導語：如何才能寫好一篇高層建筑的結構形式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：高層建筑；轉換層；施工技術

隨著我國建筑行業的不斷發展，人們也將許多新型的施工技術、材料和設備應用到其中，這就使得我國現代化高層建筑的功能在逐漸的增大，從而使其向著綜合性的方向發展，為人們提高一個安逸舒適的生活和辦公環境。不過，在高層建筑工程施工的過程中，不同的樓層其建筑結構形式也存在著一定的差異，因此為了保障其工程施工的質量，施工人員就要采用轉換層結構來對其進行連接處理，進而將上部結構作為其頂板，將下部作為連接的基礎，這樣就使得高層建筑結構的穩定性和整體性得到進一步的提高。下面我們就對高層建筑結構轉換層施工技術的相關內容進行介紹。

1 轉換層結構形式的分類

目前，人們在高層建筑工程施工的過程中，不同的建筑結構形式所采用的轉換層結構也就不一樣，因此在不同的高層建筑工程中，所采用的轉換層也就不一樣。其中常見的結構形式主要有：糧食轉換層結構、桁架式轉換層結構、板式轉換層結構以及箱式轉換層結構等，而這些不同的轉換層結構由于在實際應用的過程中，其應用效果存在著一定的差異，因此為了保障轉換層結構的施工質量，我們就要根據工程施工的實際情況，來對轉換層結構形式的選擇。

1.1 梁式轉換層

近年來，在我國高層建筑工程施工的過程中，由于梁式轉換層結構具有設計簡便、傳力明確等方面的特點，而且還有利于對建筑工程施工成本的控制，因此得到了人們的廣泛的應用，它主要是通過垂直轉換的方法，將上部墻體結構的符合通過梁式轉換層傳遞給你下部的柱體結構，從而保障高層建筑結構的穩定性。根據相關的數據統計，我們發現當前在我國高層建筑工程施工的過程中，其梁式轉換層結構的形式的應用數量已經達到了整個轉換層應用數量的70%以上，由此可見它在當前我國現代化建筑工程施工的過程中，有著十分重要的意義。

1.2 箱式轉換層

而箱式轉換層結構的應用，主要是針對一些單向或者雙向托梁樓板結構比較厚的建筑結構進行處理，從而使得整個建筑結構的整體性、剛度以及穩定性等各個方面的工作性能得到進一步的增強。

1.3 板式轉換層

在建筑工程施工的過程中，如果建筑轉換層結構之間的梁柱結構出現大量錯開的情況，那么我們就不能直接采用梁式轉換層來對其進行施工處理。因此我們就利用板式轉換層結構來對其進行處理，從而將所有的柱網結構連接成一個整體，從而使得建筑結構的穩定性和可靠性得到進一步的增強。不過這種轉換層結構在實際應用的過程中，其自身重量較大，成本消耗較高，而且存在著許多的施工難點，為此在現代化高層建筑工程施工中，人們就很少采用轉換層結構形式。

2 轉換層施工技術

2.1 轉換結構支撐系統

由于轉換層結構在實際應用的過程中，其自身也存在著比較大的重量和荷載，因此我們在對其進行施工前，設計人員應該對其轉換層結構的支持系統進行合理有效的設計，從而使得支持結構系統的強度和穩定性得到進一步的提高。

2.1.1鋼管支撐架

適用于轉換梁布置較密，結構自重及施工荷載相對不太大，或板式轉換層結構的施工。這類支撐系統通常采用鋼管腳手架，轉換梁下立桿間距在600mm ×600mm以內，立桿下墊200mm ×50mm 木墊板。

2.1.2 沿轉換大梁方向設置鋼管支撐架

適用于轉換梁自重及施工荷載較大的結構，且轉換梁位置不太高的情況。須計算確定立桿的間距、步距，合理設置水平及豎向剪刀撐。

2.1.3 型鋼構架支撐

適用于轉換梁自重及施工荷載較大的結構，且轉換層位置較高的情況。方法如下：在下層柱中埋置鋼牛腿，型鋼構架作為轉換梁模板支撐系統，擱置在鋼牛腿上利用柱子傳遞豎向荷載。

如某工程三期（總34 層，地下2層），轉換層梁截面高4.2m，跨度7.6～12.9m，位于8、9 層，自重與施工荷載較大，相對標高較高，因此采用該方法。由2 榀平面構架組成1 榀整體鋼桁架，平面構架在預制廠制作，運到工地用塔吊吊至安裝部位現場焊接拼裝成整體，并與鋼牛腿焊牢。

2.2 模板工程

梁側模可采用組合鋼模板或17mm 厚覆膜膠合板，為防止混凝土澆筑時產生的側壓力將模板擠壓變形而出現脹模現象，可在梁內設置對拉螺桿（≥ф14mm），鋼模板也可以設扁鋼拉片（厚度≥3mm），螺桿縱橫向間距為400～600mm。側模用鋼管作背杠進行鎖固，背杠間距縱橫500mm，梁底起拱要求1 ‰～3 ‰。要求轉換層構件的混凝土強度達到100 %后方可拆除底模。

2.3鋼筋工程

鋼筋工程含鋼量大，主筋長，布置密，在梁柱節點區鋼筋異常密集，綁扎難度大，在實踐中，可采取以下措施：

1）為保證梁內鋼筋骨架的穩定和便于操作，可在轉換梁兩側搭設雙排腳手架作為鋼筋臨時支撐，利用鋼管架支撐上部鋼筋，待鋼筋位置固定并焊接后，撤去鋼管腳手架。

2）主筋接頭全部采用閃光對焊或錐螺紋接頭連接，并注意接頭位置，焊接人員均持證上崗，焊接和機械連接均按照規范要求做力學試驗，確保焊接及機械連接質量。

3）在征得設計方同意后，可將箍筋做成開口箍，待梁的縱向鋼筋綁扎完成后，再將箍筋焊接成封閉箍。

2.4混凝土工程

轉換層大梁是結構的關鍵部位，為大體積混凝土施工，混凝土溫度應力是由水化熱、澆筑溫度和外界氣溫變化等產生的各種溫度應力。為防止大體積混凝土出現裂縫，主要應從降低內外溫差（也就是減小溫度應力）方面采取積極措施。具體包括以下幾個方面的內容：

2.4.1 原材料①選用水化熱較低的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥；②加入適量的粉煤灰以減少水泥用量；③加入適量外加劑（減水劑、緩凝劑）使混凝土緩凝，使升溫過程延長，降低水化熱峰值。

2.4.2合理設置施工縫及確定澆筑順序有些是分層澆搗，有些是整體澆筑，視情況而定，確定澆筑順序，保證混凝土施工不出現冷縫；同時為防止可能停電，造成混凝土施工中斷，可在現場設置1 臺備用發電機。

2.4.3 因轉換層結構鋼筋密集，混凝土澆筑時振搗難度較大，可與試驗室協調，選擇粒徑較小的骨料，在施工中，采用30 型混凝土插入式振搗器進行振搗。振搗時做到快插、慢拔。每點振搗時間約需20～30s，振搗間距≤500mm，振搗棒插入下一層50mm 深，對梁、柱、墻相交部位振搗時注意振搗密實。振搗以表面水平不再顯著下降，不再出現氣泡，表面泛出灰漿為準。

3 結語

總而言之，在當前高層建筑工程施工的過程中，其轉換層結構作為其重要的組成部分，對其進行施工技術和質量進行相應的控制管理是很有必要，這樣不僅可以使得建筑結構的安全性、可靠性、整體性以及穩定性等各方面性能得到進一步的提高，還很好的滿足了人們日常生活和辦公的相關要求，從而推動我國建筑行業發展。

參考文獻：

篇2

關鍵詞:現代高層建筑；型鋼砼組合結構技術；建筑施工。

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

一、工程概況

本文所述的成都希頓國際廣場由成都喬治希頓房地產開發有限公司投資興建。該項目位于成都市雙土村1、3組，在成都市新中心“天府新區”大源商務組團內，臨天府大道地鐵1號線出口。

希頓國際廣場聘請了世界著名的ATKINS（阿特金斯，迪拜七星級“帆船酒店”設計公司）進行規劃及建筑設計,四川省建筑設計院進行結構設計。希頓國際廣場由三幢塔樓組成，其功能分別為五星級酒店（希爾頓酒店入駐）、超甲級寫字樓、公寓式辦公。該項目建成后168米高的水晶造型的建筑群，成為成都新中心地標性建筑。

成都希頓國際廣場由中國華西企業有限公司施工總承包，四川省川建院工程項目管理公司對該項目進行監理。

希頓國際廣場總建筑面積238465.78 m2，其中地下53005.83 m2（含人防7034 m2），地上185459.95 m2。為一個地下室相連，上部為三棟塔樓的綜合體項目,由37層五星級希爾頓酒店、39層甲級寫字樓、42層高檔次公寓式辦公和四層地下室組成。

