工程實(shí)例解說高層建筑中帶轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、工程實(shí)例解說高層建筑中帶轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論本文主要針對(duì)高層建筑中帶轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻設(shè)計(jì)展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)要點(diǎn)作了簡(jiǎn)要介紹，并系統(tǒng)闡述了框支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)和轉(zhuǎn)換構(gòu)件設(shè)計(jì)要求，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考借鑒。引言所謂的轉(zhuǎn)換層，是指建筑物某層的上部與下部平面使用功能不同，該樓層上部與下部采用不同結(jié)構(gòu)類型， 并通過該樓層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 換的結(jié)構(gòu)。而剪力墻，是指房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作 用引起的水平荷載和豎向荷載的墻體。為了更好的控制轉(zhuǎn)換層剪力墻的施工，就需要做好有關(guān)方面的設(shè)計(jì)。基于此，本文就高層建筑中帶轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻設(shè)計(jì)進(jìn)行

2、了探討， 相信對(duì)有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。1工程概況該工程1#婁地下兩層，地上一層為店面，地上二層為架空層， 以上均為住宅，總層數(shù)三十層。一層層高為5.25m,二層層高為6.15m, 三至三十層層高均為3.1m,建筑物主體總高98.2m。結(jié)構(gòu)選用框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框支層位于三層住宅樓面，建筑抗震設(shè)防類別為丙類建筑，工程的抗震設(shè)防烈程度為7度，抗震設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.15g。建筑場(chǎng)地類別為II類，基本風(fēng)壓值：0.95kN/m2 (100年一遇)，地面 粗糙度類別為C類。結(jié)構(gòu)分析軟件采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM系列軟件多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件 SATEW。取1#婁

3、軸線1-28軸線1-41之間的部分，轉(zhuǎn)換層及標(biāo)準(zhǔn) 層結(jié)構(gòu)平面如附圖1。各種形式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)缺點(diǎn)如下(1)梁式轉(zhuǎn)換層：優(yōu)點(diǎn)-設(shè)計(jì)和施工均較為簡(jiǎn)單，傳力較為明確； 缺點(diǎn)-當(dāng)上下軸線錯(cuò)位布置時(shí)，需增設(shè)較多的轉(zhuǎn)換次梁，空間受力較 為復(fù)雜。(2)箱式轉(zhuǎn)換層：優(yōu)點(diǎn)-轉(zhuǎn)換梁的約束強(qiáng)，剛度大，整體工作效 果好，上下部傳力較為均勻，并且建筑功能上還可將其作為 設(shè)備層”; 缺點(diǎn)-轉(zhuǎn)換梁梁中開設(shè)備洞較多，施工復(fù)雜，且造價(jià)較高。(3)桁架式轉(zhuǎn)換層：優(yōu)點(diǎn)-框支柱柱頂彎矩和剪力比其他幾種轉(zhuǎn)換型式相對(duì)較小；缺點(diǎn)-施工比較麻煩，且對(duì)于軸線錯(cuò)位布置時(shí)難度較大。結(jié)合工程實(shí)際建筑布局情況，并考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工難易程度， 經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)

4、比較后，決定采用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式，也可稱為梁式 框支剪力墻結(jié)構(gòu)。2整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)要點(diǎn)本工程結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)遵循下述原則：(1)協(xié)調(diào)上、下部分結(jié)構(gòu)布置，盡量減少轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的數(shù)量；(2)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)采用梁式結(jié)構(gòu)，盡可能直接承托上部豎向結(jié)構(gòu)， 避免或少用主、次轉(zhuǎn)換梁的形式；(3)上部豎向構(gòu)件盡可能置于轉(zhuǎn)換梁靠近支座處，以利豎向力的傳遞；3框支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1 抗震等級(jí)的確定本工程轉(zhuǎn)換層以下為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)，是多種結(jié)構(gòu)形式共存的復(fù)雜高層建筑，因而不能像單純的框架結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)那樣籠統(tǒng)地確定抗震等級(jí)，而應(yīng)該嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范 的不同章節(jié)，有針對(duì)性地分別確定結(jié)構(gòu)體系各部位不同結(jié)

5、構(gòu)構(gòu)件的抗 震等級(jí)，這是明確各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求的關(guān)鍵。依據(jù)第4.8.2條抗震設(shè)計(jì)時(shí)，A級(jí)高度丙類建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 的抗震等級(jí)應(yīng)按表4.8.2確定；第4.8.5條抗震設(shè)計(jì)的高層建筑，當(dāng)?shù)?下室頂層作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)按上部結(jié) 構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四 級(jí)。3.2 結(jié)構(gòu)豎向布置高層建筑的側(cè)向剛度宜下大上小， 且應(yīng)避免剛度突變。然而帶轉(zhuǎn) 換層的高層建筑結(jié)構(gòu)顯然有悖于此，因此對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度作 了專門規(guī)定。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)把握的原則歸納起來，就是要強(qiáng)化下 部，弱化上部?？梢圆捎玫姆椒ㄓ幸韵聨追N：(1)與建筑專業(yè)協(xié)商，除核心筒部分剪力墻

