某高层商住楼转换层结构设计探析

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1、某高层商住楼转换层结构设计探析　　摘要：文章简要地阐述了建筑转换层的特点，从而结合工程设计实例，针对建筑转换层结构设计要点进行了详细地探讨与研究，主要从建筑结构的整体设计、竖向设计、结构计算和转换层设计等方面进行论述，旨在有效地提高建筑结构的耐久性及保证建筑的使用安全。关键词：高层建筑；转换层；结构布置；竖向设计中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：一、高层建筑结构转换层的特征近年来，随着高层建筑的迅速涌起，建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展，因而相应的结构形式也复杂多样。后来陆续开始在高层住宅底层设置生活福利设施，并且开始大量兴建集吃、

2、住、办公、购物、停车等为一体的多功能综合性高层建筑，尤其是在城市主干道两侧，并已成为现代高层建筑的一大趋势。高层建筑结构转换层具有以下几方面的特征：（1）转换结构构件需要承受其上部结构所传下来的巨大竖向荷载或悬挂下部结构的多层荷载，使得转换结构构件的内力很大，竖向荷载成了控制转换结构构件设计的主要因素。5（2）转换结构构件通常具有数倍于上部结构的跨度，转换结构构件的竖向挠度成为严格控制的目标。因此为保证转换结构有足够的强度和刚度，致使结构构件的截面尺寸不可避免地高而大。（3）结构中由于设置了转换层，沿建筑物高度方向刚度的均匀性会受到很大的破坏，力的传

3、递途径有大的改变，为竖向不规则结构，这决定了转换层结构不能以通常结构来进行分析和设计。竖向不规则结构的定义见抗规第3.4.2条规定，竖向不规则的类型见表1。表1竖向不规则的类型二、高层建筑结构转换层设计实例分析2.1工程概况某高层建筑商住楼，位于广州市市中区，建筑面积为2.4万㎡。建筑平面复杂，地下2层，地上22层，总高度75m。其中，1、2层为大空间商场，3层以上为住宅，地下1层为汽车库，地下2层为人防工程和设备用房。1层商场及住宅标准层平面如图1、图2所示。图11层商场平面(单位：mm)图23层以上住宅标准层平面(单位：mm)5场地土为II类，抗

4、震设防烈度为6度，丙类建筑。结构转换层设在2层顶板，转换层以上住宅为剪力墙结构，剪力墙抗震等级为三级；转换层以下商场为框支剪力墙结构，框架及剪力墙的抗震等级均为二级。基础为钻孔灌注桩后注浆(桩径700mm)，桩落到中风化闪长岩上，入岩深度700mm。桩长15~25m。单桩竖向承载力特征值为3500kN。柱、墙下设承台(承台厚1000~1900mm)，承台之间设连梁(断面600mm×1000mm)，空余部分设挡水底板(板厚600mm)。2.2结构的整体设计（1）住宅部分轴网与下部商场部分轴网虽然上下不重齐，但可以协调。最后决定采用梁式转换层，转换层位于

5、2层顶板。（2）由于建筑功能所限，住宅部分的剪力墙只有中部交通筒及少数剪力墙可以落地，其他部分剪力墙无法直接落地。为了增强转换层以下结构的刚度，经与建筑专业协调，决定加厚剪力墙较少的中央部分厚度到600mm，其他部分厚度为400mm。这样，既较好满足了建筑的使用功能，又解决了建筑质心与刚度中心尽量接近的问题，提高了建筑物在地震作用下的抗扭能力。经过调整后，结构的形心与质心接近重合，x方向差ex=260mm，y方向差ey=430mm。2.3结构的竖向设计（1）为了保证主体结构沿竖向刚度均匀，使转换层上、下层的刚度接近，避免刚度突变而形成薄弱层，《高层建

6、筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中规定，抗震设计时转换层上、下层抗侧移刚度比Ye=△1H2/△2H1≤1.3。为此，采取了以下措施：51)在保证上部住宅剪力墙强度及层间位移满足规范要求的前提下，尽量减少上部剪力墙数量，减薄厚度(250mm，200mm)，而且开有较大的施工洞口，转换层以上剪力墙连梁尽量减小高度，转换层以下剪力墙厚度加大(400mm，600mm)，以减小结构上部刚度，增大下部刚度。2)转换层以上混凝土强度等级由C40过渡到C30，转换层以下混凝土强度等级采用C45。采取以上措施后，转换层上、下层的刚度比在x方向为1.14，在

7、y方向为1.00，结果较为理想。（2）为了有效地将水平地震力传递给剪力墙，在应力较集中的楼层，将楼板加厚。1层楼板(地下室顶板)和3层楼板(转换层板)加厚为200mm。4层楼板(转换层的上一层)和顶层(屋面板)分别加厚为150mm和120mm。（3）调整框支柱总剪力不小于0.2Q0。为了增强框支柱的延性，框支柱轴压比控制不超过0.65，配筋率为1.22%~1.33%，体积配箍率为1.62%，框支柱箍筋采用全高加密，并在框支柱中间增加芯筋，如图3所示。框支柱纵向钢筋全部采用机械连接。图3框支柱配筋(单位：mm)（4）框支层剪力墙轴压比控制在0.4以内，

8、配筋率为0.6%，剪力墙暗柱配筋率为1.5%，其体积配箍率为1.2%左右，保证了剪力墙有足够的延性。52.4