探讨高层建筑梁式转换层结构设计.pdf

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1、规划与设计一啊圈■囊2012年5月探讨高层建筑梁式转换层结构设计王家坤(浙江绿城东方建筑设计有限公司)擅要：本文以一栋带转换层的高层建筑的结构设计为例，重点探讨了粱式转换层结构的设计要点。关键词：粱式转换层：设计要点；设计要求1前言设计要求近年来，随着我国经济的持续快速发展，人们对高层建筑的功能要求趋向于多样化、综合化和全面化。较为常见的形式是上部为小开间的民用住宅，下部为大开问的商场或公共娱乐场所。从建筑功能上看，高层建筑上部需要较多的墙体来分隔空间以满足住宅户型的需要：而下部则希望有较大的自由灵活空间，大柱网

2、、少墙体，以满足公共使用要求。然而．按照这样的建筑形式进行结构布置时，上部墙体多而密，下部柱网少而稀，即刚度上大下小。这与常规的结构竖向布置的原则正好是相反的。为了满足建筑要求就必须在上下不同结构体系转换的楼层设置转换层。于是，带转换层的建筑结构孕育而生，并在近年来得到较为广泛的应用。相关文献也专门列出一节，对转换层的结构设计给出了一系列新的规定和要求。本文以一栋带转换层的高层建筑的结构设计为例介绍转换层结构的设计要点。2工程摄况该工程地下二层。地上裙房三层，总层数三十一层。一层、二层高为4．5m，三层层高均为5

3、．5m，4。31层层高均为3．0m．建筑物总高蚰．95m。该工程地下二层为车库及平战结合的六级民防地下室。地下一层为大卖场及车库，1-3层为商场，4．31层为高级公寓。建筑抗震设防类别：为丙类：抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度0．05E；设计地震分组为第一组：场地类别为Ⅱ类。转换层设在第三层楼面。转换层结构平面简图见图1。采用中国建筑科院编制的2005版PlcI嘲一SATWE程序进行计算。圈l结构平面■圈3转换层型式的选择各种形式转换层的优缺点详见表1：毫1转换层优点缺点粟式转当上下轴线错位布置时，需增换层

4、设计和施工均较为简单。传力较为明确设较多的转换次粱，空闻受力较为复杂籍式转转换粱的约束强，刚度大整体工作效果转换粱粱中开设备洞较多，施好．上下部传力较为均匀．并且建筑功能换层t工复杂。且造价较高上还可将其作为。设备层”厚板式下部柱同受上部结构布局影响较小，可灵厚板自重报丈，地震作用也大，活布置。厚板刚度很大．形成性较好．而容易产生震害．并且材料耗用转换层且舡也较为偏介多，经济性也较差桁架式框框支柱柱顶写矩和剪力比其他几种转藏工复杂程度较高，且对于轴转换层换形式相对较小线错位布置时难度较大结合工程实际建筑布局情况，

5、并考虑经济指标及施工难易程度，经过技术经济比较后，决定工程采用粱式转换层结构型式．4梁式转换层的结构设计要点4．1抗震等级的确定"44·本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，因而不能象单纯的框架结构或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，这是设计的关键点．依据相关文献第4．8．1条乙类建筑：当本地区的抗震设防烈度为Ⅵ。Ⅶ度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；第4．

6、8．3条抗震设计时，B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表4．8_3确定；第4．8．5条当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级；第10．2．5条对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱及剪力墙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，已经为特一级时可不再提高。综上所述，本工程备部位的抗震等级确定详见表2：寰2粱柱剪力墙框支粱，框支底部加强部位非底部件名称柱及l

7、“层地下二裙房及地地下与框支柱相层槊、柱下一层框转换层以上储换层以上加强部连的框架粱架粱．柱二层两层以下两层以上位抗震等级特一级三级一级三级特一级一缀二级4．2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l然而带转换层的高层建筑结构显然有悖于此，因此相关文献对转换层结构的侧向刚度作了专门规定l对该工程而言，属于“高位转换”。转换层上下等效侧向刚度比宣接近于1，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。可以采用的方法有以下几种：(1)与建筑专业协商，使尽可能多的剪力

8、墙落地，必要时甚至可在底部增设部分剪力墙(不伸上去)。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，还与建筑专业协商后．让两侧各有一片剪力墙落地l这些无疑都大大增强了底部剐度。(2)加大底部剪力墙厚度。转换层以下剪力墙中．核心筒部分的厚度取为600ram，其余部分的厚度取为400ram。(3)底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太大。(4)提高底部柱、墙混凝土强度等级，采用C