浅谈高位转换复杂高层结构的设计方法.pdf

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1、浅谈高位转换复杂高层结构的设计方法■邝杰锋H斋要】高层建筑功能和形式日益多样化，工程中经常会遇到转换位置较高的情况。本文通过实例对高层建筑高位转换复杂结构设计的过程及应采取的构造措施进行了一些探讨，对以后遇到的高层建筑高位转换结构提供了一定参考作用。【关键词】高位转换复杂高层结构布置构造要求一、工程概况本文介绍的是位于广州市海珠区的嘉和商业城项目南区A、B、C栋主楼结构。本工程是一座集商业、办公为一体的复杂高层建筑。项目占地面积12978in2，商业裙楼建筑面积为57284m2，塔楼建筑面积59772in2，地下室建筑面积为63386I

2、ll2，总建筑面积182813m2。本工程共设三层地下室，五层商业裙楼(框架结构)，裙楼总高度27．60Ill；主塔楼为三栋26层办公楼，总高度97．40m，采用框支剪力墙结构，在第五层进行高位转换。本工程抗震设防烈度为7度(0．10g)，场地类别II类，场地土特征周期为0．35S，设计地震分组属于第一组。基本风压取O．50kN／m2，模型计算时承载力设计按基本风压1．1倍采用。本工程在±0．000以上三个主塔楼和商业裙楼间均设置抗震缝(其中Bc栋总长92．6Ill，属超长结构，因此在B、c栋从上至下设置两道后浇带)，避免多塔结构，这样

3、设置的好处就是可以把商业裙楼与主塔楼分开计算；地下室不设缝，因此本工程以地下室顶板作为上部结构的嵌固端，各项参数及构造要求均已满足《抗规》第6，1．14条要求。二、结构设计分析过程根据高规JGJ3—2010第10．2．5条规定，部分框支剪力墙结构在地面以上设置转换层的位置，8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时可适当提高。规范要求的目的是因为转换层位置较高时会特别对抗震不利，而且更易使框支剪力墙结构在转换层附近的刚度和内力发生突变，容易形成薄弱层，其抗震设计概念与底层框支剪力墙结构有差别。转换层下部的落地剪力墙及框支结构比较容易

4、开裂和屈服，转换层上部几层墙体比较容易破坏。针对高位转换结构的以上特性，因此本文主要从以下三个方面来阐述高位转换结构设计的分析过程：1．结构平面布置本项目三个塔楼6～26层均为办公楼。下面5层为大型商场，为满足建筑功能的要求，决定采用框支抗震墙结构体系，最大的框支柱截面为100×l200mm，柱跨度最大为9．2m，采用梁式转换，最大的转换梁高控制在2m之内。本项目上部结构为纯剪力墙结构，上部剪力墙平面布置除核心筒外在东西向完全对称，南北向质量中心与刚度中心偏差约0．8m，结构偏心率较小。除核心筒外的剪力墙布置均匀，且尽量沿周边布置，以增

5、强抗扭效果。1～5层的商场部分，由于主塔楼的建筑使用功能的要求，A栋塔楼电梯的核心筒设置在整个塔楼的的北侧，BC栋塔楼电梯的核心筒设置在整个塔楼的南侧，这样布置核心筒就会造成结构的质量中心与刚度中心不重合，容易造成结构的抗扭刚度太弱，为了减小质量与刚度的偏心，加强结构的抗扭转效应，在每个结构单元的四侧的角落，均加上了部分落地剪力墙。由计算结果分析表明，这些角部的落地剪力墙对结构扭转的贡献是明显的。因此在后面计算的时候，每个单体的最大层间位移与平均层间位移的比值均小于1．4，避免了出现扭转不规则超限的情况。由此可见工程平面布局规则合理，抗

6、扭效果良好。2．竖向结构布置高层建筑的侧向刚度应该下部大上部小，而已应该要尽量避免出现刚度突变的情况出现。《高规》附录E要求，当转换层位于2层以上时，转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比1，e2宜接近于1，不应小于0．8。因此在设计过程中，可以采用以下几种方法来尽量调整，以满足规范要求：(1)与建筑专业协商，尽量在不影响建筑使用功能的情况下让更多的剪力墙落地。本工程的框支柱可以加剪力墙的情况下都有加落地剪力墙，必要时可在底部增设部分不上标准层的剪力墙。这是增大底部刚度最有效的方法。计算结果表明这些落地剪力墙都大大增强了底部刚度，并且

7、加强了结构的抗扭转效应；(2)加大塔楼底部的剪力墙厚度，以增加整体刚度。转换层下部(即六层以下)的剪力墙，核心筒部分的厚度取500mm，其余部分的厚度取350～400film。(3)底部剪力墙尽量不开洞，以免刚度削弱太大。(4)提高地下室和裙楼的柱、墙混凝土强度等级，从地下室到5层均采用C60混凝土。(5)考虑到转换层层高为6．4m，因此加大转换层上一层的标准层层高至4．Om(其余标准层层高为3．3m)，避免刚度突变厉害。(6)由于转换梁通常属于偏心受拉构件且承受较大剪力的特性，因此本工程在初步设计的时候就考虑减少转换层上部剪力墙数目，

8、尽量避免剪力墙055厚度过大，并在某些较长剪力墙的中部开洞，以达到弱化上部刚度的目的。弱化结构上部刚度不仅对控制刚度比有利，在减轻建筑物重量，减小框支梁承受的荷载，减小地震作用力等方面也起到一定作用。本工程