某高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　某高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是當(dāng)前城市高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。其設(shè)計(jì)質(zhì)量水平的高低在很大程度上決定著整個(gè)高層建筑的設(shè)計(jì)水平。文章根據(jù)工程實(shí)例，主要從轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)整體分析和結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)等幾個(gè)問(wèn)題入手進(jìn)行分析探究。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì) </p><

2、p>　　中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1. 工程概況 </b></p><p>　　本工程為佛山市港口路西側(cè)、華新路南側(cè)、瀾石二路北側(cè)地塊保障性住房項(xiàng)目，位于廣東省佛山市禪城區(qū)佛山新港路北面，東平大橋東北角。場(chǎng)地位于地震烈度7 度區(qū)，場(chǎng)地土類別屬于II類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.10g。地上總建筑面積約

3、57600平方米， 建筑層數(shù)地下2層，地上主樓33層。1～3層為集中商業(yè)，4-33層為保障性安置房，建筑高度99.90m。因?yàn)榭紤]建筑功能，本工程主體結(jié)構(gòu)采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層設(shè)置在結(jié)構(gòu)的第4層。不屬于高位轉(zhuǎn)換，但框支柱及落地剪力墻抗震等級(jí)需提高一級(jí)。 </p><p>　　2. 轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì) </p><p>　　一般在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 都是因?yàn)槌?/p>

4、于建筑功能的考慮, 建筑底部的樓層需要大空間, 而上層的空間結(jié)構(gòu)開間則相對(duì)較小。這種情況一般上部采用剪力墻結(jié)構(gòu)，而底層采用設(shè)置轉(zhuǎn)換層對(duì)部分剪力墻進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但是即便設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,其布置設(shè)計(jì)不合理,也不會(huì)起到良好的轉(zhuǎn)換作用?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)需要布置部分落地剪力墻，并加大墻壁厚度。落地剪力墻間距設(shè)計(jì)也必須要得到嚴(yán)格控制,框支柱與相鄰落地剪力墻的間距一般不宜超過(guò)15m，超過(guò)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層樓蓋的整體剛度，必要時(shí)將樓蓋視為水平深梁，校核其承載力。

5、框支柱周邊的樓板不能出現(xiàn)錯(cuò)層現(xiàn)象, 這些都是為了避免建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)遭受破壞而制定的規(guī)定要求。在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中,轉(zhuǎn)換層的上一層最好不要在墻體附近設(shè)置邊門洞,也不宜在中柱上方設(shè)置任何孔洞, 這是為了避免框支剪力墻的剪力增大而引起應(yīng)力集中現(xiàn)象,使轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的墻體受到破壞。若必須要設(shè)置一定的門洞, 則最好將門洞設(shè)置在墻體的中部, 這樣能夠使結(jié)構(gòu)的各個(gè)部位都受力均衡。本工程采用梁式轉(zhuǎn)換，受力更明確，設(shè)計(jì)施工也簡(jiǎn)單，特別適用于上部為剪力

6、墻的轉(zhuǎn)換層。 </p><p>　　轉(zhuǎn)換層平面布置標(biāo)準(zhǔn)層平面布置 </p><p>　　3. 結(jié)構(gòu)的整體分析 </p><p>　　3.1本工程采用PKPM-SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，且使用廣廈建筑結(jié)構(gòu)GSCAD-GSSAP進(jìn)行輔助分析。結(jié)構(gòu)計(jì)算考慮偶然偏心地震作用，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)及施工模擬，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)嵌固端取在地下室頂板處。靜力分析結(jié)果顯示，兩種方法結(jié)果相近，結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為

7、主的第1自振周期Tt與平動(dòng)為主的第1 自振周期T1的比值均不大于0.90。在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移比值基本不大于1.2， 且水平位移及層間位移較小，各樓層的本層位移角均不大于上層位移角的1.2 倍及上3 層平均位移角的1.2 倍，說(shuō)明結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度規(guī)則。 </p><p>　　3.2根據(jù)高規(guī)要求，本工程進(jìn)行了彈性動(dòng)力時(shí)程分析。3條地震波（1條人工波2條天然波）時(shí)程分析計(jì)算