地下室：為地下4層，層高大部份為5m, 局部為6m，其主要功能為車庫，設備用房以及其它功能用房等。

裙房：5層，層高5m,局部為4.9m、6m。其主要功能為辦公會議，餐飲，物業，員工食堂等。

酒店：37層，標準層層高3.6m,建筑總高165.5m。

辦公樓：39層，標準層層高3.9m，建筑總高165.5m。

公寓式辦公:42層，標準層層高3.6m，建筑總高165.5m。屋面：為上人屋面，屋頂為鋼結構玻璃棚。

外墻：為玻璃幕墻。

效果圖

本工程主要構件類別為雙十字柱，十字柱，斜桿十字柱，H型鋼柱、梁，如下表。

截面型式 名稱 使用部位

1 雙十字柱

截面最大高度1.6m，最大寬度0.9m。 公寓式辦公樓，酒店,辦公樓平面角柱，共14根。

2 十字柱

截面最大高度1.8m，最大寬度1.0m。

各棟筒體剪力墻內，外框架柱內，裙樓框架柱內，110根。

3 斜桿十字柱

截面最大高度1.8m，最大寬度1.0m。

各棟樓層平面銳角處大斜柱內，共14根。

4 H型鋼梁

截面最大H1900*450*40*40,最大跨度27m。 各棟結構柱、梁；各棟及裙樓部分結構梁內勁性鋼梁；酒店夾層結構內勁性鋼柱、梁。

本工程勁鋼總量約為9000t，所有鋼材型號均為Q345B，凡是板厚大于或等于40mm的鋼板Z向性能不低于Z15。

焊接質量要求:裙房以下所有焊縫及各棟斜柱焊縫均為全熔透一級焊縫，鋼牛腿與翼緣板、翼緣與腹板、腹板與腹板(水平)、型鋼柱拼接為一級焊縫，其余為全熔透二級焊縫。

二、梁柱節點二次深化設計

梁柱節點處為施工過程中控制的重點、難點。尤其要解決柱筋、梁筋與型鋼柱的連接及穿插施工問題。在設計圖的基礎上進行梁柱節點二次深化設計,可較好地解決型鋼柱與框架梁主筋連接。二次深化設計應分層、分柱進行，本工程主要采用以下 4 種方式解決。

梁主筋應盡量繞過鋼柱或穿過腹板且貫通，當鋼柱腹板鉆孔削弱達到25G時，需進行補強。深化時，要充分考慮梁主筋集中交于節點時，其主筋要每層交叉布置（如數字軸梁一排筋在最上層，則字母軸一排筋在第二層，再下就是數字軸二排筋在第三層，以此類推。即每排梁筋預留孔需要錯開交叉方向的梁筋孔）

梁柱節點處增設鋼牛腿，梁主筋與鋼柱翼緣相交處就與牛腿板焊接連接。

在型鋼柱翼緣對應部位焊接直螺紋套筒與梁主筋（二排及三排筋）連接。

因本工程結構為三棟倒三角形，許多框架梁與柱是斜交形式，因此在深化設計時，要求對斜梁準確定位，在斜梁對應位置設置上下梁縱筋連接板，用于斜梁第一排鋼筋的焊接。斜梁二排鋼筋則緊靠鋼柱腹板彎錨。

三、吊裝方案

工程制定鋼柱及材料的吊裝方案應重點考慮如下因素:

1）施工場地狹小，材料堆放及加工區嚴重受限。

2）工程場地地處繁華地帶，周邊環境異常敏感，南、北及東側均無交通道路，僅西側道路可通行,而東側道路屬交通干道，在高峰期交通擁堵狀況嚴重。

3）塔吊端部起吊能力有限。

3.1 塔吊的選擇。

本工程項目部充分考慮吊裝荷載及施工場地的要求，同時著眼于施工成本的節約, 綜合分析后選用了 兩臺H3/36B 型內爬式塔吊（用于酒店及辦公樓），一臺JC7030型外墻式塔吊（用于公寓）。主要技術參數見表 2。

表 2 塔吊主要技術參數表

3.2 型鋼柱吊裝分節細化

工程中型鋼柱吊裝按樓層分節(每 1 層或 2 層作為一個吊裝節)，每米型鋼柱質量約為 1.16 t,單節重約 6.7 t,即 1 層為一個吊裝節；裙房以上（標準層）2 層為一個吊裝節,重約9t。具體分節按樓層高度、塔吊與型鋼柱的分布情況及塔吊在相應工作幅度范圍內的起吊能力分節。在裙房及地下室，6米層高鋼柱約 9 t,滿足塔吊吊裝要求。

3.3 吊裝

采用塔吊一點式吊裝方案，鋼結構在加工廠加工制作完畢后，運輸車輛晚上運至施工現場，臨時停靠在西側道路，用塔式起重機將型鋼柱及所需材料水平吊裝在道路上,再轉換吊裝方式垂直吊裝到施工樓層，可解決西側道路交通及施工場地問題。

四、型鋼混凝土工序組織

型鋼混凝土結構施工過程中各工序工種穿插作業，相互協調，同時不斷總結經驗，劃分施工段的流水施工、調整各工序之間的關系，并按工程量重新確定勞動力數量,在加快施工進度的同時節約了近 1/3 的勞動力成本，效果理想。

4.1 前期施工階段工序組織

在地下室及裙房施工階段,整層樓面作為一個施工段，鋼筋、模板、混凝土及安裝工程、幕墻預埋的勞動力數量均按一個施工段配置，勞動力需求量大。 在樓面混凝土澆筑完畢后統一吊裝、焊接型鋼柱。此時鋼筋工、木工均無工作面，勞動力出現窩工現象，造成施工進度緩慢。

混凝土澆筑放線、驗收型鋼柱吊裝、焊接驗收豎向鋼筋綁扎豎向模板施工平臺模板施工平臺鋼筋綁扎驗收上層混凝土澆筑。以上為施工工序之間的邏輯關系，施工過程中勞動力需求量大，且時常出現窩工現象，對施工成本的節約不利，同時工序之間間隔時間較長，不利于施工進度的控制。

4.2 工序邏輯關系的調整

通過對前期施工過程的不斷總結，為方便流水施工，合理解決各工序工種的穿插施工,遂將±0以下按后澆帶分為10個施工段，根據各施工段的工程量重新確定勞動力數量。最大限度的縮短各工序之間的時間間隔，對各工序之間的邏輯關系進行調整,縮短了工期，提高了效率，節約了成本。

4.2.1 關鍵工序控制圖技術

為科學合理組織施工，最大限度的提高施工進度，基于工程橫道圖原理,編制了能夠直觀地體現關鍵工序邏輯關系的調整控制技術方案。

4.2.2 工序邏輯關系網絡圖

在±0以上，三棟塔樓按三個施工段進行施工。在當層混凝土澆筑完成，軸線放完，豎向模板施工的同時(模板準備啟動及小面積展開階段)穿行型鋼柱的精確校正及焊接工序，之后對柱體箍筋快速調整到位。平臺模板工序結束后，后續工作由單一的鋼筋綁扎調整為鋼柱吊裝、初步校正與鋼筋綁扎同期展開(與鋼柱平行施工)。為了縮短工期，在平臺鋼筋施工的同時進行上一層豎向鋼筋的施工。此種施工方式優勢為同一工種連續施工，受其它工序、工種的影響較小， 同時也可為梁、板混凝土澆筑完畢后迅速進入模板施工工序提供工作面。現僅截取一個施工段作為研究對象(Ⅰ段)，工序邏輯關系調整后網絡圖，如圖 2 所示。

圖 2 工序調整后施工網絡圖

A-鋼柱校正、焊接 ；B-墻、梁底模;C-柱箍筋調整；D-梁筋綁扎；E-平臺模板；F-梁筋焊接；G-平臺底筋；H-鋼柱吊裝；I-接Ⅱ段模板；K-下一層墻筋；L-下一層柱筋；M-GBF管安裝；N-混凝土泵管；P-平臺上排筋；Q-混凝土澆筑；R-下一層模板。

4.2.3 關鍵線路

Ⅰ段墻、梁底模Ⅰ段平臺模板Ⅰ段平臺底筋下一層墻筋GBF 管安裝平臺上排筋混凝土澆筑

施工工序邏輯關系的調整是對傳統施工模式的轉變，其主要特點如下:

1）模板后續工序為型鋼柱吊裝、初步校正(鋼筋綁扎)同步進行。

2）平臺鋼筋施工的同時進行下一層豎向鋼筋施工。

3）型鋼柱的吊裝與焊接分別與鋼筋、模板工序平行施工,由關鍵工序轉變為非關鍵工序。

五、結束語

本項目在施工機械的合理選擇、型鋼柱與土建梁柱節點的二次深化設計的過程中,充分發揮了網絡圖的優點。通過對施工工序邏輯關系的調整，采用平行施工與穿插施工相結合，加快了施工速度，最大限度地縮短了工期，在工期目標內完成了施工任務。并在加快施工進度的同時大幅提高材料(如木方、模板、腳手架等)的周轉速度，進而達到節約施工成本的目的。

本文以成都市希頓國際廣場為例，用圖文并茂的形式比較詳盡的介紹了高層建筑施工中的型鋼砼組合技術，特別是梁柱節點處鋼筋與型鋼的連接方式及施工工序的合理調節，對類似工程具有一定的指導意義和參考價值。

