帶裙樓的高位轉換高層結構設計探討

韓克航

摘 要：本文結合帶裙樓的高位轉換高層結構，對建筑工程的主體結構設計進行簡要分析，并明確此類結構的設計過程中的重點進行分析，積極采取適宜的設計觀念和措施，來促進建筑工程設計質量和效果的提升。

關鍵詞：高層建筑；帶裙樓；轉換層結構；結構設計

帶裙樓的高位轉換高層逐漸在城市化建設中得到較為廣泛的應用，滿足了商住樓底部數層的實際空間需求，因而加強對帶裙樓的高位轉換高層結構設計進行研究和分析，明確結構設計的要點，并對塔樓和裙樓結構進行合理的設計，提高建筑結構設計高效性方面具有一定的現實意義。

1 工程概況

本文以某市大底盤工程為例對帶裙樓的高位轉換高層結構設計進行研究和研究，以促進結構設計的科學性和合理性發展。就該工程的總體情況來看，該工程主要包括一個單體建筑、三層大空間裙樓和一個三層地下室。單體建筑的總體高度為地上58米，地下室主要為設備用房和小型車庫。高層部分主要采用部分框支剪力墻結構。相關研究顯示，該工程的場地及附近并未發現滑坡、崩塌及泥石流等不良物理地質現象，也并未發現墓穴、防空洞等對工程施工產生不利影響的埋藏物，施工現場的環境條件比較穩定，適宜進行建筑施工操作。結合建筑施工的實際情況來看，該工程的結構設計使用期限為50年，實際結構的安全等級為二級，抗震設防類別及烈度為丙類7度。相關研究資料以及勘察人員的研究顯示，該施工場地為非液化場地。

2 塔樓和裙樓的結構設計分析

2.1 明確抗震等級

就高層建筑施工的實際情況來看，該工程的裙樓建筑高度在正常使用范圍內，其結構為A級高層建筑，在實際結構設計的過程中，應當對塔樓構件的實際抗震等級進行研究和分析，結合實際情況進行抗震設計，確保塔樓和裙樓的結構設計滿足工程建設的實際需求。

2.2 塔樓和裙樓的結構設計

2.2.1 在工程建設過程中對塔樓和裙樓進行設計時，針對高層部分上部結構，應當結合樓層實際高度進行初步計算，從而對設計結構進行合理的選取。在該工程結構設計中，高層部門選用剪力墻結構，裙樓地下室部分選用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，針對地下室側壁，因其具有一定的特殊性，可以選用鋼筋混凝土剪力墻擋土，從而確保塔樓和裙樓結構設計的科學性和合理性。那么相關設計人員應當對地下室定版以及消防車道板的厚度進行合理的計算和設計，并結合主次梁的布置板厚度來明確主樓的屋面板厚度。

2.2.2 為了切實提高塔樓大底盤構件的實際受力能力，實際結構設計中應當結合工程的總體特點，對水平構件和豎向抗側構件進行合理的設計，并對各構件的材料和作用強度進行嚴格的控制，確保其實際設計效果滿足塔樓的總體抗震水平。

2.2.3 在對大樓大底盤結構裙房進行結構設計的過程中，應當對底部結構進行合理的設計，并對轉換過程進行明確，通過對梁式結構的有效應用，促進狂支剪力墻結構的實際應用價值的有效發揮，在對結構抗側力構件進行設計的過程中，可以再結構角部以及中部進行落地剪力墻的設置，從而將轉換層上下部的抗側力的實際剛度差控制在合理范圍內。結合工程實際對落地剪力墻的布置形式進行明確，從而有效的保證結構設計的合理性，促進其實際空間性得到有效的保證。

相關設計人員在對塔樓和裙樓進行結構設計的過程中，應當采用適宜的樓層剛度算法對結構進行計算和設計，確保在滿足結構設計規范的基礎上，有利于建筑物實際抗震性能的提升。與此同時，在建筑物結構設計的過程中，應當確保樓層側向剛度應當在相鄰上部樓層剛度的6呈，從而確保帶裙樓的實際剪彎剛度滿足結構設計的實際要求，切實提高帶裙樓高位轉換高層結構設計的科學性，促進建筑工程建設的順利進行。

