浅论带主次梁转换层的多层建筑结构设计关键性技术问题)

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1、浅论带主次梁转换层的多层建筑结构设计关键性技术问题吴春光（淮北职业技术学院土木建筑系，安徽淮北235000）摘要：本文以某典型高层建筑为例，分析其一般建筑结构的选型与结构布置情况、建筑结构设计中关键性技术参数，以及带转换层的高层建筑结构设计应注重的一些关键性问题。关键词：主次梁转换层；结构设计；关键性问题；高层建筑1引言现代高层建筑，根据优越的地理位置，要求层数高，建筑面积人，且以商住楼为主，同吋兼顾建设一定面积的办公楼使用。对此，在设计吋既要考虑到本身的各项技术参数满足安全、标准规范等要求，乂

2、要充分发挥其自然优势，使住宅和办公楼尽可能的面对当地的大环境。这样一来，建筑设计师就要通过多轮的方案论证、比较，以最终确定一个比较好的布置方案。2高层建筑结构的一版选型和结构布置情况I«»1WtIM40卜9W1J一♦WL咖:1曜

3、賴触幽't^=r?2酗證晒瞧繡IHB:::•■，-，面I:—T——c二bi麵■MtMB••MM，•！■cp:二顧图1转换层结构平面布置带主次梁转换层的混合式高层建筑，室内要求具备较大的空间，并常采用框架剪力墙结构。一般地下室多设置车库及设备房，第一层多为商场，第2、3

4、层多用于办公，第4层设置会所，兼作转换层；在第5层及艽以上，多作为住宅区。设计时，综合考虑多种因素，在第4层以上的墙体，楼和电梯间墙体落地，其他墙体都不落地。内力传播途径，由转换构件来传递。该类建筑布置的特点：厚板转换传力路线不清晰，受力又比较复杂，同时质量还比较大，容易引起转换层附近构件的应力集中，造价又比较高。而采用主次梁转换的方式，就能克服这些缺点。采用该方式，其转换层受力明晰了，施工方便了。为了能够开设合适的洞口，这就可以在转换梁受力较小的部位进行。如此布置，也比较容易满足建筑功能和设备

5、管线等布置的要求了，因此倍受人们的欢迎（该类型转换层结构布置见图1所示）。3建筑结构设计中关键性技术参数①白振周期等参数计算。例如某建筑工程，转换层层高及相关基本参数设计选取情况，见表1所列。转换梁承托着上部剪力墙。结构计算运用SATWE（空间杆-墙板元模型）及TAT（空间杆-薄壁杆系模型）软件程序，楼板应力分析采用PM-SAP软件。通过这些软件的分析计算，其楼的结构自振周期、剪重比、基底剪力、位移和倾覆弯矩等相关参数全部可以求出。表1建筑结构及其转换层选取的基本基本参数类型项目单位数量备注转换

6、层高度m5.7主梁最大截面醐21300X2800转换主梁截面mm2800X2500典型的次梁截面mm:600X2200/80X2200典型的板厚mm200下层板厚mm150抗震设防烈度o7地展加速度g0.1基本风压值kN/m20.6100年重现期地面粗糙度c类建筑体形系数u,1.4混凝土强度等级C45②刚度计算。一般情况卜*,设计下部楼层的侧向刚度要大于上部楼层，不这样变形会集中于刚度小的下部楼层，以至形成薄弱层。为避免这种情况出现，根据《高规》要求：楼层侧向刚度水上部相邻楼层的70%，或其上相

7、邻三层侧向刚度平均值的80%。基于此因，工程转换层上一层剪力墙厚度确定为200-350mm，选为C40强度等级的混凝土；将转换层及以下结构的剪力墙厚度加大至600nmb柱子截面尺寸选定为1000X700mrr61000X1000mm2等，选择C45强度等级的混凝土。由此可知，转换层同其上一层的侧向刚度比（X向1.02,Y向0.70）。根据规定：当底部大空间层数大于1层时，转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比最好^1;非抗震设计时1^2;抗震设计时，T£>1.3o因此，本例工程转换层上、下层结构的

8、等效侧向刚度比Te选为：X向0.1936、Y向为0.3032。由于侧向刚度规则性是由层间位移角比值控制的。也就是说该层的层间位移角ei=（A-Ah）/hi大于相邻上一层的1.3倍，或者大于其上相邻三个楼层层间位移角平均值的1.2倍时，这都是侧向刚度不规则（式中：△：、Ah为第i层、i_l层水平弹性位移，hi为第i层层高）。在此，转换层的层间位移角同其上一层的层间位移角比确定为:X向0.36、Y向0.55。如此即可满足各种条件要求。①地震作用效验。在本例中，剪力墙在常遇地震作用下，剪应力水平（V/

9、fbh。）设计为0.025,而转换层上一层剪力墙的剪应力水平设计值为0.017。如此可以保证在常遇地震作用下，剪力墙不会发生剪切破坏。利用弹性水平地震作用增大系数法设计的转换结构，它是假设结构在罕遇地震作用下仍处于弹性状态，根据规范给出的多遇地震和罕遇地震的水平地震影响系数最人值amax的比值，然后放人多遇地震作用下的水平地震作用，这时将荷载分项系数和材料分项系数取为了1.0。木例地区，（3=罕遇地震（a_）/多遇地震（bTOX）=0.50/0.08=6.25；内力组合：G+（3E=G+6.2