梁式转换层抗震设计分析

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1、梁式转换层抗震设计分析深圳机械院建筑设计有限公司广东深圳518027我国是地质灾害较为严重的国家，高层建筑的抗震能力必须达到“大震不倒，小震可修”的目标。从我国目前的建筑向着大空间、多功能的趋势发展，特别是梁式转换，由于受力简单及施工便捷，应用较为广泛。木文根据工程案例,主要对高层建筑的梁式转换层的抗震设计进行探讨。关键词：梁式转换层；抗震；结构转换层；设计一、工程概况某高层建筑釆用框支剪力墙结构，工程1到4层为办公区，5至28层为住宅区，层高3m，地下室作为设备房和车库，层高3.5m,主楼标高90.50m。二、工程结构设计参数(1)建筑参数木工程建筑高度92.5m,属于《高

2、层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)(以下简称《高规》)规定的A级高度钢筋混凝土结构高层建筑。且高宽比4.5,满足《高规》中规定的高层建筑结构最大高宽比要求。(2)地震参数(见表1)(3)风荷载参数根据《高规》，风荷载取值规定：对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基木风压应按100年重现期的风压值采用，一般情况下，房屋高度大于60m的高层建筑可按100年一遇的风压值采用，故木工程采用100年一遇的基木风压0.60KN/m2o(4)结构抗震等级参数根据《高规》中表4.8.2规定，木工程框支柱、框架柱、框架梁、剪力墙的抗震等级参数设计见表2。剪力墙截面高度与厚

3、度之比为5〜8的短肢剪力墙提高一级，按一级抗震等级采用。如剪力墙厚度大于300mm，且层高与剪力墙截面高度之比大于4的剪力墙，仍视为一般剪力墙，其抗震等级亦按一般剪力墙的抗震等级采用，连梁抗震等级同与其相连之剪力墙。三、转换层的结构形式及结构布置(1)转换层的主要结构形式目前在工程中应用转换层的主要结构形式有梁墙梁式、厚板、箱形、空腹析架式、斜杆析架式和巨型框架等，据不完全统计，我国高层建筑中，仅带转换层的建筑有几百栋之多。其中梁式转换层的建筑约占75%。梁式转换层设计和施工简单，受力明确，转换梁可沿纵向或横向平行布置当需要纵、横向同吋转换吋，可采用双向梁的布置，一般广泛应用

4、于底部大空间剪力墙结构体系中。(2)转换层的结构布置底部转换层位置越高，转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就越加剧；此外，转换层位置越高，落地剪力墙或简体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，转换层上部附近的墙体易于破坏。总之，转换层位置越高对抗震越不利。底部带转换层结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现奋的工程经验和研宄结果，转换构件可采用转换大梁、桁架、空腹桁架、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计吋采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地

5、震反应小于地面以上的框支结构，故7,8度抗震设计吋的地下室可采用厚板转换层。落地剪力墙和框支柱的布置对于防止转换层下部结构在地震中倒塌将起十分重要的作用。高规规定了几条重要原则：带转换层的筒体结构的内筒应全部上、下贯通落地并按刚度要求增加墙厚；框支剪力墙结构要奋足够的剪力墙上、下贯通落地并按刚度比要求增加墙厚；长矩形平面的桐支剪力墙结构，抗震设计吋，其落地剪力墙的间距比原规程适当加严；比原规程增加了限制落地柱周围的楼板不应错层的规定。这几点的原则是防止转换层下部结构破坏的基本要求，特别是对于抗震设计的结构，要求更加严格。遵守这些原则就可控制刚度突变，减少内力传递的突变程度，缩

6、短转换层上、下结构内力传递途径，保证转换层楼盖有足够的刚度以传递不同抗侧力结构之间的剪力，防止框支柱因楼盖错层发生破坏。框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边门洞、中柱上方不宜设门洞。试验研宄和计算分析说明，这些门洞使框支梁的剪力大幅度增加，边门洞小墙肢应力集中，很容易破坏。此外，落地剪力墙和简体的洞口宜在墙体的中部，以便使落地剪力墙各墙肢受力（剪力、弯矩、轴力）比较均匀。四、层侧向刚度比计算分析由于本工程梁式转换层结构上部住宅的剪力墙较多，而建筑底部是人空间，因此，部分剪力墙不能直接落地。并且此工程部分转换层层高较大，若设计中不加以注意，通常容易造成下部抗侧刚度远远小于上部的

7、情况。为保证转换层下部大空间结构有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量弱化转换层上部主体结构、强化转换层下部主体结构的刚度，使转换层上、下主体结构的刚度及变形特征尽量相近。目前在高层建筑结构设计规范中，对于带转换层的高层建筑结构，往往通过控制转换层上、下主体结构的抗侧刚度比来避免竖向刚度差异较大。规范对层侧向刚度比计算，主要有3种方法：（1）地震剪力与地震层间位移比；（2）剪切刚度；（3）剪弯刚度。这3种方法由于计算不同，得出的刚度比结果通常冇差异，需根据实际工程做出合适选择。计算方法1地震剪力与地