探討高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

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1、規(guī)劃與設(shè)計一啊圈■囊2012年5月探討高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計王家坤(浙江綠城東方建筑設(shè)計有限公司)擅要：本文以一棟帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，重點探討了粱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點。關(guān)鍵詞：粱式轉(zhuǎn)換層：設(shè)計要點；設(shè)計要求1前言設(shè)計要求近年來，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，人們對高層建筑的功能要求趨向于多樣化、綜合化和全面化。較為常見的形式是上部為小開間的民用住宅，下部為大開問的商場或公共娛樂場所。從建筑功能上看，高層建筑上部需要較多的墻體來分隔空間以滿足住宅戶型的需要：而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網(wǎng)

2、、少墻體，以滿足公共使用要求。然而．按照這樣的建筑形式進行結(jié)構(gòu)布置時，上部墻體多而密，下部柱網(wǎng)少而稀，即剛度上大下小。這與常規(guī)的結(jié)構(gòu)豎向布置的原則正好是相反的。為了滿足建筑要求就必須在上下不同結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。于是，帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)孕育而生，并在近年來得到較為廣泛的應(yīng)用。相關(guān)文獻也專門列出一節(jié)，對轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計給出了一系列新的規(guī)定和要求。本文以一棟帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計為例介紹轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點。2工程攝況該工程地下二層。地上裙房三層，總層數(shù)三十一層。一層、二層高為4．5m，三層層高均為5

3、．5m，4。31層層高均為3．0m．建筑物總高蚰．95m。該工程地下二層為車庫及平戰(zhàn)結(jié)合的六級民防地下室。地下一層為大賣場及車庫，1-3層為商場，4．31層為高級公寓。建筑抗震設(shè)防類別：為丙類：抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計基本地震加速度0．05E；設(shè)計地震分組為第一組：場地類別為Ⅱ類。轉(zhuǎn)換層設(shè)在第三層樓面。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)平面簡圖見圖1。采用中國建筑科院編制的2005版PlcI嘲一SATWE程序進行計算。圈l結(jié)構(gòu)平面■圈3轉(zhuǎn)換層型式的選擇各種形式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)缺點詳見表1：毫1轉(zhuǎn)換層優(yōu)點缺點粟式轉(zhuǎn)當(dāng)上下軸線錯位布置時，需增換層

4、設(shè)計和施工均較為簡單。傳力較為明確設(shè)較多的轉(zhuǎn)換次粱，空聞受力較為復(fù)雜籍式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換粱的約束強，剛度大整體工作效果轉(zhuǎn)換粱粱中開設(shè)備洞較多，施好．上下部傳力較為均勻．并且建筑功能換層t工復(fù)雜。且造價較高上還可將其作為。設(shè)備層”厚板式下部柱同受上部結(jié)構(gòu)布局影響較小，可靈厚板自重報丈，地震作用也大，活布置。厚板剛度很大．形成性較好．而容易產(chǎn)生震害．并且材料耗用轉(zhuǎn)換層且舡也較為偏介多，經(jīng)濟性也較差桁架式框框支柱柱頂寫矩和剪力比其他幾種轉(zhuǎn)藏工復(fù)雜程度較高，且對于軸轉(zhuǎn)換層換形式相對較小線錯位布置時難度較大結(jié)合工程實際建筑布局情況，

5、并考慮經(jīng)濟指標(biāo)及施工難易程度，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后，決定工程采用粱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式．4梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點4．1抗震等級的確定"44·本工程轉(zhuǎn)換層以下為框架．剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層以上為純剪力墻結(jié)構(gòu)，是多種結(jié)構(gòu)形式共存的復(fù)雜高層建筑，因而不能象單純的框架結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)那樣籠統(tǒng)地確定抗震等級，而應(yīng)該嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范的不同章節(jié)，有針對性地分別確定結(jié)構(gòu)體系各部位不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級，這是設(shè)計的關(guān)鍵點．依據(jù)相關(guān)文獻第4．8．1條乙類建筑：當(dāng)本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為Ⅵ。Ⅶ度時，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求；第4．

6、8．3條抗震設(shè)計時，B級高度丙類建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級應(yīng)按表4．8_3確定；第4．8．5條當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級；第10．2．5條對部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以上時，其框支柱及剪力墻底部加強部位的抗震等級尚宜按本規(guī)程表4．8．2和表4．8．3的規(guī)定提高一級，已經(jīng)為特一級時可不再提高。綜上所述，本工程備部位的抗震等級確定詳見表2：寰2粱柱剪力墻框支粱，框支底部加強部位非底部件名稱柱及l(fā)

7、“層地下二裙房及地地下與框支柱相層槊、柱下一層框轉(zhuǎn)換層以上儲換層以上加強部連的框架粱架粱．柱二層兩層以下兩層以上位抗震等級特一級三級一級三級特一級一綴二級4．2結(jié)構(gòu)豎向布置高層建筑的側(cè)向剛度宜下大上小，且應(yīng)避免剛度突變l然而帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)顯然有悖于此，因此相關(guān)文獻對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度作了專門規(guī)定l對該工程而言，屬于“高位轉(zhuǎn)換”。轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比宣接近于1，不應(yīng)大于1．3。在設(shè)計過程中，應(yīng)把握的原則歸納起來，就是要強化下部，弱化上部?？梢圆捎玫姆椒ㄓ幸韵聨追N：(1)與建筑專業(yè)協(xié)商，使盡可能多的剪力

8、墻落地，必要時甚至可在底部增設(shè)部分剪力墻(不伸上去)。除核心筒部分剪力墻在底部必須設(shè)置外，還與建筑專業(yè)協(xié)商后．讓兩側(cè)各有一片剪力墻落地l這些無疑都大大增強了底部剮度。(2)加大底部剪力墻厚度。轉(zhuǎn)換層以下剪力墻中．核心筒部分的厚度取為600ram，其余部分的厚度取為400ram。(3)底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。(4)提高底部柱、墻混凝土強度等級，采用C