文档介绍：高层建筑转换层结构设计实践
摘要:本文结合设计实例对梁式转换层结构设计进行了浅要的分析与探讨。
关键词: 梁式转换层设计要点设计要求
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
在高层建筑设计中,为满足建筑使用功能需要,底部数层常设置为大空间,而上部标准层多为小开间,致使上层的部分竖向承重结构不能直接落地,需要设置结构转换。常用的转换形式为梁式。梁式转换层具有传力路径清晰快捷,工作可靠,构造简单,施工方便等优点,
是目前国内应用最广的转换层结构型式。
2工程实况
该工程共32层,地下2层,其中-1层为半地下室,地上裙房3层,1层、,,4~,。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,一~三层为商场,四~三十一层为高级公寓。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2005版PKPM - SATWE程序进行计算。
3转换层型式的选择
各种形式转换层的优缺点详见表1。
表一
结合工程实际建筑布局情况,并考虑经济指标及施工难易程度,经过技术经济比较后,决定工程采用梁式转换层结构型式。
4结构设计要点
高层建筑中转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变,地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节,对结构抗震不利,故转换层结构在设计时应遵循以下原则:
⑴为防止沿竖向刚度变化过于悬殊形成薄弱层,设计中应考虑使上、下层刚度比γ≤2,尽量接近1。这样才能保证结构竖向刚度的变化不至于太大,使上柱有良好的抗侧力性能,减少竖向刚度变化,有利于结构整体受力。上下层刚度比计算式如式1所示。
γ=(Gi+1Ai+1hi)/(GiAihi+1) (式1) 式中:
Gi、Gi+1——第i、i+1 层混凝土剪变模量
A i 、A i + 1 ——第i 、i + 1 层折算抗剪截面面积(A=AW+);
AW——在所计算的方向上剪力墙的全部有效截面面积;
Ac——全部柱的截面面积;
hi、hi+1——第i、i+1 层的层高。
⑵尽可能减少需结构转换的竖向构件,直接落地的竖向构件越多,转换结构越少,转换层造成的刚度突变就越小,对结构抗震更有利。
⑶设计中应保证转换层有足够的刚度,一般应使梁高度不小于跨度的1/6,才能保证内力在转换层及其下部。构件中分配合理,转换梁、剪力墙柱有良好的受力性能,能较好地起到结构转换作用。
高层建筑的侧向刚度宜下大上小,且应避免刚度突变1然而带转换层的高层建筑结构显然有悖于此,转换层上下等效侧向刚度比宜接近于1,。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1这些无疑都大大增强了底部刚