探讨带梁式转换层建筑结构设计周振

探讨带梁式转换层建筑结构设计周振

周振

广州中恒信德建筑设计院有限公司广东广州510000

摘要：随着中国经济的飞速发展，科技也随之发展，导致高层建筑向外形复杂、花样繁多的方向发展。本文主要介绍了某工程二期带梁式转换层工程中的建筑结构设计。同时也详细地介绍了该工程中的结构转换层的一些问题如如何选择方案、如何布置与分析结构、如何处理构造，最后对该工程进行研究分析并总结了建筑结构设计在带梁式转换层工程中的问题。

关键词：建筑；结构设计；带梁式转换层

0前言：

某工工程二期2号楼及地下室工程，位于肇庆市68区棠岗路南则，本工程采用冲孔桩基础，桩径为750、1000、1200，地基承载力特征值分别为2800Kpa、4800Kpa、6500Kpa；2号楼采用静压桩基础，桩径为400。建筑结构的安全等级为二级，抗震设防为丙类。

1、结构选型与布置

本工程为一栋建筑，根据实际考虑，工程有地下室，地上二十九层。地下室主要用于车库和楼层设备，第一层到第三层为商场，该层转换层必须有较大的柱网，采用框架剪力墙结构，这样的建筑就比较结实耐用，第三层到第二十九层为住宅，同样采用剪力墙结构，与此同时除楼、电梯间墙体落地以外，其余墙体均未落地。但是由于厚板转换传力路线不是很明确，而且受力复杂，这样就会引起在转换层附近构件应力集中现象比较严重，所以我们采用主次梁转换的形式。

图1房竖向构件布置图

图2住宅标准层竖向构件布置图

图3转换层结构平面布置图

梁式转换层主要优点就是受力明确，施工比较简单，不仅如此在转换梁受力较小部位可以开设合适的洞口这样就容易符合建筑设备管线布置的要求。

2、结构分析

该工程属丙类建筑，抗震级别为7级，设计的基本地震加速度值为0.1g。我们采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发的SATWE和TAT程序来进行结构计算（表1和表2），与此同时采用PMSAP分析楼板应力，主要分析其结构自振周期、剪重比和基底剪力等等。正常设计的高层建筑下部楼层侧向刚度大于上部楼层侧向刚度，这时不会出现变形从而集中于刚度小的下部楼层而形成薄弱层。我们要求楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层，这样做的目的是为了防止这种薄弱层的出现。80%或其上相邻三层侧向刚度平均值的85%。在该工程中空间层数大于1层时，其转换层上下部结构的等效侧向刚度比应该接近1，非抗震设计时等效侧向刚度比不应该大于2而抗震设计时不应大于1.3。该工程转换层上下层结构的等效侧向刚度比为X向0.30917、Y向为0.2949。对于新出的规定，我们可以明确要更加强调概念设计，但其中一些量化指标不是很符合实际情况。所以在经过广州市建委对新规中的一些说明进行了比较详细的讨论协商，并提出了该层的层间位移角比其相近的一层大1.3倍或者是与其相近的三个楼层层间位移角平均值大1.2倍时才为侧向刚度不符合规定即侧向刚度规则性由层间位移角比值控制。该工程的结构平面布置应减少扭转而带来的影响。本工程的扭转规则性分析见表3。

从表4我们可以发现转换层剪力墙在地震作用下剪应力水平为0.011，转换层上一层剪力墙剪应力水平也为0.011。目前又有一个比较新的方法的思想是：假设结构在不常见的地震作用下还可以处在弹性状态，那么根据规范给出的比较常见的地震和不是很常见的地震的水平地震影响系数最大值的比值来放大比较常见的地震作用下的水平地震作用，我们在此不必讨论规范规定的荷载和材料分项系数。我们采用这样的方式来得出在不是很常见的地震的作用下，落地剪力墙的最大剪应力水平仅为0.110，这样一来就可以保障在规定的不是很常见的地震作用下剪力墙不发生损坏如剪切等。

3、带转换层的高层建筑结构设计的关键问题

根据我国建设部的相关文件“关于印发《建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知”，我们的本次工程属于建筑，并结合我们工程的实际设计，我们总结了以下带梁式转换层的高层建筑结构设计的主要抗震方式，并希望在以后的设计中增加安全性。第一、我们必须保障有足够的大空间的刚度，这样做的目的是为了避免沿竖向刚度变化过于差别，我们要严格控制转换层上下结构侧向刚度比。我们可以在设计抗震时，将转换层结构侧向刚度不小于其上一层结构侧向刚度的十分之七。不仅如此，控制转换层上下结构等效侧向刚度比应该大于1.0而且也不应该大于1.3。为了，满足这个要求我们必须保证一定比例的剪力墙落地，同时加大落地剪力墙的厚度，这样做的目的就是为了提高落地剪力墙混凝土强度等级，还可以减小洞口尺寸目的是为了纵横墙尽量连接形成筒体。第二、我们要加强转换层楼板平面内的整体性和刚度，为了满足这个要求我们应该采用现浇混凝土楼板，这个板厚取为2m。与此同时还要加强转换层下一层楼板平面内刚度，这个板厚取为1.5m。为了美观我们在布置结构时应该尽量符合对称美的要求，加强薄弱部位楼板的厚度及配筋。整体分析结构时我们还要考虑薄弱部位楼板平面内变形对结构受力的作用，为了结构质心和刚心接近我们要适当调整剪力墙的位置，而且通过调整还可以避免扭转。第三、根据要求，我们将人工合成地震波加速度和选择的两条典型的地震波加速度进行记录，然后进行结构弹性分析。SATWE和TAT程序来进行结构计算。第四、控制风荷载和地震作用下结构层间位移角。第五、为了减轻建筑自重，减小地震反应，我们还应适当将框支剪力墙转换层以下竖向构件的配筋率加强。

4结束语

随着我们国家的科技的不断进步，对于建筑结构设计在带梁式转换层工程中的运用研究也会越来越深入，越来越广泛。该工程的质量与上下刚度的不均匀，非直接的力传递方式，比较复杂的转换部分应力的特征，都将是我们在以后的工作中值得研究的内容。笔者对梁式转换层其设计方法进行了分析与研究，希望本文研究的这些方面对梁式转换层其结构的构造和设计以及计算的要求为以后的实际工作和理论学习提供了有效的数据和方法。虽然我们国家目前在这个领域还有欠缺，但通过我们每一个实践者的努力。

一定会建造出更美丽的房子，极大地提高人们的生活水平。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.JGJ3—2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]中华人民共和国国家标准.GB50011—2011建筑抗震设计规范[S].中国建筑工业出版社,2011.

[3]李少云.广州东晖花园第四组团结构初步设计研究[Z].瀚华建筑设计有限公司,2012.