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基于带转换层的复杂高层结构设设计

王海

广东启源建筑工程设计院有限公司528200

摘要：近年来随着高层建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向

发展,因而结构形式也复杂多样。现结合工程实例，谈谈对带转换层

的复杂高层结构设计的些许想法。

关键词：转换层；复杂高层结构；结构设计与选型

Abstract:inrecentyears,withhighbuildingtowardthebody,functionaldiversityof
complexcomprehensivedevelopmentdirection,andstructureandformarediverseand
complex.Nowwithanengineeringexample,totalkaboutwiththecomplexconversion
layersofhigh-risestructuredesignofsomeideas.
Keywords:conversionlayers;Complexhigh-risestructure;Structuredesignandselection
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

1工程实例概况

某综合楼为3栋32层(含1层地下室)高层，地上1层～4层和裙房为

商场，5～32层为住宅。总建筑面积约为90000m2，住宅部分采用剪力

墙结构，而1～4层规划中为商场，需尽可能形成大空间以满足商场的

布置要求。

地面以上设置抗震缝，将1号～3号楼与商业裙房分为四个独立的

结构单元。其中1号楼长45.1m，宽18.3m，底层柱网尺寸7.8m×8.1m；

2号楼长42m，宽18m，底层柱网尺寸6.8m×8.1m；3号楼长35m，宽18m，

底层柱网尺寸7.1m×7.5m。

工程的建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，设

计使用年限为5O年，抗震设防类别4层以下为乙类，其余为丙类。抗

震设防烈度为6度，基本地震加速度为0.05g，场地类别为Ⅲ类，场地
特征周期为0.45S。

2、结构选型

在与业主充分沟通后，并对剪力墙结构、框架一剪力墙结构及转

换结构的实用性、经济性和安全性做了相应比较，为满足业主对商场

大空间的需要，最终决定采用转换结构。在考虑转换构件的过程中将

采用梁式转换及厚板转换进行了比较。两种方案从经济性、安全性、

合理性这几个方面进行了比较：梁式转换具有传力直接、明确，传力

途径清楚，转换梁受力性能好、构造简单、工作可靠等优点，且结构

计算相对简单，而厚板转换虽然给剪力墙的布置留下了较大的空间，

但是由于厚板转换中的板厚度很大，在转换层集中了很大的刚度和质

量，在地震力作用下地震反应强烈，且厚板转换传力不清楚，受力也

比较复杂，在采用有限元计算时比较繁冗，另外从开发商最关心的经

济性比较来看，厚板转换在混凝土与钢筋用量上均远大于梁式转换，

因而决定采用梁式转换。

3、设计原则

确定结构形式后，在设计过程中主要遵循了以下原则：

1)尽量减少转换。在布置主体竖向构件时，将尽可能多的柱及剪

力墙上下连续贯通，尤其是在剪力墙布置形成筒体的位置上下贯通，

转换构件越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震就越有利。

2)传力直接。设计过程中尽量避免多级转换，尽可能使水平转换

结构传力直接，尽量避免采用框支柱、次梁的结构方案。对个别无法

避免需进行二级转换的框支梁进行了应力分析计算，按应力校核配
筋。

3)优化转换层上、下结构侧向刚度比值。根据规范要求，底部大

空间层数大于1层时，其转换层上部与下部的等效侧向刚度比值宜接

近1，抗震设计时不应大于1.3，此参数为转换结构的一个重要指标。

设计过程中为了尽量强化转换层下部结构刚度，采取了加厚剪力墙厚

度、加大框支柱断面、提高混凝土强度等级等措施，同时弱化转换层

上部结构刚度，采取了剪力墙开洞、减小剪力墙的肢长、厚度等措施，

通过以上措施减少、优化转换层上、下结构侧向刚度及承载力的变化，

以保证满足抗震设计的要求。

4)为保证计算的准确性，采用两种不同力学模型的三维空间分析

软件进行整体内力计算，设计过程中采用了ETABS，SATWE两种软件计

算，并对两种软件的计算结果进行了比对。

4、抗震等级及结构布置

根据规范框支剪力墙高层建筑转换层在地面以上层数有以下规

定：地震烈度8度时不宜超过3层；7度时不宜超过5层；6度时其层数

可适当增加，本工程的地震烈度为7度，转换层在第4层楼面，属高位

转换。根据高层建筑混凝土结构技术规程10.2.5条规定，其框支柱、

剪力墙底部加强部位的抗震等级需按表4.8.2和表4.8.3的规定提高

一级采用；