參考文獻：

1）04SG23型鋼混凝土組合結構構造

2）01SG519 多、高層民用建筑鋼結構節點構造詳圖

3）超高層鋼結構制作工藝介紹

4）JGJ99-98 高層民用建筑鋼結構技術規程

5）JGJ81-2002 建筑鋼結構焊接技術規程

篇3

關鍵詞：工民建；高層建筑；結構選型；影響因素

Abstract: As a comprehensive and strong systematic content, the selection decision-making of high-rise building structures in civil engineering project occupies an extremely important position. This paper will combine with many years of practical experience; provide a simple exposition of civil engineering in high-rise buildings for selection of structural factors, for reference.Key words: civil engineering; high-rise buildings; structure selection;influencing factors

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02

高層建筑以其占地面積較小，高層空間利用率較高的優勢，有效的緩解了目前城市土地資源緊張與城市人口壓力逐年加大之間的矛盾，使其迅速成為現今建筑工程設計與施工建造的首選類型。就我國目前而言，高層建筑主要用于住宅、賓館、辦公寫字樓、以及綜合性商業設施等用途中，由于其對高層建筑的使用功能性的要求不同，使其在對于建筑物的內部結構選型中存在著一定的差異性。在高層住宅的建筑工程項目中，由于其對于功能具有空間較小、分隔墻體較多、各層布局基本相同的特殊要求，在結構的選擇時就比較適合采用剪力墻或框架剪力墻結構，此外除了應考慮各組成部分各自適用的結構體系以外，選型中還要考慮兩種體系組合的效果是否最佳因為當建筑物包括不止一個主要結構時，它們之間必然存在一定的橫向聯系，分別對每一結構優化所拼湊而成的整個建筑結構不一定最優，故結構選型應從整個工程系統，即主要結構的集合出發進行全局優化決策根據工程的具體情況和條件正確解決結構體系的選型問題。

1工民建筑物的基本要求

1.1美觀功能要求

結構是構成建筑藝術形象的重要因素通常人們比較強調結構型式適應建筑造型上的美觀性要求，而易于忽視另一方面，即結構本身的美學效應。結構自身也富有美學表現力，為了達到安全與堅固的目的，各種結構體系都是由構件按一定的規律組成的，這種規律性的東西本身就具有裝飾效果，結構選型的參與者、建筑師們必須注意發揮這種表現力和利用這種裝飾結果自然地顯示結構，結構型式與建筑的空間藝術形象融合起來使兩者成為統一體。

1.2結構受力合理性

因為各種結構體系有各自的受力特征，比如在抗風能力、抗震能力整體剛度等各方面各不相同，而選型必須保證結構體系的受力合理，所以要根據力學上的要求認真比較各種結構體系優缺點，挑選出能入圍的幾個結構體系，然后再結合其它影響因素作分析，做篩選結構受力合理性包括結構能有效抗風、可靠抗震、傳力途徑明確、應力分布合理破壞機制合理等等。它受環境條件諸如基本風壓、設防烈度等影響，而基本風壓、設防烈度又因場地條件不同而不同。

1.3綜合考慮不同結構方案對建筑物造價的影響

某些結構材料單價較高但可能給建筑物整體造價帶來好處，結構材料對選型的影響下文將展開論述。例如某市三多里高層住宅地面以上15層、局部16層，層高2.7m建筑。總高度44.2m為板-柱框架剪力墻體系，采用陶粒混凝土。預制大樓板內外填充墻分別采用100mm及200mm厚的加氣混凝土徹塊，每層平均重量僅為8.31kN/平方米而一般框架-剪力墻體系的高層住宅每層平均重量約為12~13kN/平方米，因此該高層建筑采用天然地基箱形基礎，而同期建造的另一幢15層高層住宅，為內澆外掛剪力墻體系，采用柱箱復合基礎15層高層住宅采用天然地基，在某市是僅有的一幢，是一個成功的工程實踐。

1.4結構全壽命期費用

在進行結構方案的經濟分析時，通常考慮的是一次性投資費用，這是不夠全面的。一幢建筑物在其整個使用壽命期內，一般為50年，還會發生其它費用，如結構的一般維護維修費用、災后的重建費用等等，而這些費用的數額往往也是不容忽視的。在進行結構選型決策時也應予以考慮。例如對于一幢高層建筑如果結構方案采用鋼結構，則由于鋼材易于銹蝕在整個建筑物投入使用后，必須對鋼結構構件進行定期的防銹蝕處理和維護，從建筑的整個使用壽命期來看這一筆維護費用的數額是巨大的但如果結構方案采用鋼筋混凝土結構則基本上不需要對結構構件進行維護。從建筑的整個使用壽命期來看，就基本上不存在發生于結構構件的維護費用，當對類似的高層建筑進行結構方案的選擇時就要綜合考慮權衡各方面利弊從結構的全壽命期，來進行綜合經濟分析才能得出令人滿意的決策結論。

2施工水平對高層建筑結構選型的影響建筑施工的生產技術水平及生產手段對建筑結構型式有很大影響。正是大型起重機械及各種建筑機械例如混凝土泵，相繼問世才使高層建筑的各種結構型式成為現實，施工水平對建筑結構型式的影響表現在以下兩個方面：

一方面，施工技術條件不具備或選用的結構方案不適應現有施工技術能力，將給工程建設帶來困難。例如選擇裝配式框架結構方案時需要認真考慮施工單位焊工技術力量，否則將給工程質量帶來嚴重影響。如果決策人員在結構選型時考慮不周也將會給施工單位帶來不必要的困難。因此選型時有關設計人員應多與施工單位人員溝通，共同磋商解決選型中出現的矛盾。

另一方面，選擇結構型式時要結合施工工藝因素考慮工程的具體施工條件，同一種結構型式可以對應不同的施工工藝，而不同的施工工藝不僅影響材料消耗，勞動力工期施工工期的影響已經在經濟因素中分析及造價等技術經濟指標，而且會影響到結構的受力狀態、抗震性能、計算分析及構造措施。所以，在高層建筑結構選型中應對施工工藝連同其它因素加以全面綜合權衡考慮。

3建筑結構材料對高層建筑結構選型的影響

隨著科學技術的發展，新的結構材料如高強砼、輕骨料砼、復合材料中的鋼管砼、鋼纖維砼等等不斷誕生，新的結構材料促使傳統結構型式發生變革，新的結構型式產生，從而不可避免地給結構選型問題帶來深刻影響。眾所周知在傳統的建筑材料中，鋼材符合輕質又高強的條件，在國外高層建筑中很多采用鋼結構體系，鑒于我國國情和條件，絕大部分高層建筑都采用鋼筋砼結構體系，且一般都采用普通鋼筋砼、混凝土及鋼材的強度等級不高，建筑物的自重一般平均在12~17kN/平方米。據統計，在我國已建成的高層建筑中，自重小于12kN/平方米的只占22%。而大于14kN/平方米的占46%，總的來說，自重偏大給設計、施工、材料運輸、結構抗震性能及結構技術經濟指標帶來較多不利影響因此在考慮了材料的供應狀況的前提條件下，優先選用能減輕建筑物自重的結構材料是很有必要的。減輕建筑物自重給整個高層建筑帶來的效益有：

3.1有利于減小結構截面節約建筑材料尤其對于高層建筑下部樓層的柱子影響更大。

3.2有利于減小基礎投資據統計在軟土地基地區基礎的造價約占土建總投資的25%左右。例如：某市樁箱型基礎約占28%，隨著目前地下室越來越深，這個比例有加大的趨勢，所以減輕高層建筑自重對減少軟土地基地區高層建筑基礎投資有重大意義。

4結語

綜上所述，在實際工作中，結構設計人員往往由于未能深入了解結構選型的各個影響因素及其相互關系，從而造成結構選型決策的種種失誤影響結構選型決策的因素主要體現在建筑物的功能要求，結構受力合理性經濟因素的制約等多個方面，所有的這些確定性的和非確定性的因素都或多或少對結構選型產生影響，在某些情況，不為人們重視甚至被忽略的一些因素往往起著決定性的作用。因此，在結構選型決策工作中應該綜合考慮各種決策影響因素的作用特點和對決策結果的影響度，并將它們綜合協調統一起來，這就涉及到高層建筑選型決策方法的合理選擇問題。

參考文獻

[1]李國強.我國高層建筑鋼結構發展的主要問題[J].建筑結構學報，2008.08.

