浅谈高层建筑中带转换层框支剪力墙结构设计

《浅谈高层建筑中带转换层框支剪力墙结构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、浅谈高层建筑中带转换层框支剪力墙结构设计摘要：为了使结构设计人员能更好地把握高层建筑带转换层的框支剪力墙结构的设计方法,以某高层大楼为例,针对在设计过程中考虑的诸多因素:如何进行概念设计,梁式转换层的结构设计怎样做到安全经济等方面进行分析。关键词:高层建筑；框支剪力墙；转换层；结构设计近年来,高层住宅大量涌现,如何在设计过程中使结构安全、经济、合理已成当务之急。由于目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先设定好构件尺寸,通过电算,在电算过程中对个别超限构件进行调整形成最终结果。至于整个方案是否完善,构件尺寸假定是否合理,则心中无数,很多时候往往会产生不必要的浪费。

2、另外,有时也因建筑设计中对平面布置和立面处理的要求,往往造成结构产生很多难于合理处理之处。现以某高层大楼工程为例,对高层建筑带转换层的框支剪力墙结构设计进行探讨。一、工程概况某高层建筑大楼，由裙楼及1幢高层塔楼组成。由于城市规划及场地限制，8塔楼偏向地盘西侧。该工程地下3层，地上26层。其中地下室层高4.8m，布置设备用房及公共机动车泊位，地下2层、3层设六级人防。地上1～3层为商业用房，层高4.5m，安装有集中空调及消防系统；第4层为转换层，层高5.7m；4层以上为剪墙结构住宅。住宅除第24层层高为4.2m外，均为3.0m层高。31层以上为机房，室外地坪以上主体高度为98.70m，建筑

3、总高度（至机房顶）为103.20m。该工程拟建场地为缓坡地形，由西南向东北倾斜，根据地质资料，场地及其附近未有活动断裂带或深大的活动断裂带通过，场地地层构造及地形稳定，属抗震有利地段。该工程采用中国建筑科学研究院编制的2005版PKPM-SATWE程序进行设计计算，地震基本加速度值为0.05g，设计特征周期值为0.35s，属稳定建筑场地。该工程按地震烈度6度设防。基本风压为0.30kN/m2，设计风压值0.35kN/m2。二、结构方案及布置该高层住宅楼每层有10户，每户户型及面积均不相同，为充分争取有效建筑面积，经多方论证，决定采用大开间剪力墙结构。底部3层为商业用房，为满足大空间建筑功

4、能要求，采用框支剪力墙结构体系。框支剪力墙体系是一种受力复杂、不利于抗震的结构，在结构总体设计时一般应遵循以下原则:减少转换次数，缩短传力途径。该工程重点解决两个方面的问题。第一，为保证结构沿竖向刚度均匀变化，应设法争取尽可能多的上下贯通构件。结合电梯井道、消防楼梯间及电梯厅，8布置了一个中央核心筒；另外，又根据塔楼四角剪力墙分布情况，在底部裙楼对应部位设置了落地贯通的L型加厚角墙。第二，合理布置裙楼柱网，使不落地剪力墙直接通过转换层托梁一次转换。三、梁式转换层的结构设计要点1抗震等级的确定工程转换层以下为框架―剪力墙结构，转换层以上为纯剪力墙结构，是多种结构形式共存的复杂高层建筑，因而

5、不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统地确定抗震等级，而应该严格按照现行规范的不同章节，有针对性地分别确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。该工程属“框支剪力墙”，高度98.7m，6度设防，框支框架等级为二级，剪力墙底部加强部位为二级，非底部加强部位剪力墙为三级;由于工程转换层设在建筑4层楼面，属于高位转换，“当转换层位置设在三层及三层以上时，其框支柱、剪力底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级”，故该工程框支柱应定为一级，剪力墙底部加强部位定为一级。2结构竖向布置高层建筑的侧向刚度宜下大上小，且应避免刚度突变。然而带转换层的结构显然有悖于此，

6、对该工程而言，属于高位转换，转换层上下等效侧向刚度比宜接近于81，不应大于1.3。在设计过程中，应把握的原则归纳起来就是要强化下部，弱化上部，尽量避免出现薄弱层。可采用的方法有以下几种。（1）使尽可能多的剪力墙落地，必要时甚至可以在底部增设部分剪力墙（不伸上去）。这是增大底部刚度最有效的方法。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，让两侧各有一片剪力墙落地，并且北部还有一大片L型剪力墙也落至基础。这些都大大增强了底部刚度。（2）加大底部剪力墙厚度，减小上部剪力墙厚度，转换层以下剪力墙厚度区为400mm厚，上部厚度取为200mm。（3）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太多。（4）提高

7、底部柱、墙混凝土强度等级，采用C55混凝土。3结构平面布局8工程底部为框架－剪力墙结构，体形复杂，不规则；转换层上部为纯剪力墙结构，由于建筑布置的不对称，剪力墙的布置须经多次试算，最后结果是质量中心与刚度中心偏差不超过1m，结构偏心率较小。除核心筒外，其余剪力墙布置分散、均匀；且尽量沿周边布置，以增强抗扭效果，查阅计算结果，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.77，各层最大水平位移与层间位移比值不大于1.4，均满