探討帶梁式轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：隨著中國經(jīng)濟(jì)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(jì)。同時(shí)也詳細(xì)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(duì)該工程進(jìn)行研究分析并總結(jié)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)；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(hào)樓采用靜壓樁基礎(chǔ)，樁徑為400。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)，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(shí)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(chǎng)，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(shí)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(shí)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(huì)引起在轉(zhuǎn)換層附近構(gòu)件應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(jí)別為7級(jí)，設(shè)計(jì)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(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算（表1和表2），與此同時(shí)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(jì)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(shí)不會(huì)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(shí)，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(jì)時(shí)等效側(cè)向剛度比不應(yīng)該大于2而抗震設(shè)計(jì)時(shí)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?yàn)?.2949。對(duì)于新出的規(guī)定，我們可以明確要更加強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)，但其中一些量化指標(biāo)不是很符合實(shí)際情況。

3、帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》的通知”，我們的本次工程屬于建筑，并結(jié)合我們工程的實(shí)際設(shè)計(jì)，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(jì)的主要抗震方式，并希望在以后的設(shè)計(jì)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(yán)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(jì)抗震時(shí)，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(gè)要求我們必須保證一定比例的剪力墻落地，同時(shí)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(qiáng)度等級(jí)，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(qiáng)轉(zhuǎn)換層樓板平面內(nèi)的整體性和剛度，為了滿足這個(gè)要求我們應(yīng)該采用現(xiàn)澆混凝土樓板，這個(gè)板厚取為2m。與此同時(shí)還要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下一層樓板平面內(nèi)剛度，這個(gè)板厚取為1.5m。為了美觀我們?cè)诓贾媒Y(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)該盡量符合對(duì)稱美的要求，加強(qiáng)薄弱部位樓板的厚度及配筋。整體分析結(jié)構(gòu)時(shí)我們還要考慮薄弱部位樓板平面內(nèi)變形對(duì)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(dāng)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(jìn)行記錄，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性分析。SATWE和TAT程序來進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)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(dāng)將框支剪力墻轉(zhuǎn)換層以下豎向構(gòu)件的配筋率加強(qiáng)。

4結(jié)束語

隨著我們國家的科技的不斷進(jìn)步，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在帶梁式轉(zhuǎn)換層工程中的運(yùn)用研究也會(huì)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?cè)谝院蟮墓ぷ髦兄档醚芯康膬?nèi)容。筆者對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層其設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析與研究，希望本文研究的這些方面對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層其結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和設(shè)計(jì)以及計(jì)算的要求為以后的實(shí)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(gè)領(lǐng)域還有欠缺，但通過我們每一個(gè)實(shí)踐者的努力。

一定會(huì)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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