高位转换剪力墙结构设计实例探析

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1、高位转换剪力墙结构设计实例探析　　摘要：本文结合某框支剪力墙结构设计实例，针对高位转换剪力墙结构设计中相关要点进行了详细的分析，主要从结构布置、竖向不规则及结构设计等几个方面进行了论述，提出了设计中应注意的问题，旨在为建筑结构设计人员参考借鉴。关键词：高位转换剪力墙结构转换层楼板设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1工程概况某高层住宅楼，采用框支剪力墙结构，地下1层，地上28层，基础采用桩筏结构，转换层位于层4，转换层顶面标高为28.4m，转换层层高2.3m；转换层以上为住宅，层高3m；转换层以下为办公专用，结构高度为86m，结构设计使用

2、年限为50年，抗震设防烈度为6度。2结构布置2.1转换层层高确定本工程转换层层高的确定主要提出2种方案：方案1：设备转换层兼作结构转换层,层高为2.3m，顶面标高为28.4m；8方案2：设备转换层独立设置，层高为2.3m，而结构转换层位于下一层，结构转换层层高3m，转换层顶面标高为28.4m。方案2与方案1相比，转换层是刚度软弱层，如果要做到转换层与其上一层侧向刚度比为60%以上，需要将落地剪力墙加厚2.4倍，即使做到60%，转换层仍然是刚度软弱层，因此排除方案2。而方案1可以避免转换层为刚度软弱层，经计算落地墙加厚1.4倍即可满足转换层与其上一层刚

3、度比为1的要求，节约了结构造价。2.2剪力墙布置利用平面中的楼梯间、电梯井及设备管井做成落地剪力墙，并在框支层组合成筒体布置形式。同时利用建筑四个角部房间，做成落地剪力墙筒。在满足轴压比及其他计算指标的的条件下，尽量缩短不落地墙墙肢的长度，以弱化转换层以上结构刚度、剪力墙主要截面及采用材料见表1。表12.3框支框架框支柱采用型钢混凝土构件，框支梁主梁采用宽梁，梁宽同框支柱宽，L形T形剪力墙尽量落在框支主梁上，尽量避免次梁转换。框支梁截面一般为受剪控制，为满足建筑设备转换的空间要求，选择了型钢混凝土构件。3竖向不规则分析83.1楼层侧向刚度比现行规范、

4、规程中存在多种侧向刚度比算法，建筑抗震设计规范(GB50011-2010)采用层剪力与层位移比值，广东省高规补充规定，采用层间位移角比值，从因层高变化引起的刚度比差异来看，采用抗震规范算法得到的结果更为不利，突出了层高变化可能引起结构薄弱层。为满足转换层上部与下部结构等效侧向刚度比要求，落地墙加厚100mm，经SATWE计算，刚度比满足高规附录E要求，见表2。图1为X向侧向刚度分布图。结合表2和图1可看出：（1）转换层层高为2.3m时，仅转换层侧向刚度较大，其他层层刚度相对一致。（2）转换层上一层(层高及结构构件与标准层均相同)层刚度相对略大，主要因

5、为：1)采用层剪力与层位移比值算法，相同层剪力条件下，与层位移相关；2)转换层处框支框架的剪切变形制约了落地剪力墙的弯曲变形，减小了转换层上一层层间位移角(弯曲变形引起)。（3）依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.4.1条文说明，当本层侧向刚度小于相邻上层的50%时，为特别不规则结构，仅这一项就需进行超限审查。表2刚度比计算8图1转换层层高2.3m时X向侧向刚度分布3.3楼层受剪承载力图2为X向楼层抗剪承载力分布，可以看出，转换层下部楼层抗剪承载力明显高于转换层以上楼层。其主要原因：1)落地墙加厚至300mm，转换层以上基本为200

6、mm；2)框支柱采用型钢混凝土；3)提高底部加强部分剪力墙抗震等级。图2转换层层高2.3m时X向抗剪承载力分布综合图1和图2可知：转换层既不是刚度软弱层，也不是承载力薄弱层；3.4框支柱、剪力墙传力途径分析框支柱、剪力墙剪力分布见图3，由图可见，在转换层处，框支柱、剪力墙存在剪力突变，主要因为：高位转换时，落地墙已经呈现出明显的弯曲变形，框支框架为剪切变形，框支框架制约剪力墙的弯曲变形，从而引起了转换层处框支柱、剪力墙剪力分配突变，当转换层层高较低时，加剧了这一现象。图3框支柱、剪力墙剪力分布4结构设计4.1抗震措施分析8（1）框支框架。为了提高框支

7、框架的抗震性能，框支框架采用型钢混凝土构件。框支柱、框支梁按照中震弹性设计，并对框支柱、框支梁进行大震作用下抗剪截面验算。将其抗震等级调整为一级。（2）落地剪力墙。控制落地剪力墙承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50%底部加强部位剪力墙抗震等级为一级。（3）转换层处楼板。转换层及其下一层楼板板厚200mm，转换层上一层板厚150mm。控制板最小配筋率不小于0.25%，且不小于计算要求。4.2转换层楼板设计4.2.1楼板应力分析表3为各级地震及风荷载作用下转换层及上下层楼板最大主应力1(采用PMSAP软件计算)，由表可见，转换层及其下一层楼板应力较

8、大，与图3分析结果吻合。表3楼板应力/MPa4.2.3楼板配筋计算现行规范没有具体的楼板抗震配筋计算方法为了