篇4

關鍵詞：高層建筑；轉換層；結構設計

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

建筑行業的發展速度不斷加快，人們對生活水平的要求越來越高，居住環境的好壞成為人們關注的問題，在現代建筑結構體系中，高層建筑結構設計引起了人們的關注。為了滿足人們對住宅的需求，復雜化、多樣化的建筑結構不斷涌現。高層建筑轉換層結構設計在高層建筑過程中起到非常重要的作用，它能夠充分發揮建筑結構各個部分使用功能，使高層建筑結構更加完善。因此，不斷提高和完善高層建筑轉換層結構設計是促進建筑行業更好發展的前提條件。

1 轉換層的概念和功能

1.1 轉換層概念

高層建筑結構中，為了滿足人們對房屋住所的要求，為建筑物預留更大的空間，擴大建筑物網柱，減少墻體；而在高層建筑結構上層，要開設小的空間，就需要多層墻體來實現。然而，在結構設計過程中會因豎向桿件無法貫通接地，使得無法滿足高層建筑結構額整體效果和功能，所以采取水平轉換結構來與下部豎向桿件進行連接，能夠有效的滿足高層建筑結構設計在不同功能上的需求。這種形式的建筑結構稱為高層建筑轉換層結構。

1.2 轉換層功能

轉換層結構功能可以分為3 類：上層結構和下層結構轉換，這種形式的轉換大多應用于剪力墻結構和框架- 剪力墻結構，以此來創造一個較大的內部自由空間；上層與下層之間的柱網、軸線變化，轉換層結構沒有發生改變，但是通過轉換層使下層形成大柱網，多用于外框筒的下層較大的入口；對結構形式和結構軸線布置進行轉換，使其形成上下結構不對其的結構布置。

2 轉換層結構形式與設計方法

2.1 梁式轉換層結構

梁式轉換層結構是高層建筑中經常采用的一種形式。其主要是將墻轉換成梁柱的形式，在具體的施工過程中，能夠明確和了解傳力途徑。因此，采用這種轉換層結構簡單、清楚且施工成本低。正因為其有這種優點，在高層建筑轉換層結構中應用廣泛。由于建筑結構多樣化，在實際工程建設中，轉換梁的結構形式也趨于多樣化。轉換梁所承受的荷載力來源于豎向桿件荷載作用下的受力情況。通過對不同結構性形式轉換梁的受力規律進行分析和研究，可以了解轉換梁設計方法受荷載作用和轉換層的形式影響較大。

2.2 桁架式轉換層結構

桁架式轉換結構的受力規律較為清晰，使用起來比較靈活，還能起到良好的抗震效果。這種轉換層結構是梁式轉換層結構演變而來的，其整個轉換層是由鋼筋混凝土結構組成，桁架結構的上下桿件布置在轉換層的上下樓面結構層內。桁架結構高度很高，其下部桿件的界面尺寸較小。雖然桁架式轉換層結構的整體性能好，但是在施工處理方面卻比較復雜，施工難度較大。桁架式轉換層結構設計的重點是節點設計，當節點受力較大時，易剪切破壞，增加配筋量；桁架式轉換層結構設計對高度要求較為嚴格，因此，在施工過程中，要嚴格控制高度，避免地震作用下造成破壞。

2.3 箱式轉換層結構

箱式轉換層結構形式是單向、雙向托梁與上下層樓板之間共同工作情況下形成的。其整體性能較好，在上下層結構布置過程中，具備有效的傳力。從高層建筑結構來看，其占用太大的空間，不適用于住宅轉換層的設計，由于轉換層結構設計經常會與設備布置和管道布置發生沖突。這種轉換層結構形式缺點是自重大，施工成本高。 從結構形式的選擇和建筑造價等方面來考慮，這種轉換層結構形式在實際高層建筑轉換層結構上的應用較少。

2.4 厚板厚梁式轉換層結構

高層建筑結構中，當上下柱網軸線錯開較大，需要用厚板進行直接承重，形成厚板式轉換層結構，這種轉換層結構形式可以靈活布置下層柱網，不需要與下層結構對齊。但是，采用這種結構形式的自重大，施工材料消耗較大，使得成本增加。厚板式轉換層結構的強度大，使上層結構的布置更加方便；由于傳力模糊不清，導致結構計算受到限制，影響整體結構設計。厚板式轉換層結構在地震作用下反應強烈，使厚板本身受力大，也會因豎向剛度的變化，上下層結構受到很大的荷載作用力，造成嚴重的危害。

3 高層建筑轉換層結構設計原則及問題要點

3.1 高層建筑轉換層結構設計原則

針對轉換層的布置使得建筑物豎向剛度的發生改變，在地震作用下，容易形成許多薄弱環節，降低了高層建筑整體結構的抗震效果，因此，在設計過程中因遵循相應的設計原則。設計過程中要減少結構轉換的豎向構件，豎向構件減少，轉換結構就越少，對建筑物豎向剛度突變的影響作用小，對抗震結構有利；高層建筑結構轉換層的豎向設計盡量選擇較低的位置；在轉換層結構形式的選擇上，要選擇具有明確傳力路徑的結構形式，這樣便于結構設計和施工。

3.2 高層建筑轉換層結構設計中問題要點

轉換層的剛度突變是高層建筑轉換層結構最為復雜，也是設計人員最為頭痛的問題。為了滿足高層建筑抗震設計的要求，需要對轉換層結構上下層結構的總體剛度進行有效的處理，避免剛度突變地震作用下帶來的危害。因此，在設計過程中，通常采用加大截面尺寸、加強混凝土強度、增加剪力墻等方法來強化剛度，設計人員進行轉換層結構設計時，需重點考慮這方面的影響因素。高層建筑轉換層結構的剛度要控制在地震作用影響的范圍之內，不宜過大，也不宜過小，剛度太大，地震作用下容易增加建筑物地震發應，剛度太小又會影響建筑物上下層結構的受力作用。因此，在結構設計時，剛度的控制是非常重要，同時在材料的消耗方面也要進行有效的控制，避免因各種原因導致高層建筑轉換層結構出現問題。

4 結語

隨著我國高層建筑項目不斷增加，建筑結構設計越來越復雜化、多樣化，轉換層結構在高層建筑結構中應用普遍。強化高層建筑轉換層結構設計水平，提高轉換層在高層建筑中的應用能力，是建筑行業迫切需要解決的問題。因此，在未來高層建筑不斷增加的條件下，深入對轉換層結構的分析和研究，是提高高層建筑技術含量和建設水平的有效依據。通過合理分析建筑物轉換層結構的設計原則和種類以及充分了解建筑物轉換層設計的過程中應該的注意事項，能夠有效的提高建筑物轉換層的設計效果，在保證工程質量的前提下，降低整個工程的施工難度，有效降低施工造價和成本，保證建筑物的質量，延長整個建筑物的使用壽命，最終實現促進我國建筑行業的廣泛發展。

參考文獻

[1] 曾曲云.高層建筑轉換層結構設計[J]. 建筑知識：學術刊，2011（12）.

[2] 王春偉.高層建筑轉換層結構設計中的問題分析[J]. 黑龍江科技信息，2011（23）.

[3] 徐斌.高層建筑轉換層結構設計的探討[J]. 中國新技術新產品，2013（4）.

[4]張俊東.高層建筑結構轉換層的結構設計[J]. 現代經濟信息，2009（1）

[5]邱劍雄.高層建筑梁、板式轉換層結構設計方法研究[J].知識經濟，2011（3）

[6]徐志杰.淺議高層建筑轉換層結構的設計[J].山西建筑，2011（6）

篇5

建筑設計應具有物質功能和精神功能的兩面性，設計在滿足物質功能的基礎上更重要的是滿足精神功能的要求，要創造出風格，意境和情趣來滿足人們的審美要求，形象簡潔，造型親切，經濟透明，功能多樣，材料自然，無毒無害和可再生性以及細部設計要達到細致入微才會受到人們的歡迎。因此高層建筑設計作為一個城市的發展坐標或者是高檔居住社區，設計的方向和要求更加嚴格。

1.城市空間與高層建筑設計

1.1 高層建筑主體設計

對于一個城市而言，高層建筑往往具有一定的代表性和象征性，它反映一個城市的經濟水平和發展程度，高層建筑的設計就顯得尤為重要。高層建筑由于其結構形式的限制以及使用功能的要求，在造型上往往追隨于建筑的結構形式，而不能有太多的變化，有的高層建筑甚至直接將結構形式外露不加修飾。高層建筑的主體部分是它的塔樓，塔樓的表現形式對高層建筑的造型起著決定性的作用，現今國外和國內的許多高層建筑都有著獨特的外形和明顯的識別性，對一個城市具有一定的代表性，這也可以說是高層建筑存在的一個原因。高層建筑主體的下部分――裙房雖然對整個城市影響較小，但它對于街道的尺度和人情化空間的創造等方面卻有著重要的影響。高層建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面，需要進行細致的設計，從而使建筑下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白；并力求體現人的尺度，因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切，對街道空間感影響也較大。而高層建筑的最上部分――屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用，雖然它較少影響到生態環境，但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用，因此應根據建筑的基座、樓身等因素加以塑造。

