浅析梁式转换层施工设计在建筑工程中的应用.pdf

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1、规划与设计瞳村宙蓑晦2012年2月浅析梁式转换层施工设计在建筑工程中的应用熊玉林(吉安市峡江县建筑设计院)摘要：随着城市化的发展，高层建筑大量涌现，高层建筑为城市居民带米了更多上作生活的使用空间，使得城市形象更加多彩。本文介绍了梁式转换层高层建筑在结构整体、转换层及转换大梁三个部分的计算要求．阐述了对转换层及其附近层的结构构件的设计建议。关键词：高层建筑：梁式转换层；设计引言根据《高层建筑转换层结构设训与旋工》中统计的数字显示：国内105栋采用转换层结构的高层建筑中，有8l栋采用了梁式转换层，占总数的77％

2、，说明梁式转换层是最常用的转换层结构形式。l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，地震作用时存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：(I)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1≤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(1)：1=G+1A¨h／G；A⋯h1(t)式中：G．、G。——第l、1+1层混凝土剪变模量；A，

3、、A¨——第】、1+1层折算抗剪截面面积(A=Aw+012A。)：A旷一在所计算的方向上剪力墙的全部有效截面面积；A，——全部柱的截面面积；hi、h。——第1、1+l层的层高。(2)设计中应保证转换层有足够的刚度。一般应使粱高度不小于跨度的116，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，能较好的起到结构转换作用。(3)必须控制框支剪力墙与落地剪力墙的比例，当剪力墒较多道且考虑抗震时，横向落地剪力墙数目与横向墙总数之比不宜少于50％，1F抗震时不宣少于30％。(4)转换层

4、结构在高层建筑竖向的位置宜低小宜高。转换层位置较高时，易使框支剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变，并易形成薄弱层，对抗震设计不利，其抗震设计概念与底层框支剪力墙结构有较大差异。《高层建筑混泥土结构技术规程》中规定，对部分剪力墙结构，转换层设置高度在8度时4i宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时町适当提高。当转换层位于3层以上时，易使框支剪力墙的层问位移角在转换层附近发生突变。(5)带转换层结构计算要求全面、准确。将转换结构作为整体结构的一个重要组成部分，采用符合实际受力变形状态的计算模型

5、进行三维空间整体结构计算分析．可采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算。此时，转换结构以上至少要取两层结构进入局部计算模犁，并注意模型边界条件符合实际工作状态。2计算要求2．1整体结构分析计算高层建筑结构中．转换层只足其中的个部分，在进行内力分析前，必须先对整个结构做整体计算分析。可分别按空间协同工作分析方法和三维守问分析方法进行整体内力与位移计算，此时转换构件口』作为结构的一部分参与整体计算。2．2转换层分析计算整体计算完毕后对转换层本身应采用平面有限元计算软件做局部应力的补充计算。进行局部分析时，应考

6、虑转换结构上下楼层是否进入局部计算模型，以及楼层楼盖平面内刚度影响，注意实际结构的三维空间盒子效应。采用符合实际情况的正确计算模型。框支剪力墙的计算较·38·为复杂，上部朗力墙需与r面多根柱相连接，如果连接不当会产生很大的计算误差。3转换层结构的构件设计转换层结构不仅竖向刚度易在转换层附近发生突变，还应关注的是竖向抗侧力构件不连续，使结构的传力途径在转换层及其附近发生突变，在强震作用下，易产牛薄弱部位。因此在抗震设计中，除了控制转换层上下刚度比外，还应采用措施，加强转换层及附近层结构构件包括框支柱、框支梁、

7、落地墙、转换层上下各两层楼板等构件，以保证水平剪力的有效传递和结构底层在强震下有足够的延性。3．1框支柱为了保证结构具有足够的延性，框支柱的轴压比要严格控制，这使得框支杆比一般的框架柱有更大的延性和抗倒塌性能。框支柱轴压比：“N_NJ

8、m，(f斟p式中：N。——框支柱最大组合轴力设计值(包括地震作用下轴力调整)；￡——框支柱混凝土抗压强度设计值；b——框支柱截面的宽度；h，i一框支柱截面的有效高度。一级抗震时，框支柱的轴压比控制在0．7以下；二级抗震时，应该控制在O．75以下；三级抗震时，控制在0．8以下；

9、非抗震设计时，控制在0．85以下。3．2框支梁因为框支粱的受力很大且受力情况复杂，它不但是上下层荷载的传输枢纽，而且是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位，故设计时应设有较多冗余储备。宜在结构整体计算后，按有限元方法进行详细分析，分析和试验结构表明，在竖向荷载和水平荷载作用下，框支梁大多数情况下为偏心受拉构件，并承受很大的剪力，因此《高层建筑混泥土结构技术规程》规定了对框支梁截面高度的设计要求及框支梁截面组合的最大剪