高层建筑梁式转换层结构设计.doc

高层建筑梁式转换层结构设计
摘要:梁式转换结构是转换结构中最常见的一种结构转换形式,具有传力路径清晰快捷、工作可靠、构造简单、施工方便等特点,成为目前高层建筑应用最广泛的转换层结构型式。阐述了梁式转换层结构设计的特点和应注意的一的设计就要考虑反常规设计方法。在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2001)中,规范对转换梁的最小高度和宽度作如下规定:框支梁截面的宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,不宜小于其上墙体截面厚度的2 倍,且不易小于400mm;当梁上托柱时,尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。进行抗震设计时转换梁高不小于其跨度的1/6;非抗震设计时,转换梁高不小于跨度的1/8。从该设计规程中可知,采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度,增强结构的可靠性。
转换层设计原则
① 转换层的竖向布置
转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要,沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置也可根据建筑功能的要求,在楼层局部布置转换层,且自身的这个空间既可作为正常使用楼层,也可作技术设备层,但应保证转换层有足够的刚度,以防止沿竖向刚度过于悬殊对大底盘多塔楼的商住建筑,塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层,并加大屋面梁、板尺寸和厚度,以避免中间出现刚度特别小的楼层, 减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构,其转换层的位置,7度区不宜超过第5 层,8 度区不宜超过第3层。转换层位置超过上述规定时, 应作专门研究并采取有效措施。
② 转换层的结构布置
底部带转换层结构,转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地,因此,必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果,转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少,可在非地震区和6 度抗震设计时采用,对于大空间地下室,因周围有约束作用,地震反应小于地面以上的框支结构, 故7,8 度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。
③ 转换层的抗震设计
带转换层的高层建筑结构中,由于设置了转换层沿建筑物高度方向刚度的均匀性受到很大的破坏,转换层结构竖向承载力构件不连续和墙、柱截面的突变,导致传力路线曲折、变形集中和应力集中,因此转换结构的抗震性能较差。
3 粱式转换层结构的关键设计
1)整体结构宜进行弹性时程分析补充计算和弹性时程分析校核,还应注意对整体结构进行重力荷载下准确施工模拟计算。在有抗震设防要求的底部大空间结构中,仍然要设计延性剪力墙结构。其主要措施有:控制剪力墙的塑性铰出现在框支层以上的上部墙体中,以避免框支层出现大变形;加强落地剪力墙的下部,防止剪切破坏,防止屈服;加强框支柱设计,使其具有足够的安全贮备及延性转换梁的截面尺寸一般由其剪压比计算确定,且须有合适的含箍率,以避免脆性破坏。
2)转换梁的混凝土强度等级不应低于C30;转换梁上、%;抗震设计时,一、二、%、%、%%。转换梁中主筋(纵向钢筋)不宜有接头;有接头时,宜采用机械连接,且同一截面内钢筋接头面积不应超过全部主筋截面面积的50%,接头位置尚应避开上部剪力墙开洞部位、梁上托柱部位及受力较大部位。转换梁上部主筋至少应有