探討帶梁式轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要：隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科技也隨之發(fā)展，導(dǎo)致高層建筑向外形復(fù)雜、花樣繁多的方向發(fā)展。本文主要介紹了帶梁式轉(zhuǎn)換層工程中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時也詳細地介紹了該工程中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的一些問題如如何選擇方案、如何布置與分析結(jié)構(gòu)、如何處理構(gòu)造，最后對該工程進行研究分析并總結(jié)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在帶梁式轉(zhuǎn)換層工程中的問題。

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；帶梁式轉(zhuǎn)換層

前言

本工程采用沖孔樁基礎(chǔ)，樁徑為750、1000、1200，地基承載力特征值分別為2800Kpa、4800 Kpa、6500 Kpa；2號樓采用靜壓樁基礎(chǔ)，樁徑為400。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，抗震設(shè)防為丙類。

1、結(jié)構(gòu)選型與布置

本工程為一棟建筑，根據(jù)實際考慮，工程有地下室，地上二十九層。地下室主要用于車庫和樓層設(shè)備，第一層到第三層為商場，該層轉(zhuǎn)換層必須有較大的柱網(wǎng)，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，這樣的建筑就比較結(jié)實耐用，第三層到第二十九層為住宅，同樣采用剪力墻結(jié)構(gòu)，與此同時除樓、電梯間墻體落地以外，其余墻體均未落地。但是由于厚板轉(zhuǎn)換傳力路線不是很明確，而且受力復(fù)雜，這樣就會引起在轉(zhuǎn)換層附近構(gòu)件應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴重，所以我們采用主次梁轉(zhuǎn)換的形式。

圖1 房豎向構(gòu)件布置圖

圖2 住宅標準層豎向構(gòu)件布置圖

圖3 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)平面布置圖

梁式轉(zhuǎn)換層主要優(yōu)點就是受力明確，施工比較簡單，不僅如此在轉(zhuǎn)換梁受力較小部位可以開設(shè)合適的洞口這樣就容易符合建筑設(shè)備管線布置的要求。

2、結(jié)構(gòu)分析

該工程屬丙類建筑，抗震級別為7級，設(shè)計的基本地震加速度值為0.1g。我們采用中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部開發(fā)的SATWE和TAT程序來進行結(jié)構(gòu)計算（表1和表2），與此同時采用PMSAP分析樓板應(yīng)力，主要分析其結(jié)構(gòu)自振周期、剪重比和基底剪力等等。正常設(shè)計的高層建筑下部樓層側(cè)向剛度大于上部樓層側(cè)向剛度，這時不會出現(xiàn)變形從而集中于剛度小的下部樓層而形成薄弱層。我們要求樓層側(cè)向剛度不宜小于上部相鄰樓層，這樣做的目的是為了防止這種薄弱層的出現(xiàn)。80%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的85%。在該工程中空間層數(shù)大于1層時，其轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比應(yīng)該接近1，非抗震設(shè)計時等效側(cè)向剛度比不應(yīng)該大于2而抗震設(shè)計時不應(yīng)大于1.3。該工程轉(zhuǎn)換層上下層結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比為X 向0.30917、Y 向為0.2949。對于新出的規(guī)定，我們可以明確要更加強調(diào)概念設(shè)計，但其中一些量化指標不是很符合實際情況。

3、帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵問題

根據(jù)我國建設(shè)部的相關(guān)文件“關(guān)于印發(fā)《建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》的通知”，我們的本次工程屬于建筑，并結(jié)合我們工程的實際設(shè)計，我們總結(jié)了以下帶梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要抗震方式，并希望在以后的設(shè)計中增加安全性。第一、我們必須保障有足夠的大空間的剛度，這樣做的目的是為了避免沿豎向剛度變化過于差別，我們要嚴格控制轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比。我們可以在設(shè)計抗震時，將轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不小于其上一層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的十分之七。不僅如此，控制轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比應(yīng)該大于1.0而且也不應(yīng)該大于1.3。為了，滿足這個要求我們必須保證一定比例的剪力墻落地，同時加大落地剪力墻的厚度，這樣做的目的就是為了提高落地剪力墻混凝土強度等級，還可以減小洞口尺寸目的是為了縱橫墻盡量連接形成筒體。第二、我們要加強轉(zhuǎn)換層樓板平面內(nèi)的整體性和剛度，為了滿足這個要求我們應(yīng)該采用現(xiàn)澆混凝土樓板，這個板厚取為2m。與此同時還要加強轉(zhuǎn)換層下一層樓板平面內(nèi)剛度，這個板厚取為1.5m。為了美觀我們在布置結(jié)構(gòu)時應(yīng)該盡量符合對稱美的要求，加強薄弱部位樓板的厚度及配筋。整體分析結(jié)構(gòu)時我們還要考慮薄弱部位樓板平面內(nèi)變形對結(jié)構(gòu)受力的作用，為了結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心接近我們要適當調(diào)整剪力墻的位置，而且通過調(diào)整還可以避免扭轉(zhuǎn)。第三、根據(jù)要求，我們將人工合成地震波加速度和選擇的兩條典型的地震波加速度進行記錄，然后進行結(jié)構(gòu)彈性分析。SATWE和TAT程序來進行結(jié)構(gòu)計算。第四、控制風(fēng)荷載和地震作用下結(jié)構(gòu)層間位移角。第五、為了減輕建筑自重，減小地震反應(yīng)，我們還應(yīng)適當將框支剪力墻轉(zhuǎn)換層以下豎向構(gòu)件的配筋率加強。

4結(jié)束語

隨著我們國家的科技的不斷進步，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在帶梁式轉(zhuǎn)換層工程中的運用研究也會越來越深入，越來越廣泛。該工程的質(zhì)量與上下剛度的不均勻，非直接的力傳遞方式，比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換部分應(yīng)力的特征，都將是我們在以后的工作中值得研究的內(nèi)容。筆者對梁式轉(zhuǎn)換層其設(shè)計方法進行了分析與研究，希望本文研究的這些方面對梁式轉(zhuǎn)換層其結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和設(shè)計以及計算的要求為以后的實際工作和理論學(xué)習(xí)提供了有效的數(shù)據(jù)和方法。雖然我們國家目前在這個領(lǐng)域還有欠缺，但通過我們每一個實踐者的努力。

一定會建造出更美麗的房子，極大地提高人們的生活水平。

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