淺談復(fù)雜高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1、<p>　　淺談復(fù)雜高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析</p><p>　　摘要:近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外高層建筑發(fā)展迅速，現(xiàn)代高層建筑向著體型復(fù)雜、功能多樣的綜合性發(fā)展。這一方面為人們提供了良好的生活環(huán)境和工作條件，體現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)的人性化理念；另一方面也使建筑 結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、抗震性能變差、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方法復(fù)雜化。本文以一棟帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例,重點(diǎn)探討了高層建筑中梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 </

2、p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　Abstract: In recent years, the rapid development of high-rise buildings at home and abroad, the modern high-rise building toward the comprehensive development of

3、complex, diverse functions. On the one hand, to provide a good living environment and working conditions for the people, embodies the concept of human nature design; on the other hand, the building structure in complex s

4、tress, seismic performance variation, structural analysis and design method of complex. Structure design based on a hi</p><p>　　Key words: high-rise building; structure design for layer; </p><p>

5、;　　中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p>　　關(guān)鍵詞: 梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要求 </p><p><b>　　1.工程概況 </b></p><p>　　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4.5米,三層層高均為5.5米,四層至三十一層層高均為3.0米,建筑物總高98.95m。該工程地下二層

6、為車庫(kù)及平戰(zhàn)結(jié)合的六級(jí)民防地下室,地下一層為大賣場(chǎng)及車庫(kù),一～三層為商場(chǎng),四～三十一層為高級(jí)公寓。建筑抗震設(shè)防類別:為丙類;抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g;設(shè)計(jì)地震分組為第一組;場(chǎng)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(jiǎn)圖見圖1。采用中國(guó)建筑科院編制的2010版PKPM - SATWE程序進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　圖1轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)平面簡(jiǎn)圖 </p><p&g

7、t;　　2.轉(zhuǎn)換層型式的選擇 </p><p>　　各種形式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)缺點(diǎn)詳見表2.1: </p><p>　　轉(zhuǎn)換層 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) </p><p>　　梁式轉(zhuǎn)換層 設(shè)計(jì)和施工均較為簡(jiǎn)單。傳力直接、明確、受力性能好、構(gòu)造簡(jiǎn)單和施工方便 當(dāng)上下軸線錯(cuò)位布置時(shí)，需增設(shè)較多的轉(zhuǎn)換次梁，空間受力較為復(fù)雜 </p><p>　　箱式轉(zhuǎn)換層 轉(zhuǎn)換梁的約束

8、強(qiáng)，剛度大整體工作效果好，上下部傳力較為均勻，并且建筑功能上還可將其作為“設(shè)備層” 轉(zhuǎn)換梁梁中開設(shè)備洞較多，施工復(fù)雜。且造價(jià)較高 </p><p>　　厚板式轉(zhuǎn)換層 下部柱網(wǎng)受上部結(jié)構(gòu)布局影響較小，可靈活布置。厚板剛度很大，形成性較好，而且施工也較為偏介 厚板自重很大，地震作用也大，容易產(chǎn)生震害。并且材料耗用多，經(jīng)濟(jì)性也較差 </p><p>　　桁架式轉(zhuǎn)換層 框框支柱柱頂彎矩和剪力比其他

9、幾種轉(zhuǎn)換形式相對(duì)較小 施工復(fù)雜程度較高，且對(duì)于軸線錯(cuò)位布置時(shí)難度較大 </p><p>　　表2.1各形式轉(zhuǎn)換層優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 </p><p>　　3.梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　3.1抗震等級(jí)的確定 </p><p>　　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

10、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(jí),而應(yīng)該嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范的不同章節(jié),有針對(duì)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(jí),這是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。 </p><p>　　樓層最小地震剪力控制（抗震規(guī)范 5.2.5，高規(guī) 4.3.12） </p><p>　　抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求∶ </p><p>　　VEKi>

11、;λ(Gi+ Gi+1 +….+Gn) </p><p>　　式中VEki―第i層對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力； </p><p>　　λ---剪力系數(shù)，不應(yīng)小于下表規(guī)定的樓層最小地震剪力系數(shù)值，對(duì)于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)； </p><p>　　Gi---地震時(shí)結(jié)構(gòu)第i層的重力荷載代表值。 </p><p>

12、;　?。ńY(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值加可變荷載組合值） </p><p>　　樓層最小地震剪力系數(shù)值： </p><p>　　類別 7度 8度9度 </p><p><b>　　扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或 </b></p><p>　　基本周期小于3.5s 0.016(0.024) 0.032(0.048)0.064 </p>&l

13、t;p>　　基本周期大于5.0s 0.012(0.018) 0.024(0.032)0.040 </p><p>　　注∶1、基本周期介于3.5s和5s之間的結(jié)構(gòu)，可插入取值；2、括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。 </p><p>　　水平地震影響系數(shù)最大值αmax ∶ </p><p>　　0.08（ 0.12 ） 0.1

14、6（ 0.24） 0.32 </p><p>　　綜上所述,本工程各部位的抗震等級(jí)確定詳見表3.1.1: </p><p>　　表3.1.1 各部位抗震等級(jí)表 </p><p>　　3.2結(jié)構(gòu)豎向布置 </p><p>　　高層建筑的側(cè)向剛度宜下大上小,且應(yīng)避免剛度突變而帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)顯然有悖于此。轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比宜接近于1,

15、不應(yīng)大于1.3。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)把握的原則歸納起來(lái),就是要強(qiáng)化下部,弱化上部?？梢圆捎玫姆椒ㄓ幸韵聨追N: </p><p>　　(1)與建筑專業(yè)協(xié)商,使盡可能多的剪力墻落地,必要時(shí)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1這些無(wú)疑都大大增強(qiáng)了底部剛度。 </p><p>　　(2)加大底部剪力墻厚度。轉(zhuǎn)換層以

16、下剪力墻中,核心筒部分的厚度取為600mm,其余部分的厚度取為400mm。 </p><p>　　(3)底部剪力墻盡量不開洞或開小洞,以免剛度削弱太大。 </p><p>　　(4)提高底部柱、墻混凝土強(qiáng)度等級(jí),采用C50 混凝土(框支柱采用C50混凝土) 。 </p><p>　　(5)適當(dāng)減少轉(zhuǎn)換層上部剪力墻數(shù)目,控制剪力墻厚度,并可在某些較長(zhǎng)剪力墻中部開結(jié)構(gòu)洞

17、,以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對(duì)控制剛度比有利,還可減輕建筑物重量,減小框支梁承受的荷載;增大結(jié)構(gòu)自振周期,減小地震作用力。 </p><p>　　工程綜合采用上述幾種方法后,轉(zhuǎn)換層上下剛度比在X方向?yàn)?.725,在Y方向?yàn)?.813,滿足規(guī)范要求,效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求,但畢竟工程仍屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層及其下各層為結(jié)構(gòu)薄弱層,因而應(yīng)將該兩層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù)。 </p&