黃熠

摘 要：當(dāng)前，我國(guó)的城市建設(shè)中出現(xiàn)了越來(lái)越多的高層建筑，在高層建筑工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一直都是人們非常關(guān)心和關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，在這樣的情況下，我們對(duì)高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討就存在著十分重要的意義。本文主要對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)探討，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：梁式轉(zhuǎn)換層；框支剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震等級(jí)

1 引言

最近幾年，我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)高層建筑也越來(lái)越普遍，人們對(duì)高層建筑的功能性也有了更為嚴(yán)格的要求，當(dāng)前比較常見(jiàn)的設(shè)計(jì)就是小開(kāi)間樣式的民用住宅，下部采用的是公共的娛樂(lè)場(chǎng)所或者是大型的商場(chǎng)，所以在高層建筑的上部結(jié)構(gòu)當(dāng)中需要很多分隔結(jié)構(gòu)做好空間的劃分，在下部結(jié)構(gòu)當(dāng)中通常是需要一個(gè)靈活度較高，面積較大的空間，這樣才能更好的滿足建筑空間上的具體要求，但是對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置的過(guò)程中，通常都是上部的結(jié)構(gòu)密集度高，下部的結(jié)構(gòu)密集度低，這和常規(guī)的豎向結(jié)構(gòu)布置原則剛好相反，所以為了更好的保證建筑的整體性就出現(xiàn)了一種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)當(dāng)中也有了很多全新的要求。

2 工程概況

該工程地下兩層，地上裙房五層，總層數(shù)三十一層。一層層高為5.3米，二層、三層層高均為5.0米，四層、六層層高均為4.2米，五層層高為5.2米，七層至三十一層層高均為2.9米，建筑物總高99.2m。該工程地下一層為大賣(mài)場(chǎng)和地下車庫(kù)，地下二層為車庫(kù)及平戰(zhàn)結(jié)合的六級(jí)民防地下室，一至四層為商場(chǎng)，五層為會(huì)所，六至三十一層為高級(jí)公寓。建筑抗震設(shè)防類別：裙房為乙類，主樓為丙類；抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g；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)在第六層樓面。采用中國(guó)建筑科院編制的2004版PKPM-SATWE程序進(jìn)行計(jì)算。

3 梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 抗震等級(jí)的確定

在該工程中，轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的形式是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層以上的部分設(shè)置了剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，它是一種多種形式共存的高層建筑，而不能讓將其單純的理解成某一種結(jié)構(gòu)來(lái)確定其抗震等級(jí)，而是要按照規(guī)范不同的要求對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)?，這也是設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意到的一個(gè)問(wèn)題。

按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，乙類建筑在本地區(qū)的抗震設(shè)防力度達(dá)到6-8度的時(shí)候，一定要比本地區(qū)的抗震強(qiáng)度要高一個(gè)等級(jí)。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，B級(jí)高度的冰雷建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一定要按照詳細(xì)的規(guī)定去確認(rèn)。如果地下室的頂層當(dāng)做上部結(jié)構(gòu)的嵌固端的時(shí)候，地下一層和下面的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇三級(jí)或者是四級(jí)的強(qiáng)度。針對(duì)一部分的框支剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，如果轉(zhuǎn)換層設(shè)置在了3層或者是3層以上的位置上的時(shí)候，框支柱和剪力墻底部強(qiáng)度要求較高的部分一定要比要求的強(qiáng)度等級(jí)高出一級(jí)，如果已經(jīng)達(dá)到特一級(jí)就不需要再提高等級(jí)。

3.2 結(jié)構(gòu)豎向布置

高層建筑的側(cè)向剛度應(yīng)該堅(jiān)持下小上大的原則，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還要盡量防止剛度發(fā)生驟然的變化，但是具備轉(zhuǎn)換層的高層建筑明顯是不符合這原則的，所以相關(guān)的文件當(dāng)中已經(jīng)對(duì)此作出了非常詳細(xì)的規(guī)定，對(duì)于該工程來(lái)說(shuō)，其是高位轉(zhuǎn)換的形式，轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比應(yīng)該近似1，最大不能超過(guò)1.3，在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要對(duì)設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行充分的總結(jié)和歸納，實(shí)際上就是要對(duì)上部進(jìn)行加強(qiáng)，而對(duì)下部進(jìn)行弱化。在設(shè)計(jì)中我們應(yīng)該采用以下幾種方法：

第一，要和建筑專業(yè)進(jìn)行積極的協(xié)商，使得更多的剪力墻能夠落地設(shè)置，如果有必要的話還需要在底部的位置設(shè)置剪力墻，除了核心筒的位置其余的剪力墻一定要設(shè)置在底部，此外還要和建筑專業(yè)協(xié)商使得兩側(cè)都能有一片落地的剪力墻，這些措施都能十分有效的提高結(jié)構(gòu)底部的剛度和強(qiáng)度。

