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1、浅谈高层建筑转换层结构设计要点:本文结合工程实例,主要就高层建筑梁式转换层结构的设计要点进行了分析与探讨。 关键词:高层建筑；梁式转换层；设计要点 前言 近年来,随着我国经济的快速发展,高层建筑越来越多，为了建筑的使用功能，大多数的高层建筑都采取商住两用的形式。由于底部商业和地下停车库需要大空间布局，建筑和结构设计人员为了满足其下部商业用房和上部住宅的功能需求，在确定设计方案时往往采用带转换层的框支剪力墙结构体系。因此，对于这类带高位转换层高层商住楼在进行结构设计时，应进行仔细的分析。本文结合一工程设计实例，对带高位转换
2、层高层商住楼结构设计要点及要求进行了探讨和分析，以期为同类型房屋建筑结构设计提供参考。 2．工程概况 某高层商住楼地下二层,地上裙房三层,总层数三十一层。一层.二层高为4.5米,三层层高均为5.5米,四层至三十一层层高均为3.0米,建筑物总高98.95m。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,一至三层为商场,四至三十一层为高级公寓。建筑抗震设防类别:为丙类;抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度0.05g;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。采用中国建筑科院编制的2
3、005版PKPM-SATm,其余部分的厚度取为400mm。 (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C50混凝土(框支柱采用C50混凝土)。 (5)适当减少转换层上部剪力墙数目,控制剪力墙厚度,并可在某些较长剪力墙中部开结构洞(结构施工完毕后再用填充墙填实),以弱化上部刚度。弱化上部刚度不仅对控制刚度比有利,还可减轻建筑物重量,减小框支梁承受的荷载;增大结构自振周期,减小地震作用力。 工程综合采用上述几种方法后,转换层上下刚度比在X方向为0.725,在Y方向为0.
4、813,满足规范要求,效果良好。虽然上下部刚度比满足要求,但毕竟工程仍属于竖向不规则结构,转换层及其下各层为结构薄弱层,因而应将该两层的地震剪力乘以1.15的增大系数。 4.3结构平面布局 工程底部为框架-剪力墙结构,体型简单、规则;上部为纯剪力墙结构。在剪力墙平面布置上,东西向完全对称,南北向质量中心与刚度中心偏差不超过2m,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0.85,各层最大水平位移与层间位移比值不大
5、于1.3,均满足平面布置及控制扭转的要求。可见工程平面布局规则合理,抗扭效果良好。 5．转换构件设计要求 5.1．框支柱 框支柱截面尺寸主要由轴压比控制并应满足剪压比要求。为保证框支柱具有足够延性,对其轴压比应严格控制。工程框支柱抗震等级为特一级,轴压比不得大于0.6[1],对部分因截面尺寸较大而形成的“短柱”,不得大于0.55。柱截面延性还与配箍率有密切关系,因而框支柱的配箍率也比一般框架柱的大得多。箍筋不得小于Ф[email protected],全长加密,且配箍率不得小于1.5%。在工程中,个别框支柱还兼
6、做剪力墙端柱,所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于0.2的要求,折算成配箍率(C50混凝土)即为2.64%。框支柱为非常重要的构件,为增大安全性,对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。因为程序计算时,一般假定楼板刚度无限大,水平剪力按竖向构件的刚度分配。底部剪力墙刚度远大于框支柱,使得框支柱剪力非常小。然而考虑到实际工程中楼板的变形以及剪力墙出现裂缝后刚度的下降,框支柱剪力会增加[2]。因而对框支柱的剪力增大作了单独规定。另外,为了加强转换层上下连接,框支柱上部墙体范围内的
7、纵筋应伸入上部墙体内一层;其余在墙体范围外的纵筋则水平锚入转换层梁板内,满足锚固要求LaE。 5.2．框支梁 框支梁截面尺寸一般由剪压比控制,宽度不小于其上墙厚的2倍,且不小于400mm;高度不小于计算跨度的1/6。工程框支梁梁宽统一定为800mm。框支梁受力巨大且受力情况复杂,它不但是上下层荷载的传输枢纽,也是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位,是一个复杂而重要的受力构件,因而在设计时应留有较多的安全储备,特一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于0.6%。框支梁在满足计算要求下,配筋率不小于0.8%。框支梁一般为偏心受拉构
8、件,梁中有轴力存在,因而应配置足够数量的腰筋。腰筋采用Ф16,沿梁高间距不大于200mm,并且应可靠锚入支座内。框支梁受剪很大,而且对于这样的抗震重要部位,更应强调“强剪弱弯”原则,在纵筋已有一定富余的情况下,箍筋更应加强。箍筋统一采用Ф[email protect