2、高層建筑設計的智能化發展

建筑智能技術是以建筑為平臺，兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統，集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。智能建筑將具備以下特性方： （1） 舒適性 使人們在智能建筑中生活和工作，無論心理上，還是生理上均感到舒適。為此，空調、照明、消聲、綠化、自然光及其它環境條件應達到較佳和最佳條件。 （2） 高效性 提高辦公業務、通信、決策方面的工作效率；提高節省人力、時間、空間、資源、能量、費用以及建筑物所屬設備系統使用管理方面的效率。 （3）適應性 對辦公組織機構的變更、辦公設備、辦公機器、網絡功能變化和更新換代時的適應過程中，不妨礙原有系統的使用。 （4） 安全性 除了保護生命、財產、建筑物安全外，還要防止信息網信息的泄露和擾，特別是防止信息、數據被破壞，防止被刪除和篡改以及系統非法或不正確使用。 （5） 方便性 除了辦公機器使用方便外，還應具有高效的信息服務功能。 （6） 可靠性 努力盡早發現系統的故障，盡快排除故障，力求故障的影響和波及面減至最小程度和最小范圍。 近幾年來，我國計算機系統技術水平與產品質量提高的速度也非常快，完全可以滿足一些中小型智能化建筑的使用要求，造價比國外同類系統低很多。相信隨著相應智能化建筑設計規范及標準的制定，智能化建筑會越來越多地進入國人的視野。3.結構技術創新結構是支撐建筑的主要部件，也是制約和促進建筑形態創新的主要因素，富有創造性的使用結構因素，將設計出意想不到的建筑形體和新奇的建筑形象。通過結構進行的公共建筑形態創新主要包括發揮技術極限、挑戰重力的結構形態；運用結構特性、營造動感的結構形態和展示設計內涵，塑造細部的結構形態三種形式。（1）挑戰重力的結構創新在傳統公共建筑的設計中，結構的首要任務是維護建筑的穩定與堅固，而要想維持建筑的穩定與堅固，機構首先要面對的就是地球的引力，也就是重力。縱觀整個公共建筑的發展歷史，可以看出，挑戰重力始終是建筑技術創新的重要突破口之一，如古羅馬的萬神廟創造的巨大穹頂就是古代建筑師挑戰重力的結果。通過對建筑結構的改進和優化，使建筑的結構技術在解決了工程技術問題的同時，也完成了對建筑形態的塑造，這種轉變，隨著現代建筑技術的飛速發展，表現的愈加明顯。到了 2010 年，這種情況被迪拜塔以 828 米的驚人高度推向了頂峰。（2）營造動感的結構創新與其它造型藝術不同，建筑造型始終給人以堅固、穩定和不可移動的感覺。傳統建筑的結構形態由于人們心理和技術的要求，會盡量避免松散、搖擺和帶有彈性的結構形態。隨著建筑技術的不斷進步和社會發展的加快，人們不再鐘情于穩定的結構形式，運動和動感成為了建筑結構追求的新潮流，比如2008年奧運會的主辦場地鳥巢就是最好的例子。 （3） 塑造細部的結構創新公共建筑的結構不但對建筑的主要形態發揮作用，經過建筑師精心處理的建筑結構，在建筑的細部也能夠對建筑的形體起到關鍵性的影響。對細部的表現沖動來源于對理性力量的崇拜，這種來源于人類內心意識的力量在人們的心里根深蒂固，展現在公共建筑設計的各個時期。現代建筑大師密斯•凡德羅就是一個使用結構對建筑的細部進行刻畫的典型實力。密斯能夠熟練的使用建筑的結構構件進行不同的組合排列，創造出和諧富有美感的建筑結構形式。他以一種間接、精確的設計方式，將建筑的細部構件進行提煉，在每一個細部處理與節點連接上都進行精確的推敲。這使密斯的作品具有一種精致、高雅、純凈的美，成為現代主義建筑塑造建筑細部結構的完美典范。 (4）生態技術創新舒適功能是建筑的重要功能之一。人在建筑物中能達到舒適就要求有合適的室內外溫度、濕度、采光和適當的聲音控制。隨著技術的發展，人們對建筑的舒適性要求越來越高，技術的發展也使得人類對室內環境的控制手段越來越多，公共建筑使用的人數眾多，其使用的舒適性直接影響其附近人群的健康水平。現代建筑的發展帶來的“空調病”、“都市風”等不利影響逐漸被人們了解，以使用的舒適功能開始成為公共建筑設計創新的重要組成。

結束語在結構技術創新方面，公共建筑的創新主要集中于從以下三個方面：一是挑戰重力的創新，主要表現在高層公共建筑中；二是營造動感的結構創新，主要表現在體育站房等與運動有關的公共建筑上；三是塑造細部的結構創新。

參考文獻：（1）邱曉紅《對現代建筑創新設計的探討》（ 建材與裝飾，2008.01）

篇6

關鍵詞：高層；轉換層；結構設計

Abstract: the conversion layers structure in the modern high-rise buildings of the application of the construction of more and more widely. Conversion layers structure can make a building space more flexible, improve the use function of the building, but the conversion layer easy to cause the power transmission line, stress concentration and deformation and concentration. Therefore, reasonable design conversion layers structure, improve the quality of the high-rise building is the important guarantee.

Keywords: top; Conversion layers; Structure design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

引言

高層建筑功能多樣，體型復雜。部分高層建筑上部需要滿足住宅或賓館等功能需求；中部需要滿足辦公用房等需求；下部需要滿足商店、酒店等功能需求。不同的功能需求，決定了高層建筑的不同部位需要采用不同的結構形式。因此，轉換層結構設計逐漸成為了高層建筑設計的重點。

1轉換層的功能與結構形式

1.1轉換層的功能

高層建筑設計中采用轉換層結構，能夠實現以下功能。首先，建筑功能。提供較大的室內空間和出入口。其次，結構功能。轉換層能夠實現上下結構類型的轉換，使得上部剪力墻結構和下部框架結構能夠有機融合，使建筑擁有更大的內部空間，例如廣州金鷹大廈等高層建筑就是采用此類轉換層。轉換層能夠改變軸線、上下層柱網，卻不改變上下層結構形式，從而擴大下部柱距，形成大柱網。例如南京新世紀廣場A樓就是采用此類轉換層。轉換層能夠是上部剪力墻結構轉變為框架結構，錯開上部樓層軸線和柱網軸線，錯位布置上部結構和下部結構。例如深圳華僑酒店就是采用此類轉換層。

1.2轉換層的結構形式

在建筑工程中，轉換層的結構形式主要包括：梁式轉換層、厚板轉換層、箱形轉換層、斜桿桁架式轉換層、空腹桁轉換層以及巨型框架轉換層等。我國高層建筑中運用轉換層的建筑數量較多，其中箱形轉換層約占3.6%，桁架轉換層約占9.5%，板式轉換層約占11.9%，梁式轉換層約占75%。梁式轉換層具有設計簡單、施工方便、受力明確等優點，其轉換梁可以沿著橫向或縱向進行平行布置。如果需要縱橫向一起轉換，就可以布置雙向梁。通常，底部大空間剪力墻結構大多應用梁式轉換層。如果柱網軸線錯開過多，使用梁難以直接承托，就應當采用厚板式轉換層。這種轉換層可以靈活布置下層的柱網，不過耗費的材料過多，自重也較大。箱型轉換層在建筑結構中應用的較少，一般常用于鐵路工程當中。

2高層轉換層結構設計

2.1選擇恰當的轉換層結構形式

根據受力方式、經濟指標、抗震性能等情況，選擇恰當的轉換層結構形式是轉換層結構設計的首要環節。

首先，受力方式分析。梁式轉換層具有清楚的傳力途徑，傳力明確、直接。轉換梁構造簡單、受力性能好、施工方便、工作可靠，并且結構計算也比較容易。轉換桁架和轉換梁一樣傳力途徑清楚，傳力明確。轉換桁架的大小與位置都具有一定的靈活性，有利于轉換層空間的充分利用，但是轉換桁架的構造相對復雜，施工難度也較大。板式轉換層受力復雜、傳力不清楚，上部結構不容易布置，結構計算相對復雜。

其次，經濟指標分析。從抗沖切與抗剪角度來看，轉換板具有很大的厚度，混凝土用量較大，使得自身重量較大，導致建筑項目對下部垂直構件承載力的要求增大。轉換梁的截面高度通常為1.6-4.0m。如果承托層數少或跨度較小，截面高度就可以適當降低為0.9-1.4m；如果承托數較多或跨度較大，截面高度就應當較大。梁式轉換層所需的混凝土量一般只是板式轉換層所需的混凝土量的二分之一。綜合分析工程實踐，轉換桁架所需的混凝土和鋼材用量比轉換梁所需用量要小，所以相對經濟。

第三，抗震性能分析。厚板具有很大的質量和剛度，在地震中反應強烈。受力較大的板身容易發生豎向剛度突變，較大的作用力施加在相鄰的上下層結構上，容易引發震害。相關研究發現厚板相鄰的上下層結構容易發生混凝土剝落、裂縫，板可能會受到沖切破壞和剪切破壞，因此需要三向配筋。而轉換桁架的節間填充材料為輕質建筑材料，結構自重相對較輕。與轉換梁相比，轉換桁架具有較小的抗側力剛度，采用桁架轉換層的建筑具有較為緩和的剛度與質量突變，地震反應也要小得多。

2.2結構布置

轉換層位置越高，簡體或落地剪力墻就越容易出現裂縫，增大框支柱的內力，上部轉換層周圍的墻體就越容易被破壞，建筑抗震性就越差。如果底部設有轉換層結構，就應當布置可靠的轉換構件。一般可以采用的轉換構件包括大梁、厚板、桁架、斜撐等。布置框支柱和落地剪力墻，有利于保護轉換層的下部結構，防止其在地震中坍塌。

2.3確定合理的剛度比

為了確保轉換層的下部空間結構具有良好的延性、強度、剛度與抗震能力，就應當減弱上部主體結構的剛度，加強下部主體結構的剛度，確定合理的上下主體結構的側向剛度比，盡量使上部主體結構剛度和下部主體結構的剛度相接近。加強剪切剛度比的控制，是為了防止出現過大的豎向剛度差距。具體可以采用以下措施：擴大內部抽柱的框架結構和柱距的框筒結構。剪切剛度比為1，上下層剪切剛度保持不變；采用大空間的底部剪力墻結構；采用上部魚骨式剪力墻結構；采用大空間大底盤剪力墻結構。因為轉換層附近結構具有十分復雜的內力，所以在實際工程中應當首先確定剪力墻的布置，根據建筑工程項目的設計要求，計算、調整轉換層所用構件的尺寸。計算時，應當取構件的最大剪力，算出縱向配筋面積、配筋率和剪跨比，并加以對比。

3結語

轉換層結構能夠實現高層建筑上部結構與下部結構的轉換或融合，滿足高層建筑功能多樣化的需求。在高層轉換層結構設計中，應當綜合考慮建筑工程項目的具體條件，充分分析受力方式、經濟指標、抗震性能等情況，合理選用梁式轉換層、厚板轉換層、箱形轉換層、斜桿桁架式轉換層、空腹桁轉換層以及巨型框架轉換層等結構形式，進行科學的結構設計，以提高建筑質量。

參考文獻：

[1]梁炯豐.高層建筑轉換層結構的概況和發展[J].山西建筑,2006(04).