第二，不斷的提高底部剪力墻的厚度。轉(zhuǎn)換層以下的剪力墻當(dāng)中，核心筒位置的厚度要設(shè)置成600mm，其余的部分厚度要滿足設(shè)計(jì)的要求。

第三，底部的剪力墻要保持不開(kāi)洞或者是開(kāi)小洞的狀態(tài)，這樣就可以更好的保證結(jié)構(gòu)的剛度。

第四，要適當(dāng)?shù)奶岣叩撞恐蛪Φ幕炷翉?qiáng)度，使用C45等級(jí)的混凝土。

第五，要按照實(shí)際的情況適當(dāng)?shù)臏p少轉(zhuǎn)換層上部剪力墻的數(shù)量，對(duì)剪力墻自身的厚度也要加強(qiáng)控制，同時(shí)還要在某些相對(duì)較長(zhǎng)的剪力墻當(dāng)中開(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)洞，這樣就能夠?qū)ι喜康膭偠染哂休^強(qiáng)的弱化作用，這樣做一方面可以有效的減少結(jié)構(gòu)的自重，同時(shí)也使得地震作用力的影響明顯下降，建筑自身的重量也要比之前小很多。

3.3 結(jié)構(gòu)平面布局

工程底部為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，體型簡(jiǎn)單、規(guī)則；上部為純剪力墻結(jié)構(gòu)。在剪力墻平面布置上，東西向完全對(duì)稱，南北向質(zhì)量中心與剛度中心偏差不超過(guò)2m，結(jié)構(gòu)偏心率較小.除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強(qiáng)抗扭效果。查閱計(jì)算結(jié)果，扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于1.4，均滿足平面布置及控制扭轉(zhuǎn)的要求?？梢?jiàn)工程平面布局規(guī)則合理，抗扭效果良好。

4 轉(zhuǎn)換構(gòu)件設(shè)計(jì)要求

4.1 框支柱

框支柱截面尺寸主要由軸壓比控制并應(yīng)滿足剪壓比要求。為保證框支柱具有足夠延性，對(duì)其軸壓比應(yīng)嚴(yán)格控制。工程框支柱抗震等級(jí)為特一級(jí)，軸壓比不得大于0.6，對(duì)部分因截面尺寸較大而形成的“短柱”，不得大于0.55。柱截面延性還與配箍率有密切關(guān)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Ф10@100，全長(zhǎng)加密，且配箍率不得小于1.5%。在工程中，個(gè)別框支柱還兼做剪力墻端柱，所以還應(yīng)滿足約束邊緣構(gòu)件配箍特征值不小于0.2的要求，折算成配箍率（C50混凝土）即為2.64%?？蛑е鶠榉浅Ｖ匾臉?gòu)件，為增大安全性，對(duì)柱端剪力及柱端彎矩均要乘以相應(yīng)的增大系數(shù)，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪力的30%。因?yàn)槌绦蛴?jì)算時(shí)，一般假定樓板剛度無(wú)限大，水平剪力按豎向構(gòu)件的剛度分配。

4.2 框支梁

框支梁截面尺寸一般由剪壓比控制，寬度不小于其上墻厚的2倍，且不小于400mm；高度不小于計(jì)算跨度的1/6。工程框支梁梁寬統(tǒng)一定為800mm?？蛑Я菏且粋€(gè)復(fù)雜而重要的受力構(gòu)件，因而在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有較多的安全儲(chǔ)備，特一級(jí)抗震等級(jí)的框支梁縱筋配筋率不得小于0.6%?？蛑Я涸跐M足計(jì)算要求下，配筋率不小于0.8%?？蛑Я阂话銥槠氖芾瓨?gòu)件，梁中有軸力存在，因而應(yīng)配置足夠數(shù)量的腰筋。腰筋采用Ф16，沿梁高間距不大于200mm，并且應(yīng)可靠錨入支座內(nèi)?？蛑Я菏芗艉艽?，而且對(duì)于這樣的抗震重要部位。

結(jié)束語(yǔ)

在高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要全面的根據(jù)建筑平面的形式和具體功能的要求去選擇轉(zhuǎn)換層的具體形式，在設(shè)計(jì)中，一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)就是科學(xué)的選擇抗震的等級(jí)，此外還要充分的根據(jù)設(shè)計(jì)的具體要求對(duì)主要的部分和重要的構(gòu)件進(jìn)行有效的處理和適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。■

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