2.3 地下室是否能夠作為嵌固端的合理化判斷。就該工程實際情況來看，地下室的一層頂板充當結構的嵌孤層的情況下，主要采用地震剪力和地震層間位移比法對側向剛度進行計算，也可以通過剪切剛度比對側向剛度進行計算。從總體情況來看，剪切剛度比的實際實施存在一定難度，不免會對建筑的結構塑性鉸在地下室頂板部位的設置情況產生一定影響，因而加強對地下室是否可以作為嵌固端進行合理的判斷和分析，對于結構設計的科學性和合理性方面具有重要的意義。

2.4 關于幾種剛度比的討論

從上述過程可以看出，本工程在不同的地方使用了不同的側向剛度計算法。影響地震剪力和地震層間位移比法的是地震產生的剪力以及相應的位移，是一個與外部作用有關的計算方法。剪切剛度算法主要用于地下室是否能作為嵌固端的判斷，以及一層轉換結構中的剛度比計算。

2.5 結構設計中的注意事項

轉換層對建筑的作用非常的重要，它的設計高度影響到建筑整體的質量水平，在建筑工程設計和施工過程中，因為轉換層要承擔建筑本身的重量，同時涉及到轉換層的高度，這都是增大轉換層負荷大小的原因。同時轉換層結構對建筑的剛度大小也有一定的影響，轉換層反而成為建筑整體最薄弱的環節，大大降低了高層建筑的抗震性能，所以轉換層的剛度設計要遠遠大于上層建筑結構的剛度。合理設計建筑內部墻體結構，使得各方面受力均勻，適度的對部分墻體進行加強，從而使得轉換層的剛度滿足基本需要，確保高層建筑的質量安全。

轉換層關系到整體建筑的質量安全和抗震性能，只有不斷的分析和調整轉換層的設計結構才能保證建筑整體的安全可靠，提高建筑的穩定性，大大提高了高層建筑的使用年限。所以根據高層建筑上下層結構的不同，盡可能簡化設計方案，是建筑整體的質量中心和剛度中心保持一致，是轉換層的受力更加的均勻，避免因為受力不平衡導致輕體裂縫和變形情況的發生。

因為高層建筑結構的復雜性，所以建筑物內部的受力更加的不平衡，稍有細微的變化都能決定建筑的整體質量。高層建筑的防震設計是建筑建設的一項重要工作，一些轉換構件并沒有做太多的地震測試，所以使用這些構件對建筑的安全沒有保證，需要對這些構件做進一步的調查和研究。

3 結構分析設計

對該結構進行有限元分析時選用SATWE（結構空間有限元分析設計軟件）。該塔樓的主要控制性計算結果見表1所示。

表1 高層塔樓主要控制性計算結論

借助對這一建筑的結構計算和分析，我們發現在地震作用下，塔樓大底盤結構的各項受力情況都能滿足相關規定的要求，高層結構層間的最大位移和層高比也符合要求，此外，對結構的重要構件還采取了一些細致的措施加以控制，構造的各項性能都能滿足相關的標準和要求，采用的措施也具有較強的可行性。

4 結論

從整體情況來看，在帶裙樓的高位轉換高層結構設計的過程中，對轉換層的高度比進行控制，對于提高結構設計的合理性具有重要的意義。當前建筑行業的飛速發展，推動了建筑結構設計難度的加大，在此種情況下更應當積極采取正確的觀念和措施，來促進建筑結構設計的科學性和可靠性。

參考文獻

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[2]范江濤.高位轉換結構高層建筑設計探討[J].城市建設理論研究：電子版，2012.

[3]劉麗.帶裙樓高層框剪結構設計與分析[J].太原城市職業技術學院學報，2013.