6、在底部必須設(shè)置外， 使盡可能多的剪力墻落地。這些無疑都大大增強(qiáng)了底部剛度。(2)加大底部剪力墻厚度。轉(zhuǎn)換層以下剪力墻中，核心筒外圍 部分的厚度取為400mm,核心筒以外部分墻厚度取為 450mm。轉(zhuǎn)換 層以上標(biāo)準(zhǔn)層墻厚300mm。(3)底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。(4)提高底部柱、墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)，采用 C45混凝土。(5)適當(dāng)減少轉(zhuǎn)換層上部剪力墻數(shù)目，控制剪力墻厚度，并可 在某些較長(zhǎng)剪力墻中部開結(jié)構(gòu)洞(結(jié)構(gòu)施工完畢后再用填充墻填實(shí))， 以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對(duì)控制剛度比有利， 還可減輕建 筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結(jié)構(gòu)自振周期，減小地震作 用力。4轉(zhuǎn)換

7、構(gòu)件設(shè)計(jì)要求4.1 框支柱框支柱截面尺寸主要由軸壓比控制并應(yīng)滿足剪壓比要求。為保證框支柱具有足夠延性，對(duì)其軸壓比應(yīng)嚴(yán)格控制。工程框支柱抗震等級(jí) 為一級(jí)，軸壓比不得大于 0.6,對(duì)部分因截面尺寸較大而形成的 短 柱”，不得大于0.55。柱截面延性還與配箍率有密切關(guān)系，因而框支柱的配箍率也比一般框 架柱的大得多。箍筋不得小于10100,全長(zhǎng)加密，且配箍不得小于 1.5%。框支柱為非常重要的構(gòu)件，為增大安全性，對(duì)柱端剪力及柱端 彎矩均要乘以相應(yīng)的增大系數(shù)，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪 力的30%。因?yàn)槌绦蛴?jì)算時(shí)，一般假定數(shù)板剛度無限大，水平剪力按豎向構(gòu)件的 剛度分配。底部剪力墻剛度遠(yuǎn)大于框支柱，

8、使得框支柱剪力非常小。然而考慮到實(shí)際工程中樓板的變形以及剪力墻出現(xiàn)裂縫后剛度的下 降，框支柱吸收的剪力會(huì)增加。因而對(duì)框支柱的剪力增大作了單獨(dú)規(guī)定。 另外，為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層上下 連接，框支柱上部墻體范圍內(nèi)的縱筋應(yīng)伸入上部墻體內(nèi)一層； 其余在 墻體范圍外的縱筋則水平錨入轉(zhuǎn)換層梁板內(nèi)，滿足錨固要求。4.2 框支梁框支梁截面尺寸一般由剪壓比控制，寬度不小于其上墻厚的2倍，且不小于400mm;高度不小于計(jì)算跨度的1/6。本工程框支梁梁 寬最小為800mm。框支梁受力巨大且受力情況復(fù)雜，它不但是上下 層荷載的傳輸樞紐，也是保證框支剪力墻抗震性能的關(guān)鍵部位，是一 個(gè)復(fù)雜而重要的受力構(gòu)件，因而在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有較多

9、的安全儲(chǔ)備， 特 一級(jí)抗震框支梁縱筋配筋率不得小于 0.6%?？蛑Я涸跐M足計(jì)算要求下，配筋率不小于0.8%。框支梁一般為偏心受拉構(gòu)件，其支座上部縱向鋼筋至少應(yīng)有 50%沿梁全長(zhǎng)貫通；由于梁 中有軸力存在，因而應(yīng)配置足夠數(shù)量的腰筋，腰筋采用直徑不小于 16的鋼筋（本工程采用直徑20的田級(jí)鋼），沿梁高間距小于200mm, 并且應(yīng)可靠錨入支座內(nèi)?？蛑Я菏芗艉艽?，而且對(duì)于這樣的抗震重要部位，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)強(qiáng)剪弱彎”原則，在縱筋已有一定富余的情況下，箍筋更應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訌?qiáng) 配置。5結(jié)語如今，隨著我國(guó)建筑技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，帶轉(zhuǎn)換層的部分框支剪力 墻高層建筑得到了廣泛應(yīng)用。因此，若想做好轉(zhuǎn)換層剪力墻的施工， 工作人員就必須要注重設(shè)計(jì)工作。 綜上所述，本文就高層