基于带转换层的复杂高层结构设设计.docx

基于带转换层的复杂高层结构设设计摘要：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:inrecentyearswithhighbuildingtowardthebodyfunctionaldiversityofcomplexcomprehensivedevelopmentdirectionandstructureandformarediverseandcomplex.Nowwithanengineeringexampletotalkaboutwiththecomplexconversionlayersofhigh-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ETABSSATWE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；另因底层商业面积超过7000m商业部分属重点设防类需按高于本地区抗震设防烈度1度的要求加强其抗震措施。