梁式转换层结构设计要点探析.pdf

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1、2Q12生簋鱼期i簋篁12≥翅)江酉建挝．一．壅篁鱼查堕咝梁式转换层结构设计要点探析宋锦明(江西省会昌县城乡规划设计院，江西会昌342600)摘要：本文针对高层建筑梁式转换层结构的设计要点进行了分析，并提出转换构件设计要求，可供类似工程设计参考。关键词：高层建筑梁式转换层结构设计1梁式转换层结构形式1．1梁式转换层结构形式某工程中应用的梁式转换层结构有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构。1．2梁式转换结构受力机理分析梁式转换层结构的传力途径为墙一梁一柱(墙)的形式，传力直接，便于分析计算。

2、转换大梁的受力主要受上部剪力墙刚度、剪力墙与转换大梁的相对刚度和转换大梁与下部支撑结构的相对刚度影响。为弄清转换梁结构与上部墙体共同工作的性能，对转换梁承托层数对其内力的影响进行用有限元程序进行了分析，从分析结果中我们知道，对一般结构转换大梁(跨度小于12m)，上部墙体考虑三层与考虑4层、5层内力的设计控制内力差异不大于5％，故在分析计算时可只考虑计算3层。从计算分析不论转换大梁上部墙体的形式如何，只要墙体有一定长度，转换大梁中的弯矩就会比不考虑上部墙体作用要小，同时转换大梁也会有一段范围出现受拉区。主要原因

3、：①由于转换大梁处于结构整体弯曲的受拉区，应力积分后在转换大梁中就会出现轴向拉力；②由于上部墙体竖向力作用于转换大梁时形成了拱的传力方式，这样竖向力转变成斜向力作用于转换大梁，从而在转换大梁跨中出现拉力，支座出现轴向压力的情况。2梁式转换层的结构设计要点2．1结构竖向布置高层建筑的侧向刚度宜下大上小，且应避免刚度突变1然而带转换层的高层建筑结构显然有悖于此，在设计过程中，应把握的原则归纳起来，就是要强化下部，弱化上部。可以采用的方法有以下几种：(1)与建筑专业协商，使尽可能多的剪力墙落地，必要时甚至可在底部增

4、设部分剪力墙(不伸上去)。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，还与建筑专业协商后，让两侧各有一片剪力墙落地1这些无疑都大大增强了底部刚度。(2)加大底部剪力墙厚度。转换层以下剪力墙中，核心筒部分的厚度取为600mm，其余部分的厚度取为400mm。(3)底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太大。(4)提高底部柱、墙混凝土强度等级，采用C50混凝土(框支柱采用1250混凝土)。2．2结构平面布局工程底部为框架一剪力墙结构，体型简单、规则；上部为纯剪力墙结构。在剪力墙平面布置上，东西向完全对称，南北向质量中心

5、与刚度中心偏差不超过2m，结构偏心率较小。除核心筒外，其余剪力墙布置分散、均匀；且尽量沿周边布置，以增强抗扭效果。查阅计算结果，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0．85，各层最大水平位移与层间位移比值不大于1．3，均满足平面布置及控制扭转的要求。可见工程平面布局规则合理，抗扭效果良好。3转换构件设计要求3．1框支柱框支柱截面尺寸主要由轴压比控制并应满足剪压比要求。为保证框支柱具有足够延性，对其轴压比应严格控制。工程框支柱抗震等级为特一级，轴压比不得大于0．6，对部分因截面尺寸较大而形成的“

6、短柱”，不得大于0．55。柱截面延性还与配箍率有密切关系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱的大得多。箍筋不得小于110X100，全长加密，且配箍率不得小于1．5％。在工程中，个别框支柱还兼做剪力墙端柱，所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于0．2的要求，折算成配箍率(C50混凝土)即为2．64％。框支柱为非常重要的构件，为增大安全性，对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30％。因为程序计算时，一般假定楼板刚度无限大，水平剪力按竖向构件的刚度分配。底部剪力墙刚度远大

7、于框支柱，使得框支柱剪力非常小。然而考虑到实际工程中楼板的变形以及剪力墙出现裂缝后刚度的下降，框支柱剪力会增加。因而对框支柱的剪力增大作了单独规定。另外，为了加强转换层上下连接，框支柱上部墙体范围内的纵筋应伸人上部墙体内一层；其余在墙体范围外的纵筋则水平锚入转换层梁板内，满足锚固要求LaE。3．2框支梁框支梁截面尺寸一般由剪压比控制，宽度不小于其上墙厚的2倍，且不小于400mm；高度不小于计算跨度的1／6。工程框支梁梁宽统一定为800mm。框支梁受力巨大且受力情况复杂，它不但是上下层荷载的传输枢纽，也是保证框

8、支剪力墙抗震性能的关键部位，是一个复杂而重要的受力构件，因而在设计时应留有较多的安全储备，特一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于0．6％。框支梁在满足计算要求下，配筋率不小于0．8％。框支梁一般为偏心受拉构件，梁中有轴力存在，因而应配置足够数量的腰筋。腰筋采用116，沿梁高间距不大于200mm，并且应可靠锚入支座内。框支梁受剪很大，而且对于·33·房屋建筑设计中存在问题龙洪涛(雅克设计有限公司，海