[2]李春富.淺析高層建筑梁式轉換層的設計[J].中國科技信息,2005(12).

篇7

關鍵詞：高層建筑；形體造型；結構概念；設計

Abstract: the city of the high-rise building is of great size, it is easy to become the focus of attention of the vision. High-rise buildings in the city plays an important role, its form shall be able to satisfy people's modelling of visual and psychological need. The body modelling design, the need to fully consider the structure of the high-rise building concept. Specific form modelling design need to build in the corresponding structure based on the way.

Keywords: high building; Body modelling; Design concept; design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

引言

近年來，高層建筑如雨后春筍般地出現在城市當中。高層建筑影響著城市周圍的環境，它的形體造型具有一定的美學價值。然而，隨著高層建筑工程的日益增多，高層建筑形體造型設計中的一些問題逐漸突顯了出來。部分高層建筑形體造型開始趨于雷同，失去個性特征；部分高層建筑求新求異，忽視建筑結構的經濟性與安全性……解決這些問題的有效方法就是促進高層建筑形體造型設計和結構概念設計的邏輯互動。

1高層建筑形體造型的制約要素

1.1結構規則性

建筑形體造型能夠滿足抗震設計要求，是高層建筑設計的重點問題。建筑內部的結構體系是形體塑造的骨骼，規則形體的結構體系具有傳力直接、布置規則的特點。然而，在實際的工程建設中，出現了許多彎折、扭轉、形體多變的高層建筑，其結構布置具有不規則性，導致建筑結構受力狀況較為復雜，不但增加了工程成本，而且降低了建筑的安全性。在高層建筑設計中，必須采用科學的建筑形體造型和相應的結構形式，提高結構自身的剛度，減少建筑的側移。

1.2結構豎向均勻性

高層建筑形體造型設計常常會運用穿插、加減、切削、集聚以及組合等造型手法，以增強建筑形體的多變性與豐富性。在運用這些造型手法時，需要調整建筑結構布置，從而引發建筑結構的均勻性問題。不均勻的結構布置會導致強度、剛度的突變，使得建筑豎向變形集中或應力集中，破壞建筑的穩定性，導致建筑在建筑中容易遭受損壞。在實際的建筑工程設計中，很難使結構完全均勻布置。通常，形體變化造成的結構均勻性問題主要表現在以下幾個方面：形體在豎向上退臺或收進；底部大空間導致的柔性層結構。

1.3高寬比

高寬比對建筑的抗側剛度有著直接的影響。對于高層建筑而言，較大的高寬比會使得建筑趨向細長，容易產生較大的側移；較小的高寬比會使得建筑趨向粗矮，只會發生較小的側移。在結構設計中，只要保持建筑具有較小的高寬比，就能夠避免出現過大的側移值。細高的矩形棱柱體結構是我國高層建筑的常見形式，在建筑造型設計時需要尤其注意高寬比設置問題。過大的高寬比，容易是建筑在強風或地震的作用下，受到過大的水平力，而發生彎曲變形。

1.4質量與剛度分布的均勻性

高層建筑不對稱分布質量與剛度，容易在地震中遭受較大的扭轉破壞。因此，在建筑形體造型設計中，應當注意保證建筑的對稱性。目前，許多高層建筑設計開始采用在建筑周邊進行抗推構件布置的方法，增大建筑的抗扭力矩。在建筑四角集中布置抵抗傾覆力矩的構件，在轉角處設置一個巨柱，在使用交叉斜桿將抵抗傾覆力矩的構件連接起來，形成一個整體的支撐體系，使得抵抗傾覆力矩能夠獲得最大的力臂，充分發揮材料與結構的潛力，從而在一定程度上解決建筑質量與剛度分布不均的問題，增強建筑的穩定性。

2結構概念催發形體造型設計

2.1結構骨骼支撐形體積聚

形體積聚是指通過重組片段或整體，在基本形體的基礎之上構建豐富的造型體量，進行多重含義的空間形象表達。構成建筑整體形態的因素包括空間存在形式、聯結樣式、搭配關系、基本形體性質等，建筑在結構骨骼的基礎上組合、搭配這些因素，從而形成不同的形體。選擇科學的結構形式有利于促進建筑形體美和結構邏輯的有機融合。結構自身的形式美也能夠充分反映在建筑形體當中，例如鋼筋混凝土結構具有厚重凝練感，框架玻璃幕墻結構具有輕盈通透感，在建設設計時，如果能夠巧妙地將這兩種結構結合運用，就能夠起到強烈的對比反差美。在高層建筑中，常用的結構設計組合方式包括：分離組合、拼聯積聚、穿插交錯等。

2.2立面剝離

剝離，指的是指對完整幾何體的表面減成。剝離是高層建筑設計中經常采用的造型手法，能夠增加建筑形態的組合層次，賦予建筑變化性與活力，提高建筑的顯露力度，產生退臺變薄的感覺。運用剝離手法還能夠改變建筑的比例關系，獲得更加精致的尺度，是建筑新形態設計的重要方法。剝離打破了平整外觀的簡單、單調感。例如，深圳發展中心大廈采用了剝離的設計手法，使得建筑富有層次性和多變性。

3.3“加法”和“減法”

采用“加法（粘貼、懸挑）”或“減法（凹入、切割）”對高層建筑形體進行處理，產生挖空、凸出、凹進、削邊、切角等變化，在虛和實、明和暗、光和影的作用下，呈現出富有雕塑美感的、絢麗的形體造型。采用挖空、架空的手法能夠減緩高層建筑的體勢，增強建筑的活力。

2.4形態變異

運用分解、正反、透疊、移位、顛倒、調換、旋轉、扭曲、延伸、壓縮等造型手法，能夠使得高層建筑發生形態變異。高層建筑形體通過漸變，例如角度的漸變、曲率的漸變、大小的漸變、方向的漸變等，從一種形式向另一種形式過渡，給人一種運動變化的感覺。在高層建筑造型中，運用局部變形的手法能夠實現獨特的形象創，靈活地利用結構體系的結構形式特征和傳力特點，既能實現高層建筑造型創意，又能激發結構形式的設計構思。

3結語

綜上所述，為了提高高層建筑形體造型設計水平，就必須合理把握結構規則性、結構豎向均勻性、高寬比、質量與剛度分布的均勻性等因素，促進高層建筑形體造型和結構概念設計的良性互動。

參考文獻：

[1]鄧小山,吳黎葵.傳統文化環境中的高層建筑造型創意[J].四川建筑,2005(4):25－26.

[2]孫澄,梅洪元.當代高層建筑綜合體的形式創作探索[J].哈爾濱建筑大學學報,2002(2):104－108.

[3]覃力.高層建筑設計的一種傾向——大規模高層建筑的集群化和城市化[J].中外建筑.2003(5):10-12.

篇8

關鍵詞：建筑結構形式；發展；力學原理

中圖分類號：TU311

1. 建筑結構形式的發展史

建筑與結構是不可分割的，缺一不可。隨著經濟的發展，人們逐漸提高了對建筑結構的認識，建筑工程不僅要保證質量和性能，還需要符合美觀的要求，滿足人們的品位。因此，美觀實用和安全可靠逐漸成為建筑工程的重要評判標準。但是兩者基于不同的知識和技能，具有一定的差異，為了最大限度地滿足人們的需要，專業人員不斷提高這兩方面的技能，美觀實用和安全可靠的設計人員也不同。隨著建筑工程的發展，建筑工程要求專業人員掌握的專業知識也越來越多，美學、藝術等學科都需要專業人員掌握，學會運用，學習要求增多，難度也變大。建筑結構形式發展要求專業人員掌握專業知識，而專業知識又幫助建筑結構形式的發展，兩者缺一不可，相互促進。

2.建筑結構形式的劃分

（1） 按材料劃分。建筑結構形式按使用材料劃分可分為木質結構、混合結構、鋼結構鋼筋混凝土結構、鋼筋混凝土與鋼的組合結構。其中，木質結構主要應用于單層建筑中，使用的材料為木制材料。混合結構主要應用于單層建筑和多層建筑，承重部分使用磚石材料，樓頂使用鋼筋混凝土材料。鋼結構主要應用于工廠房、承重能力強的廠房以及移動房等。

