高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要以某高層建筑為例，對(duì)高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法 進(jìn)行概述。關(guān)鍵詞高層建筑；轉(zhuǎn)換層；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換層概念，主要是指在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系中，合理解決豎向結(jié)構(gòu) 的突變性轉(zhuǎn)化和平面的連續(xù)性變化的結(jié)構(gòu)單元體系.轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)除采用梁、桁架、 空腹桁架、箱形結(jié)構(gòu)等，近幾年又有許多新型的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式涌現(xiàn)，如搭接柱轉(zhuǎn) 換結(jié)構(gòu)、寬扁梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、斜撐轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等等。1工程簡(jiǎn)介某工程項(xiàng)目總建筑面積約為10萬(wàn)m2。地面以上一棟二十六層寫(xiě)字樓，為框 架剪力墻結(jié)構(gòu)；兩棟三i 層商住樓，總高度98.0m （局部106.0m）,為帶轉(zhuǎn)換層 的底部大空間框支剪力墻結(jié)構(gòu)；裙房三層，

2、為框架結(jié)構(gòu)。寫(xiě)字樓地下室兩層，商 住樓和裙房地卜室一層。本工程建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，合理使用年限為50年，所處地段場(chǎng)地土 類別為ii類，場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，抗震設(shè)防烈度為6度，抗震設(shè)防類別為 丙類建筑，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組；主樓基本風(fēng)壓 值0.4kn/m2o商住樓抗震等級(jí)：地下一層至四層框支柱為一級(jí)，框架梁為二級(jí); 底部加強(qiáng)部位剪力墻（七層，標(biāo)高28.400以下）為-級(jí)，其余剪力墻為三級(jí)。2結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計(jì)要點(diǎn)與構(gòu)造1）為了保證主體結(jié)構(gòu)沿豎向剛度盡量均勻，使轉(zhuǎn)換層上、下層剛度比較接 近，避免剛度突變形成薄弱層，高規(guī)（jgj3-91）規(guī)定了抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換層 上

3、、下抗側(cè)移剛度比不大于2,即：y= （gi+lai+1） hi/ （giai） hi+l<2,對(duì)此除 了上節(jié)說(shuō)明的在建筑商場(chǎng)部分的三個(gè)角部加設(shè)筒體外，并采取了以下措施：在 保證上部住宅剪力墻強(qiáng)度及層間位移滿足規(guī)范要求的前提下，盡量將上部住宅剪 力墻數(shù)量威少，厚度減?。?40mm、200mm）,而且開(kāi)有較大的施工洞口，轉(zhuǎn)換 層以上剪力墻連梁盡量減小高度，轉(zhuǎn)換層以下剪力墻厚度加厚（400mm）；從而 達(dá)到減小上部剛度，增大下部剛度的目的。中筒剪力墻厚度，轉(zhuǎn)換層以下 400mm厚，轉(zhuǎn)換層以上設(shè)備層300mm厚，五層以上240mm厚，逐漸減薄，避 免剛度突變。轉(zhuǎn)換層以上設(shè)備層層高加高至3.4m轉(zhuǎn)

4、換層以下（第四層）層 高減少為3.6m （不包扌舌轉(zhuǎn)換層板厚）。轉(zhuǎn)換層以上釆用c40混凝土，轉(zhuǎn)換層以 下采用c50混凝土。通過(guò)采用這些措施后，轉(zhuǎn)換層上、下層剛度比：x方向?yàn)?.05, y方向?yàn)?.17, 結(jié)果較理想。2）為了有效地將水平地層力傳遞給剪力墻，在應(yīng)力較集中的樓層，將樓板 加厚。一層樓板、轉(zhuǎn)換層上一層樓板（設(shè)備層頂板）及頂層（屋而）樓板加厚為 200mm 厚。3）框支柱總剪力不小于0.25qoo為了增強(qiáng)框支柱的延性，框支柱軸壓比控 制不超過(guò)0.65,配筋率為1.7%左右，體積配箍率為1.8%；柱篩筋采用全長(zhǎng)加密, 并在框支柱中間增加芯筋，柱縱向鋼筋全部采用機(jī)械連接。4）框支層剪力墻鈾

5、壓比控制在0.4以內(nèi)，配筋率為0.6%；剪力墻暗柱配筋 率為1.5%；其體積配箍率為1.2%左右，保證了剪力墻冇足夠的延性。轉(zhuǎn)換層上 部靠近轉(zhuǎn)換層的樓層墻體，由于轉(zhuǎn)換層處剛度突變，亦受到較大的剪力作用，為 保證其延性，轉(zhuǎn)換層以上三層剪力墻及暗柱配筋作了加強(qiáng)處理。5）電算吋，轉(zhuǎn)換層上、下兩層的層高不是按建筑剖面圖的尺寸輸入，而是 將厚板的板厚均分給與其相鄰兩層的層高，出此可見(jiàn)，厚板轉(zhuǎn)換層比梁式轉(zhuǎn)換層 的層高變化要均勻一些，亦即豎向剛度變化也要均勻一些。6）以地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端，兩棟住宅樓的計(jì)算表明，轉(zhuǎn)換層及 下部結(jié)構(gòu)（1至4層）的等效側(cè)向剛度比轉(zhuǎn)換層及上部部分結(jié)構(gòu)（5至10層）的 等效