8、得出的層間位移角曲線在4層有突變，這是由于轉(zhuǎn)換層處剛度突變引起，應(yīng)特別加強(qiáng)該部分的豎向構(gòu)件。其余各樓層動(dòng)力時(shí)程反應(yīng)值（最大位移，最大層間位移角，最大反應(yīng)剪力，最大反應(yīng)彎矩）各指標(biāo)均小于規(guī)范反應(yīng)譜法（CQC）的計(jì)算值，說(shuō)明SATWE的整體計(jì)算設(shè)計(jì)是安全的，可作為設(shè)計(jì)依據(jù)。 </p><p>　　4. 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì) </p><p><b>　　4.1 框支柱 </b&g

9、t;</p><p>　　本工程框支柱的抗震等級(jí)為特一級(jí)，為了保證框支柱的延性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格控制框支柱的軸壓比不大于0.60；柱體積配箍率不應(yīng)小于1.6%；全部縱向鋼筋的最小配筋率不小于1.6%。此外，在上部墻體范圍內(nèi)的框支柱縱向鋼筋應(yīng)伸入墻體內(nèi)不少于一層，強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層上下之間的連接；位于墻體范圍外的縱筋應(yīng)采取水平錨入轉(zhuǎn)換層梁板內(nèi)的方法，達(dá)到錨固要求。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，框支柱是很重要的構(gòu)件，保證其安全性對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)都

10、具有非常重大的意義。 </p><p><b>　　框支柱配筋示意圖 </b></p><p><b>　　4.2 框支梁 </b></p><p>　　作為上下層荷載的傳輸樞紐，框支梁能夠保證框支剪力墻抗震性能?？蛑Я航孛娉叽缰饕芗魤罕戎?，寬度應(yīng)大于其2倍的其上墻體厚與400 mm；由于受力較巨大、復(fù)雜，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

11、時(shí)，應(yīng)保證留有一定的安全儲(chǔ)備。本工程框支梁抗震等級(jí)為一級(jí)，要求其配筋率應(yīng)大于0.50%。因框支梁的受力不均勻，梁中存在較大的軸力，因此應(yīng)配備一定的腰筋量及支座通長(zhǎng)筋。作為抗震的重要構(gòu)件，框支梁的受剪很大，應(yīng)遵循“強(qiáng)剪弱彎”的方針，在縱筋數(shù)量較多的前提下，加強(qiáng)箍筋的配置。本工程按SATWE及GSSAP包絡(luò)值進(jìn)行框支梁設(shè)計(jì)，且采用高精度有限元FEQ程序進(jìn)行校核。部分框支梁端部采用加腋方式，提高框支梁端部的抗剪承載力且保證建筑的使用空間。框支

12、梁至少保證50%支座筋沿梁全長(zhǎng)貫通，下部縱筋全部直通到柱內(nèi)錨固。 </p><p><b>　　框支梁配筋示意圖 </b></p><p>　　4.3 轉(zhuǎn)換層樓板 </p><p>　　部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換層樓板是重要的傳力構(gòu)件，主要負(fù)責(zé)完成上下部分剪力重分配，不落地剪力墻的剪力需要通過(guò)轉(zhuǎn)換層樓板傳遞到落地剪力墻，轉(zhuǎn)換層樓板自身存在受力大

13、、變形大特點(diǎn)，必須要有足夠的剛度來(lái)支撐。因此本工程轉(zhuǎn)換層樓板厚度取180mm，采用Ф12@150雙層雙向拉通。樓板中的鋼筋應(yīng)錨入邊梁及墻體內(nèi)La。 </p><p><b>　　5. 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　在地震區(qū)，采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是解決復(fù)雜平面及體型轉(zhuǎn)換的一種行之有效的方法，但帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑受力非常復(fù)雜，在嚴(yán)格控制規(guī)范要求的各項(xiàng)計(jì)算指標(biāo)的前提下，

14、采取有效的構(gòu)造措施是非常有必要的。當(dāng)然, 在高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 所需要注意的設(shè)計(jì)要點(diǎn)問(wèn)題絕非僅有本文上述的幾點(diǎn)。在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中,還必須要結(jié)合實(shí)際情況和當(dāng)?shù)氐牡卣鹆叶冗M(jìn)行合理設(shè)計(jì), 確保高層建筑在滿足基本的建筑設(shè)計(jì)要求和抗震性能的前提下, 實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益和功能作用。 </p><p>　　本工程屬于佛山市禪城區(qū)政府重點(diǎn)保障性住房項(xiàng)目，目前已經(jīng)竣工驗(yàn)收，獲得業(yè)主的一致好評(píng)。 </p>