文档介绍：带结构转换层的高层建筑结构设计
摘 要:随着人们生活水平的不断提高,对建筑质量的要求也越来越高,转换层结构设计能够提高建筑物整体质量和性能,是高层建筑设计的重点。现代化进程会推动着高层建筑向更高、更复杂、功能更齐全、结构抗震不利的平厚板转换,如上下柱网确实无法对齐时,采用箱形转换。(3) 强化下部、弱化上部。对于带转换层的剪力墙结构或筒体结构,可采取以下措施强化下部结构:加大筒体及落地墙厚度、提高混凝土强度等级、必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间简体、提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墙开洞、减小墙厚等。(4) 优化转换结构。当建筑功能需要以高位转换,转换结构宜优先选择不致引起地震作用下框支柱(边柱)柱顶弯矩过大、柱剪力过大的结构形式,如斜腹杆桁架、空腹桁架和扁梁等,同时要注意需满足重力荷载作用下强度、刚度要求。(5) 计算全面细致。须将转换结构作为整体结构中一个重要组成部分采用符合实际受力变形状态的计算模型进行三维空间整体结构计算分析。必要时采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算,并注意模型边界条件符合实际工作状态。
3 高层建筑转换层结构设计要点分析
抗震设计
由于高层建筑的转换层会导致竖向上的刚度突变,在受到地震影响时容易成为薄弱点,影响到建筑整体的抗震性能,因此在设计时要注意以下 几点:(1)尽可能减少竖向构件的转换数量。只有增加直接落地的竖向构件的数量,才能够有效减少其转换结构与刚度突变的数量,进而改善建筑结构抗震性能。(2)在设置转换层时,尽可能选择高层建筑竖向位置上较低的区域。(3)为便于对结构进行分析和设计,保障施工质量的提升,应尽可能对转换层结构进行优化,并选择传力途径清晰的形式,在满足安全性和经济性的前提下尽可能降低转换层的刚度。
转换层总体结构设计要点
(1)下部主体刚度配置。由于竖向刚度的突变有着较为复杂的变化,因此在设计抗震措施时应确保上下主体结构满足总剪切度的要求,这可以通过剪力墙的增设、竖向构件截面尺寸的增加以及混凝土强度等级的提升来实现。
(2)剪力墙的合理配置。设计人员必须注意传递上下刚度时剪力墙所造成的影响,其刚度的突变可以借助以下方式解决: 降低上部刚度,避免在上部进行剪力墙的设置,同时增加下部刚度,若条件许可还可以进行落地剪力墙的设置,此外还要确保其设置的均匀和对称,避免太过集中。
(3)转换层结构刚度的合理选择。在进行转换层的设计时,必须做到刚度选择科学合理。若刚度偏大,竖向结构会激增,同时还会引发地震反应,引起受力情况的恶化、材料损耗的增加和成本的上升; 若刚度偏小,其上部竖向构件将会出现较大的沉降差,在引发水平构件中次应力的同时增加配筋。
构件设计
( 1) 框支柱设计。框支柱是转换层结构中非常重要的部分,能够极大地影响结构整体安全性能。由于受到多种因素的综合影响,楼板会在实际施工过程中出现形变,剪力墙也有较高几率产生裂缝,这都会引起刚度的降低,进而增加框支柱剪力。所以,在进行结构的实际设计过程中,必须参考相应的设计规范和标准,确保框支柱抗剪能力的提升。不仅如此,还应将框支柱上方墙体纵筋向墙体内层延展,这可以显著强化转换层的连接关系。
(2)框