能导致结构形式发生改变的楼层转换层的结构如何选型进行了研究,现将研究成果分享如下.

1复杂结构转换层形式

目前,国内外使用的转换层形式有很多种,比较常用的有：

(1)梁式转换层,如香港新鸿基中心,5 1层,总高度为178.6m,筒中筒结构体系.一~四层为大空间商业用房,五层以上为办公楼.外框简柱距为2.4m,为解决底层大柱网入口处上、下不同结构柱网轴线的转换,采用截面尺寸为2．Om×5.5m的预应力混凝土大梁,将下层柱距扩大为16.8m和12mo

(2)厚板转换层,如深圳福田彩虹城大厦,38层框支剪力墙结构.板上承托层数为31层,板跨度lOm,板厚2.4m.

(3)桁架式转换层,如深圳世贸中心大厦,53层劲性框架一简体结构.转换层承托层数为47层,跨度17.2m,桁架高10.8m.

随着高层建筑的快速发展,工程中出现了各种体型复杂的结构,其结构在复杂外部荷载的作用下,结构的内力和常规的高层建筑结构相比有很大的不同.转换层作为高层建筑的一个重要组成部分,其结构的受力也会由于建筑结构的体型不同而发生变化.

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2复杂结构转换层的静力分析

高层建筑结构的体型有很多种,在开发商尚未最终确定前,按最不利考虑两种可能的竖向体型结构,如图1所示的悬挑型竖向结构和内收型竖向结构的高层建筑进行结构静力分析.分别采用梁式转换层结构、厚板转换层结构、桁架转换层结构,分析这三种结构在外部荷载作用下的内力.考虑到转换层与上下结构的共同工作,算例中的分析单元取转换层上部三层和下部一层连同转换层一并进行分析.

经简化计算后,该结构上的荷载如图2所示,三种转换层结构的具体尺寸分别如图3、4、5所示.

按照图3、图4及图5所示的三种转换层结构的具体尺寸和结构荷载关系,使用中国建筑科技研究院开发的三维结构分析软件PKPM-TAT进行结构内力分析.得到结构各构件的内力值,见表l.

由表1可以看出,在复杂外部荷载作用下,梁式转换层和厚板转换层在转换大梁和转换厚板位置由于刚度较大,容易造成应力集中.而且大梁和厚板由于本身自重较大,给下层柱的抗压提出了更高的要求.在复杂荷载作用下,转换层上部结构在集中荷载较大边和较小边承受的剪力和弯矩基本上相差不大.只是上部框架柱承受的轴力会沿着集中荷载的改变而发生改变.相对桁架转换层而言,桁架转换层比梁式转换层和厚转换层在受力上更加合理,在转换层位置受到的剪力和弯矩就比较小,有利于构件截面尺寸的控制,不会造成很大的刚度集中.在地震作用下,不会造成应力的集中,有利于结构抗震.其次在桁架转换层上部的结构所受到的剪力和弯矩相对其他的转换层结构来说也相对较小,其受力受下部转换层的影响较小,比较合理.由于桁架转换层的重量相对其他转换层的重量要小,从而减小了下部框架柱的抗压负荷.

因此,我们初步得出结论,在复杂荷载作用下采用桁架式转换层比较理想.

3验证分析

为确保TAT分析结果的合理性正确性,我们又运用有限元分析软件ANSYS对图5所示的桁架转换层结构进行分析,采用Beam3计算单元,其分析结果见图6.

ANSYS和TAT计算桁架转换层结构的结果见表1的后两栏,从这两种计算结果的对比分析来看.ANSYS和TAT计算的结果比较接近,大部分计算结果,如上部结构梁的最大负弯矩差值,上部框架柱的最大轴力差值,转换层部分的最大正弯矩,最大负弯矩以及最大剪力的差值,下部结构的最大轴力差值都控制在20%的范围内.其他对比项由于值本身相对较小,故变异较大,但是值都是在合理的取值范围内.对比分析说明了结构计算是正确的.

4结语

随着高层商住建筑的快速发展,高层复杂商住建筑结构的体型越来越复杂,其转换层结构的受力情况肯定相对于常规的结构体型来说就有很大的不同.此次通过对几种不同的转换层结构进行结构静力分析,从分析结果来看,桁架式转换层结构在复杂受力情况下表现出的力学性能比较理想,同时经过技术经济分析及考虑到空间的充分利用,最终我们选择了桁架式结构作为此次设计的转换层结构类型.

（收稿日期：2 010-02-28）

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结构转换层引用文献: