浅析高层建筑梁式转换层的设计.doc

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1、浅析高层建筑梁式转换层的设计【摘要】梁式转换结构具有传力直接、受力明确以及功能多样等优点。因此在高层建筑工程中，应用越來越广泛。但要保证梁式转换这种结构形式达到理想的应用效果，就必须认真做好结构设计工作。本文将结合笔者实际工作经验，对梁式转换层的设计要点进行具体探讨。【关键词】高层建筑；梁式转换层；设计耍点近年來，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，下部为大开间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；而下部则希望有尽可能大的自由灵活

2、空间，大柱网、少墙体，以满足公共使用耍求。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。1、梁式转换层的结构特点及结构形式梁式转换层结构是…种利用下部的转换大粱，将上部剪力墙落在框支梁上，再由框支柱支撑框支梁的结构体系，也称为梁式框支剪力墙结构。其传力途径为墙一梁一柱（墙），由于传力直接、明确，便于工程计算、分析和设计，且施工较为简单，在底部大空间的框支剪力墙结构体系

3、中被广泛应用。但是，其不足之处在于：如果上下轴线错位布置，则需增设较多的转换次梁，空间受力就较为复杂了。在实际工程中，梁式转换层结构形式多样，但英原理均为利用下部的转换大梁來支托上部结构。根据其上部结构形式及受力特点，可以将梁式转换层的结构形式归纳为八种形式。2、工程实例2.1工程概况某综合大厦，总建筑面积26000m2,地下室1层,地上20层。其屮1—4层为商业楼层，1层层高为5.Im,2—4层层高均为4.2m,5~20层为住宅，层高均为3mo4层设置结构转换层兼设备层，转换层以上为住宅楼（纯剪力墙结构），以下为框架一剪力墙结构。该建筑位于六度抗震区，建筑场地为II类。该

4、工程采用中国建筑科学研究院PKPM—SATWE程序进行结构设计和受力分析。2.2梁式转换层结构的设计要点2.2.1结构平面布局该工程上部为纯剪力墙结构，底部为体型规则、简单的框架…剪力墙结构。为了改善结构的受力性能，提高结构抗震能力，增强抗扭效果，在对有抗震设防要求的建筑进行结构平血布置时，核心筒外的英余剪力墙应尽量沿周边均匀、分散布置，同吋还可以将一部分剪力墙落地，贯通至基础，促使框支墙协同落地剪力墙受力。2.2.2结构竖向布置该工程的竖向布置设计遵循“强化下部，弱化上部”的原则，同时要保证转换层上、下部主体结构的总剪切刚度比，避免转换层与下部结构竖向刚度产生突变。在满足

5、建筑物使用功能要求的基础上，对上部结构采用减少转换层上部剪力墙数目，控制剪力墙厚度的做法；对下部结构采用提高下部结构的截面尺寸，在底部增设剪力墙，且加大底部剪力墙厚度，提高底部柱、墙混凝土强度等级（釆用C50混凝土）。2.2.3抗震等级的确定抗震等级是根据建筑物设防烈度和建筑物使用功能的重要性确定的，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）的规定，建筑工程分为四个抗震设防类别：特殊设防类（甲类）、重点设防类（乙类）、标准设防类（丙类）、适度设防类（丁类）。当剪力墙转换层结构设置在三层及三层以上时，为了保证设计的安全性，框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应提

6、高一级，如果已是特一级时可不用再提高。另外，在八度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。该工程是多种结构形式共存的复杂高层建筑，在第四层结构层设置转换层，属于高位转换，运用SATWE程序进行计算时，在第一项“参数输入”中，如果把转换层设置在三层及三层以上（不含地下室），在计算结果中，所冇框支柱的抗震等级则会自动提高一级。2.3转换层结构构件设计2.3.1框支柱的设计框支柱的设计轴压比控制着框支柱截面尺寸，而且还满足剪压比耍求。高层建筑结构抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应乘以放大系数，英配筋应按放大后的弯矩设计值进行。另外，框支柱承受的地震剪力标准值为:框支柱大于10根吋，如

7、果框支层为一至二层时，每层每根柱承受的剪力之和就取基底剪力的20%；如果框支层在三层及三层以上时，每层框支柱承受剪力之和则取基底剪力的30%；框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱轴力可不调整；而框支柱在十根及十根以下时，如果框支层为一至二层，每层每根柱承受的剪力至少取基底剪力的蕊；如果框支层是有三层及三层以上，各层每根柱所受的剪力则至少取基底剪力的3%o该工程的框支柱抗震等级为一级，轴压比1.2%,二级＞1%,三级＞0.9%。该工程根据SETWE软件计算，最后釆用柱截面为1.ImXI