6、側(cè)向剛度還要人，滿足“高規(guī)''附錄e第e.0.2條轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)的等效側(cè) 向剛度比不大于1.3的要求，分析原因，主耍是由于轉(zhuǎn)換層以下中心筒及四角的 剪力墻剛度很大；轉(zhuǎn)換層上一層的側(cè)向剛度與轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度比，兩個(gè)方向均 小于1.05,滿足“高規(guī)”附錄e第e.0.2條轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部 樓層側(cè)向剛度的60%的要求。7）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及重力二階效應(yīng)驗(yàn)算兩棟樓的結(jié)構(gòu)剛重比ejd/gh2均大于1.4, 能夠通過(guò)“高規(guī)”第5.4.4條的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。兩棟樓的結(jié)構(gòu)剛重比ejd/gh2均大 于2.7,可以不考慮重力二階效應(yīng)。8）兩棟商住樓有轉(zhuǎn)換層，屬于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，按“高規(guī)&#

7、39;，第5.1.13條的 要求，又用由中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計(jì)軟 件tat （版本2003/05）程序進(jìn)行計(jì)算，冇關(guān)的計(jì)算指標(biāo)均滿足規(guī)范耍求。3轉(zhuǎn)換層厚板的設(shè)計(jì)1）轉(zhuǎn)換層厚板的計(jì)算與構(gòu)造。轉(zhuǎn)換板采用國(guó)家建筑科學(xué)院編制的轉(zhuǎn)換層 厚板冇限元分析與配筋程序slab計(jì)算，并用簡(jiǎn)化計(jì)算模型手算復(fù)核，板厚采 用2.0m,為最大柱距的1/3.6,板的配筋根據(jù)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果，并參考有關(guān)文 獻(xiàn)資料，配筋率采用0.5%,板上、下配筋為雙排雙向直徑32130,暗梁范圍 為直徑32130,主筋保護(hù)層為50mm。為減少厚板人體積混凝土水化熱的問(wèn)題, 厚板采用c40混凝土，為滿足柱頂周

8、圍板的抗剪強(qiáng)度要求，在柱軸網(wǎng)方向板2.0m寬范圍內(nèi)利用板上、下的鋼筋設(shè)暗梁，暗梁采用八肢箍，在柱周圍1.5m長(zhǎng) 范圍內(nèi)箍筋采用直徑16130,其余為直徑16260。另外為了增加板的抗裂能力，除板屮混凝土內(nèi)摻10%水泥用量的膨脹劑外, 在厚極的中部設(shè)上、下兩層直徑14260雙向鋼筋網(wǎng)片，板周邊暗粱按框支梁構(gòu) 造加強(qiáng)，暗梁兩側(cè)設(shè)直徑14260腰筋，以加強(qiáng)板邊緣抗扭能力，防止板端頭出 現(xiàn)水平及豎向劈裂。由于轉(zhuǎn)換層自重較大，為了避免施工時(shí)自底層起層層支模的模扳支撐而，此 層板厚為260mmo2）轉(zhuǎn)換層厚板施工采取的措施。本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層厚板屬于大體積混凝土構(gòu)件, 荷載集度很大為保證厚板的質(zhì)量，防止產(chǎn)生溫度

9、裂縫十分重要。木設(shè)計(jì)除了按有 關(guān)著作進(jìn)行了溫度裂縫驗(yàn)算外.在施工中采取了如下措施：采用低強(qiáng)度，低水 化熱的水泥，并嚴(yán)格控制水泥用量?；炷林谐龘接枚孔脺p水劑外.并同時(shí) 摻加一定量的粉煤灰以改善混凝土可泵性熱。并摻加了 10%水泥用量的uea微 膨脹劑，提高抗裂能力?，F(xiàn)場(chǎng)配冇足夠的混凝十輸送車、輸送泵，保證商品混 凝土的供應(yīng)以及混凝土的連續(xù)澆筑，并分層平攤，避免出現(xiàn)施工冷縫。為了保 證混凝土厚板內(nèi)、外溫差小于25攝氏度，對(duì)混凝土保濕養(yǎng)護(hù)采取以下措施：板 底模采用兩層竹膠板夾一層塑料薄膜，板上采用地毯和塑料薄膜覆蓋，薄膜層板 下空間封閉，減少冷空氣對(duì)流：另外在板屮部埋沒(méi)兩層直徑50mm間距1.5m 的循環(huán)冷卻水降溫鋼管，在養(yǎng)護(hù)期間根據(jù)測(cè)溫結(jié)果，必要時(shí)進(jìn)行冷卻降溫。板 中部布置多處測(cè)溫點(diǎn)，由微機(jī)進(jìn)行控制，并門(mén)動(dòng)記錄溫度變化結(jié)杲，動(dòng)態(tài)掌握混 凝土內(nèi)部多點(diǎn)實(shí)際溫度，分析內(nèi)外溫差梯度，以便在保溫措施上適時(shí)調(diào)整。參考文