（2）按墻體劃分。建筑結構形式按墻體劃分可分為全剪力墻結構、框架一剪力墻結構、框一一結構、簡體結構、框一一支結構、無梁樓蓋結構。全剪力墻主要應用于高層以及超高層建筑，其屬于建筑結構強度大；框架一剪力墻結構主要應用于高層建筑；框一一結構主要應用于高層和超高層建筑。簡體結構主要應用于超高層建筑；框一一支結構主要應用于超高層建筑，其主要材料是鋼結構；無梁樓蓋結構主要應用于大空間和大柱網建筑。

3.建筑結構形式遵循的自然力學規律

隨著社會的發展，建筑結構形式的側重點不同，但是無論是建筑還是結構都需要遵循力學原理，保證建設和結構的安全。結構物承受著一定的荷載，其在每個截面上都會產生拉、壓軸力、剪力、彎矩、扭矩等。彎矩是最為危險的。彎矩和拉、壓軸力產生的力偶鉅是等效的。彎矩把內力作用到截面上，其內力分布不均勻。彎矩使中性層材料的力學性能得不到充分的施展。

4.建筑結構的實例

（1）堆砌結構。古埃及金字塔就是采用堆砌結構建造的，建造者為了表達對帝王的崇拜，采用了石材進行建造，石材承壓能力強，且安全耐用。金字塔Y構簡約、體積龐大，給人一種敬畏的感覺。從結構學來講，金字塔只承受壓應力，受力結構簡單。經歷了數千年的風雨變化，金字塔依然屹立不倒。堆砌結構形式的受力情況符合石材的要求，受到當時人們的喜愛。

（2）梁、板、柱結構。梁、板、柱結構應用的材料是木材。石材承受拉力的強度低，因此不能承受彎矩。木材能夠承受一定的拉力和壓力，值得使用。在當代，鋼材和鋼筋混凝土取代木材占據主導地位。石材雖然有一定的弊端，但是仍受到人們的重視，木材雖然受彎能力強，但是也有一定的局限性。歐洲很多建筑都采用此結構。

（3） 拱、殼結構。拱、殼結構深受古今中外人們的喜愛，拱、殼結構能夠覆蓋大跨度，代替了梁板結構。拱、殼結構符合把彎矩通過結構形式的改變轉化為軸力的規律。通過該規律建造出的結構具有堅固、耐用、不容易破壞、容易保留的特點，此結構經過無數人的實踐證明，具有可行性。實踐證明，拱結構產生的支座水力能夠使每一個截面生成負彎矩，負彎矩能夠抵消正彎矩，受壓力強。通過該結構建造的建筑物具有美觀實用、堅固耐用的優點。

隨著社會的發展，建筑業也在不斷地發展壯大，高層結構的建筑在建筑中占據著十分重要的位置。建筑結構形式需要遵循力學發展規律，根據力學規律創造出更多的新結構，促進社會建筑業的發展。

參考文獻：

篇9

【關鍵詞】建筑轉換層；設計；結構形式；探析

現代高層建筑大多是具備辦公、購物、娛樂、停車、餐飲以及住宅等多項功能的綜合性建筑，此類建筑中轉換層的應用較為普遍。在設計轉換層結構時應以工程實際情況為依據，并考慮驗算中不明確的受力狀態，確保設計方案的科學性、合理性以及全面性，最大程度地降低施工難度與風險，以此實現建筑成本投資的有效控制，節約能源消耗，使建筑單位面積利用率最大化，同時為居住著提供便宜、舒適的工作條件與生活環境，從而更好地與快節奏、高效率的現代化生活相適應。

一、建筑轉換層結構的概念

就高層建筑來說，在其轉換層的設置過程中必然應對轉換層形式加以合理選擇，在布置結構的同時利用加強主要構件的設計來提高結構整體安全性能。高層建筑由于結構自重原因導致其下部樓層承受載荷極為龐大，而上部樓層承受載荷則相對較小，因而其結構布置一般應為下部柱網密、墻體多、剛度較大；上部柱、墻數量則逐漸減少，減小柱網密度。這種正常結構布置恰恰與建筑功能空間需求相悖。所以，在設計過程中為與建筑功能需求相適應，設計師通過“反常規設計“解決了這一矛盾，即下部設計較大空間，上部則設計較小空間；將具有較大剛度的剪力墻布置在上部，剛度較小的框架柱則布置在下部。而要想實現上述結構布置，用于結構轉換的水平轉換構件——轉換層結構必不可少。

二、幾種主要的轉換層結構形式

（一）梁式轉換層。梁式轉換層具有直接而明確的傳力途徑，當承托層數相對較多、跨度較大時，其截面高度一般取1.6～4.0m為宜；若承托層數較少、跨度較小時截面高度則以0.9～1.4m為佳。梁式轉換層構造簡單，施工快捷，具有可靠的工作性能，其轉換梁具有良好的受力性能。此外其結構計算也較為簡單。

（二）桁架式轉換層。桁架式轉換層同樣也具有清楚的傳力途徑。施工過程中可選擇輕質建筑材料用于節間填充，從而有利于控制結構自重。與此同時，與轉換梁相比，其抗側力剛度明顯更小，因而經梁式轉換設計處理的高層建筑地震反應明顯要強于應用桁架式轉換設計的高層建筑。桁架式轉換層施工與構造都相對復雜，但轉換桁架有利于轉換層空間的充分利用，從而在管道和開洞大小、位置的設置方面更為靈活。此外根據實際施工可知，與梁式轉換層相比，桁架式轉換層施工用料及成本更為節約。

（三）板式轉換層。板式轉換層受力較為復雜，傳力不明確，其上下相鄰兩層承受作用力較大。考慮到抗沖切和抗剪因素，在地震作用下容易出現較為強烈的反映。板式轉換層的板厚度通常在2.0～2.8m范圍內，其結構計算較為困難，且在施工過程中上部結構布置存在困難，導致混凝土用量較大。而本身承受載荷較大，在設計下部構件時其承載力要求也隨之提高，因而需要三向配筋。

三、建筑轉換層結構設計過程中的若干問題

（一）配合建筑專業。在高層建筑設計過程中選擇轉換層結構形式時必須配合建筑專業，以此來適應建筑需求。首先是選擇轉換層結構形式應結合建筑外觀，比如拱式轉換、巨型框架等受力性能良好，同時還較好地適應了建筑外觀需求；其次是轉換層結構必須為實現建筑功能而服務。在實際工程中轉換層通常由設備層兼之，這種情況下轉換層應預留出足夠通過設備管道的空間，若洞口尺寸大于開孔梁設計允許范圍時，則梁式轉換層應由空腹或者實心桁架轉換層取代。

（二）避免高位轉換，盡量低位轉換。通常來說，需要設置轉換層的高層建筑結構都較為復雜，其結構在一定程度上存在豎向剛度突變，同時轉換層鄰近區域的變位、內力以及剛度都可能存在突變，進而構成薄弱層，不利于高層建筑整體抗震性能的提高。因而轉換層位置的設置應遵循宜低不宜高的原則，將轉換層層位盡量降低，特別是抗震結構設計，一般應取三層以下，最高不應大于六層，盡量避免高位轉換。

（三）力求上下軸網部分對齊。當結構上下部軸網均出現錯位時，則只能選用厚板式作為轉換層結構形式。在各類轉換層結構形式中，厚板式轉換層結構缺點最多。此類結構設計難度較高，受力性能較差，施工困難，且難以控制施工成本，與其他轉換層（如梁板式轉換層）相比缺乏經濟性。因而應確保上下軸網之間部分對齊，同時兩部分軸網對齊部分越多，在設計轉換層結構時就越簡單，整體結構就具有更為明確的受力和更佳的經濟效果。

（四）合理布置剪力墻與框支柱。對于高層建筑來說，在設置結構轉換層后無論選擇哪種結構體系，剪力墻部分與地面接觸是必須保證的；轉換層下部框支柱應保持疏密均勻的柱距，剪力墻與框支柱之間的距離通常應不應超出12m。在轉換層上方，應選擇大開間方案布置剪力墻。同時對下部進行強化，確保下部結構剛度、延性以及強度足夠，并具有良好的抗震能力。保持轉換層平面的規則性，確保轉換大梁的剛度以及出平面外部分的穩定性。

（五）合理選擇轉換層結構剛度。在設計轉換層結構過程中，轉換層結構剛度的設定是設計人員所要解決的重要問題。若轉換層具有較大的結構剛度，則結構豎向剛度增大，引起地震反應，上下部轉換層受力狀態則更為不利；此外又增加了材料用量，其結構也缺乏經濟性。而過小的轉換層結構剛度則會導致上部框支部分豎向構件同鄰近豎向構件之間出現沉降差，進而導致次應力較為明顯，需要增加配筋。

結語：

在當前的各類高層建筑中，由于建筑功能需求等原因，設計人員需要設置轉換層用于上下樓層不同結構體系的轉換，從而出現各種各樣的轉換層設計方案，本文對建筑轉換層結構設計相關問題展開分析研究，希望有所指導和幫助。

參考文獻：

[1]沈朝勇，羅學海，黃襄云等.高層建筑轉換層結構的研究現狀及發展方向[J].四川建筑科學研究，2010，36（2）：20-24.

[2]張敏，王慶華.水復荷載作用下拱式轉換層結構滯回性能研究[J].建筑科學，2011，27（9）：1-6.

[3]梁炯豐，楊澤平，王慶華等.預應力混凝土拱式轉換層結構靜力彈塑性分析[J].世界地震工程，2012，28（3）：15-18.

