拱式轉換層與梁式及桁架式轉換層力學性能比較

凌志彬,張 敏,吳東岳

(華東交通大學 土木建筑學院,江西 南昌330013)

0 前 言

梁式轉換層是目前實現垂直轉換的最常用的結構形式,但是在托柱形式的梁式轉換層中,當轉換大梁跨度很大且承托層數較多時,由于轉換大梁承托上部結構荷載較大,受力復雜,常使轉換大梁截面尺寸過大,甚至形成強梁弱柱的結構形式,對結構抗震非常不利;轉換大梁由于截面尺寸過大,因而有時不利于大型管道等設備系統的鋪設,甚至影響轉換樓層建筑空間的充分利用[1～3]。斜、豎腹桿與上下弦桿采用鉸接連接的桁架式轉換層相對梁式轉換層剛度較小,對結構抗震有利,但由于腹桿與弦桿間采用鉸接連接,導致該轉換層整體性相對較差,對其支承的上部結構受力影響較大,有時甚至會造成上部樓層部分桿件配筋很大,在結構設計中難以實施,由此提出了受力更合理的拱式轉換層結構。本文在拱式轉換層已有研究基礎上,分析拱式、梁式及桁架式轉換層結構的受力特性,比較三者的配筋計算結果。

1 拱式轉換層及其力學原理

拱式轉換層的結構形式,詳見圖1。該轉換層在樓層柱距變化處設置上、下弦桿CD、AF,在上、下弦桿之間設置斜腹桿AC、FD,形成拱式轉換層結構,在斜腹桿之間設置豎腹桿GH、ST,用以調節拱式轉換層結構上、下弦桿間的內力分配。轉換層上部結構框架柱,布置在上弦桿上部。

圖1 拱式轉換層結構形式

圖2 拱式轉換層豎向荷載作用簡圖

拱式轉換層結構的計算簡圖,詳見圖2。……