某高层建筑转换层设计及施工

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1、某高层建筑转换层设计及施工　　摘要：通过工程实例分析了高层建筑转换层的特点，从而对梁式转换层的设计及施工进行探讨。关键词：高层梁式转换结构设计　　1前言　　高层建筑由于空间空能的复杂化，使得建筑结构也随之改变。在当前高层建筑设计中，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，需在两种结构的交接部位设置结构转换。　　常用的转换形式有：梁式转换层、板式转换层、箱式转换层、桁架式转换层等多种形式。其中梁式转换层具有传力路径清晰快捷，工作可靠

2、，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工程概况　　某商住楼建筑高度为75m。地下室两层，层高；一～三层为商业用房，层高5m；四至二十三层为住宅，层高为3m。此工程为商住合一的高层建筑，由于不同的用途需要不同的空间组合形式，因此除了主体中间部分布置成落地剪力墙核心筒，其他部分均不能采用一种结构体系。须在三层顶采用结构转换的方法过渡为另一种结构形式。转换层上下楼层的结构布置详见图一、图二。　　3梁式转换层特点　　带有转换层的建筑结构及转换层大梁一般有如下特点：　　⑴在荷载作

3、用下，转换梁与框支柱连结处应力高度集中，容易引起震害，在抗震方面要进行专门的构造处理；　　⑵转换层大梁要承受上部若干层传下的巨大荷载，或悬挂下部多层重力，使得大梁的内力很大。因此，竖向荷载成了控制大梁设计的主要因素之一；　　⑶为了保证转换层有足够的强度和刚度，致使转换层不可避免地高而大，梁的截面尺寸大，多少会影响该层的使用空间，自重大，耗费材料多，造价昂贵；　　⑷连续施工的劳动强度大，而且施工难度大。　　因此，无论从建筑设计，还是从结构和施工的角度来看，对高层建筑中转换层的重视是十分必要的。　　4结构

4、设计　　结构选型　　结构转换层的类型很多，对于此工程来说，如果采用厚板转换存在以下问题：转换厚板的混凝土及钢材用量都很大，增加投资成本，并且施工难度大；受力情况复杂，计算过程繁琐。如果选用箱形转换，优点是结构整体性好，不管上部结构布置多么复杂，仍能保证上、下竖向构件的有效传力。但是从结构设计角度考虑，内力分析较为复杂，转换层设计的技术储备不足，难度相对较大，且施工难度也大。梁式转换层优点主要表现为设计和施工简单，转换构件受力明确，经济合理性强。内部空间自由畅通，满足管线布置要求，在转换梁结构受力较小的

5、部位可以开洞口，容易满足建筑对功能的要求。　　设计原则　　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一所示。　　式一：γ=/　　Gi、Gi+1―第i、i+1层混凝土剪变模量；　　Ai、A

6、i+1―第i、i+1层折算抗剪截面面积；　　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。　　转换层结构布置　　由于上部住宅空间划分很多，所

7、以在转换层需要设置为二次转换，即设置转换主梁和次梁；同时设置部分短肢剪力墙以满足建筑功能要求，转换层结构布置平面如三所示。　　构造措施　　首先对整体结构进行概念设计，采用必要的结构构造措施是保证抗震设防要求的重要手段。本工程采用了以下一些构造措施：　　⑴加强底部框支层的刚度和延性。根据转换层结构设计原则，转换层上下结构侧向刚度比值在抗震设计时不应大于2。为了减小上下层刚度比，底部三层核心筒及剪力墙厚度为300mm，3层以上为200mm；混凝土等级C40，3层以上C35～C25。由于核心筒位置较偏，南向

8、刚度较大，因此在底部北边位置适当部位增设了短肢剪力墙，使刚心和质心尽量重合，也提高了底部刚度，使其满足刚度比限值。　　⑵加强转换层楼板的刚度及延性，确保水平荷载的可靠传递，楼板厚度取200mm，双层双向配筋，每层每方向的配筋率为%，加强了整体性。　　⑶短肢剪力墙尽量布置在框支柱上，避免在框支柱间设置剪力墙，墙肢可以长一些，这样大幅度降低了转换大梁的弯矩，同时也降低梁高和配筋。选用形式上尽量采用L型、T型、+型，避免使用一字型。　　⑷为加强转换层的整体协调