[4]鄧護勇.高層建筑轉換層結構施工監理控制要點探討[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（7）.

[5]吳玉華，樓文娟，葉小剛等.大跨度鋼桁架轉換層結構的豎向地震反應分析[J].地震工程與工程振動，2011，31（4）：89-93.

作者簡介：

篇10

關鍵詞：轉換層結構；高層建筑；結構設計；優化配置

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

引言

現代城市化進程在不斷加快的情況下，城市中的人口密度越來越大，這促使高層建筑結構已經成為了現代城市發展的主體，并且弱化了土地資源的供求矛盾，這是當前城市發展的一個主要趨勢，同時，城市也在逐漸向著綜合性的方向發展。在當前施工條件不斷提高的情況下，結構轉換層已經成為了現代高層建筑中一項極其重要的施工技術。

一、轉換層結構在高層設計中的應用概述

目前,我國的城市高層建筑大都具有多種功能,如在一座高層建筑中,底層是用來作為商店、超市、餐廳等商業用途的樓層;中層是用來作為辦公用的辦公樓層;而高層則是作為酒店或住宅的樓層,這樣多功能的高層建筑不但使城市商業中心緊密結合在一起,且節省了空間、方便了人們的生活和工作。但從建筑設計的專業角度來講,這種建筑多功能的建筑內部結構分布卻存在著一定問題。按照普通的設計思路來看,由于高層建筑的樓層較高,為了保持建筑的穩定與安全,需要加大底層結構的剛度和強度,盡可能的多設置墻體和柱體,以承受上部樓層傳下的荷載;而上部由于荷載較小,則無須多設墻體,以減少對底層的荷載。這樣看來,建筑功能需求下的建筑結構設計與正常的建筑結構設計思路背道而馳,剛好相反。那么如何在保證建筑結構整體的剛度與安全的前提下,滿足現代城市對建筑結構的需求呢？此時,就需要在結構形式發生轉換的樓層設計一種水平轉換構件,這個水平轉換構件,就是轉換層結構。

二、高層建筑轉換層結構形式

在現代建筑結構形式不斷開發的情況下，各個方面的的功能需求在不斷的轉變，并且建筑自身的造型需求也在不斷的增多，在不同的情況下，也同樣有著不同的改變，所使用轉換層結構應用方式也有著較大的不同。通常情況下，實際應用在建筑工程中的轉換層結構有以下幾種：

1、梁式轉換層結構。

梁式轉換層是運用托梁施工技術在現澆鋼筋混凝土樓板上布置單向、雙向或斜向托梁，用來承托上部各層建筑結構的重力。梁式轉換層一般用于底部大空間剪力墻建筑結構，是目前高層建筑轉換層中應用最廣的結構形式，梁式轉換層結構具有同時受力性強、傳力途徑清晰，構造簡單可靠等技術優勢。

2、板式轉換層結構。

板式轉換層結構通常是針對高層建筑的上下柱網出現不規則工況時、或者軸線錯位較大的情況下，采用板式結構進行設置的轉換層構造。一般來說，用以承載建筑結構重荷的轉換層板，其厚度相對較大，耗材也多。為更好地實現多功能高層建筑的要求，板式轉換層的結構布置通常較為簡便。

3、斜柱轉換層結構。

斜柱轉換層是現代高層、超高層建筑中廣泛采用的轉換結構形式，具有傳力效果直接，能有效減小轉換梁尺寸，轉換方式靈活的效果，從受力模式上看，斜柱轉換層屬于高效型結構形式。

三、高層建筑轉換層結構的設計要點

在高層建筑功能需求不斷多元化發展的情況下，其轉換層結構自身所具有的設計需求差異也在持續不斷的發生變化，因此，在對建筑工程轉換層結構進行設計的過程中必須要充分的注意以下幾個不同的方面：

1、設計目標：其轉換層自身的設計必須要充分的符合建筑工程自身的結構需求，同時應當和建筑工程當前的封閉式開間來進行相應的布置，而各個部分的對稱落地構件都應當保持實較為良好的實強度，如果強度出現了不足，那么就需要采取截面加大、鋼材和混凝土相結合的方式來提升構件自身所擁有的強度，最大限度的提升側力構件在抗剪剛度、抗彎等方面的性能。

2、結構選擇：高層建筑轉換層結構形式主要有梁式、桁架、箱式，斜柱式、板式等形式買不同的結構形式具有不同的優勢，設計時可根據具體的工程施工情況以及建筑功能需求進行合理的優化和選擇轉換層形式。

3、剛度保障：轉換層結構設計時，要可以采取控制落地剪力墻的比例，加大落地墻的厚度，提高砼的強度等級，減小洞口尺寸，增強結構強度性能，還可以增設補償剪力墻，來增加空間層的剛度控制轉換層上下層結構的剛度變化率。

4、軸壓比控制：由于轉換層以上墻體的垂直荷截不能借助樓板平面內的剛度傳遞給落地剪力墻，因此要嚴格控制框支柱的軸壓比，箍筋應沿框支柱全高加密，并采用復合箍或螺旋箍，通過提高柱箍筋配箍率，來提高轉換層柱的抗剪能力。

四、結構轉換層的受力機理分析

以梁式轉換層為例,結構轉換層的受力機理為:梁式轉換層結構的傳力途徑為墻-梁-柱(墻)的形式,傳力直接,便于分析計算。轉換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉換大梁的相對剛度和轉換大梁與下部支撐結構的相對剛度影響。對一般結構轉換大梁(跨度小于12m),上部墻體考慮3層與考慮4層、5層內力的設計控制內力差異不大于5%,故在分析計算時可只考慮計算3層。從計算分析不論轉換大梁上部墻體的形式如何,只要墻體有一定長度,轉換大梁中的彎矩就會比不考慮上部墻體作用要小,同時轉換大梁也會有一段范圍出現受拉區。主要原因:一是由于轉換大梁處于結構整體彎曲的受拉區,應力積分后在轉換大梁中就會出現軸向拉力,二是由于上部墻體豎向力作用于轉換大梁時形成了拱的傳力方式,這樣豎向力轉變成斜向力作用于轉換大梁,從而在轉換大梁跨中出現拉力,支座出現軸向壓力的情況。

五、轉換層結構應用的一些問題

筆者的一個項目，為一幢地下一層，地上二十六層的底部部分框支抗震墻結構房屋，其中框支轉換層為五層樓面；主要建筑功能為地下1層車庫及設備用房，地上一層為大空間商業，二至四為大空間辦公用房，五至二十六層為住宅樓。本工程抗震設防烈度：7度，設計基本地震加速度值：0.15g，場地類別 II類，設計地震分組：第二組，特征周期值：0.40s。框支層框架抗震等級為特一級，加強部位剪力墻抗震等級為特一級，一般部位剪力墻抗震等級為二級。

1、轉換次數

布置轉換層上下主體豎向結構時,要注意盡可能多的布置成上下主體豎向結構連續貫通,尤其是在核心筒框架結構中,核心筒宜盡量予以上下貫通。

2、上下層剛度比

為了提高高層建筑的整體抗震性能,在設計轉換層結構時,要注意平衡轉換層上部與下部的剛度,使兩者之間的剛度與其變形能力相配合,以增大抗震能力。本工程的樓層剪彎剛度比X\Y向分別為1.02\1.1，此比值宜接近1.0，如果計算剛度比過大，說明存在剛度突變，抗震不利。

3、傳力要求

布置轉換層上下主體豎向結構時,要注意盡可能使水平轉換結構傳力直接,盡量避免多級復雜轉換,更應盡量避免傳力復雜,抗震不利,質量大,耗材多,不經濟不合理的厚板轉換。對于剪力墻結構,上部剪力墻應落在托梁的中面上,以免使托梁受到大的扭矩,地震時容易產生震害。因此應避免剪力墻托梁的偏心和間接傳力。

4、軸壓比限值與短柱

采用了轉換層后,高層建筑底部的若干柱子要承受上部結構荷重。因柱距受建筑功能制約,柱截面又要滿足軸壓比和上下層剪切剛度比的要求,所以柱子一般都為對抗震不利的短柱,大幅度增加層高不太可能,也不經濟,因而為避免短柱的出現,只有減小柱截面,然而減小柱截面有時可能會很難滿足軸壓比限值,因此,在設計中必須做重點研究。

5、優化配置

在抗震設計中,當建筑功能需要高位轉換時,轉換結構宜優先選擇不致引起框支柱柱項彎矩過大,柱剪力過大的結構形式,如斜腹桿桁架,空腹桁架和寬扁梁等,同時要注意滿足強度,剛度要求避免脆性破壞。

6、抗震構造措施加強

在本工程中，7層樓面墻柱抗震等級為2級，6層為特一級，等級相差過大，承載力產生突變，抗震不利，故設計中將7層墻柱的抗震等級設為1級，逐步過渡到2級。

結束語

轉換層結構的設計與應用很好的解決了建筑功能需求與建筑受力需求之間的矛盾,為提高高層建筑的整體性能提供有力的技術支持。在采用轉換層結構進行施工設計時,要根據實際具體的工程狀況、施工條件、工程預算以及建筑需求進行合理選擇,嚴格注意在施工應用中的一些主要問題,把關質量關,使轉換層結構充分發揮其最大的職能作用。

參考文獻