1、1某高层建筑梁式转换层的设计分析摘要：近年来，随着我国国民经济持续快速发展，高层建筑也迅猛发展，向着体型复杂、功能多样和内部空间多变的综合性方向发展，其复杂程度排在世界前列。在同一座建筑中，沿房屋高度方向建筑功能发生复杂的立体交叉，上部楼层布置旅馆、住宅、中部楼层作为办公用房、下部楼层作商店、餐馆和文化设施；而结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反，因此必须在结构转换的楼层设置水平转换构件，即转换层结构。本文就某高层建筑梁式转换层的设计进行研究与分析。 关键词：高层建筑；结构转换层；结构设计 Abstract: In recent years, with the sustained an
2、d rapid development of Chinas national economy, the rapid development of high-rise buildings, the complex shape, functional diversity and comprehensive direction changeable internal space development, its complexity is ranked in the forefront of the world. In the same building, along the height dire
3、ction function of housing architecture interchange complex, upper floor layout, hotel, residential, the middle floors as office space, shops, restaurants and the lower floors as cultural facilities; and normal layout and architectural function structure on the space requirements of the opposite, so
4、we must 2set the level conversion component in the structural transition floor, namely the conversion layer structure. This paper studies and analyses the design of a high-rise building with girder transfer floor. Key words: high-rise building; structure conversion layer; structure design 中图分类号:TU20
5、8.3文献标识码：A 文章编号： 随着经济的迅速发展及科学技术水平的不断提高，我国的建筑工业取得了较大程度上的进步，为我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高做出重要贡献。而随着建筑行业的发展，各种设计纷纷出现，本文就带梁式转换层的高层建筑结构设计进行研究与分析。在研究时，选取某一带梁式转换层的高层建筑结构设计作为实例，并对其结构转换层的方案选择、结构布置、结构分析以及构造处理进行一定程度的介绍，然后结合具体工程设计，对带梁式转换层的高层建筑结构设计的要点与关键问题进行分析。 1.工程概况 我们选取的这一带梁式转换层的高层建筑结构设计工程占地面积约5432m2，整个建筑面积 46854m2，其
6、分布状态呈长条形。这一工程又可以分为地上工程与地下工程，地上工程占地面积约为总占地面积的 86%，其地理具有一定的优越性。根据相关规划局以及开发商的要求，这一工程3主要运用于商业运营与居民住宅，除此之外，还需要分出一部分面积进行办公楼建设。为了优化这一工程建设，并有效利用优越的地理位置，建筑师对多个方案进行了比较，并经过讨论分析，最终确定住宅采用“蝶形”的平面布置。 2.结构选型与结构布置 本工程一共 36 层，其中地上 31 层，地下 1 层，主要为单栋建筑。整个建筑分为 4 个部分，每个部分都有不同的功能，具体情况见表 1。 表 1 工程建筑楼层功能表 根据相关规定与要求，在建筑的第四层，
7、即会所兼转换层，需要有较大的柱网，其结构形式主要采用框架剪力墙，除此之外，在住宅区同样采用剪力墙结构；从第四层向上，所有楼层除了楼梯、电梯间的墙体落地外，其余位置的墙体都不落地，这样一来，其内力的传递需要通过转换构建来实现。而由于厚板转换传力路线较为模糊，受力情况的复杂程度较高，在这种情况下转换层附近的构件应力较为集中。因此，需要采用主次梁转换。具体情况见图 1、图 2。 图 1 裙房竖向构件布置图图 2 转换层结构平面布置图 对于梁式转换层来说，它与其它结构相比具有受力明确、施工相对简便的特点。除此之外，在转换梁受力较小的部位，还可以根据需要开设洞口，只要开设的洞口合理有效，就能对建筑功能以
8、及设备管线布置4的要求进行有效的满足。所以，在本工程的设计当中，采用了梁式转换层的设计方式，转换层的层高设计为 5.8m，其转换主梁的最大截面为1400mm2500mm，典型转换主梁截面为 900mm2500mm，典型转换次梁截面为 600mm2200mm 和 800mm2200mm。 3.结构分析 根据建筑类型对本工程进行分类，他主要属于丙类建筑，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.1g，其地面粗糙度为 C 类，建筑体形系数 Ls=1.4.采用中国建筑科学研究院 PKPMCAD 工程部开发的SATWE（空间杆）墙板元模型和 TAT（空间杆-薄壁杆系模型）程序进行结构计算，并采
9、用 PMSAP 分析楼板应力，根据相应的分析结果，其自振周期的结果见表 2、表 3。 表 2 采用 SATWE 计算的结构自振周期 一般情况下，高层建筑的下部楼层的侧向刚度较之于上部楼层的侧向刚度较大，如若不是，刚度较小的下部楼层就会发生较大程度上的变形而形成一个薄弱层。为了对这一情况进行有效的避免，相关文件规定求楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层的 70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的 80%。而在本工程之中，转换层的上一层剪力墙的厚度大约在200mm 到 350mm 之间，混凝土强度的等级达到了 C45，转换层及以下结构的剪力墙厚度加大为 550700mm。在新高规出来之后，更加注重对于概念
10、的有效设计。但是，它仍然存在着一些不足之处以 5及一些问题，突出表现在量化指标安排不合理，为了对其进行进一步的完善，相关部门对文件中的一些条例与细节进行了进一步的细化，并有针对性的提出了侧向刚度规则性由层间位移角比值控制。 4.带转换层的高层建筑结构设计关键问题 对大空间层的高度进行一定程度的保证，避免出现沿竖向刚度变化过于悬殊的情况，同时，对转换层上下结构侧向刚度比进行严格的控制。在进行抗震的设计过程当中，需要对转换层结构侧向的刚度进行保证，对不同的计算刚度方法得出的刚度比需满足规范规定的相关要求。除此之外，还需要对一定比例的剪力墙落地进行保证，只有对剪力墙的厚度进行一定程度的增加，并对落地
11、剪力墙混凝土强度等级进行有效的提高，才能使设计更为完善。 对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在 3 层及 3 层以上时，属于高位转换，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜比非高位转换时提高一级。 对转换层楼板平面内的整体性与刚度进行有效的加强，在施工的过程当中，主要采用现浇混凝土楼板，一般情况下，楼板的厚度为 200mm较为适宜。与此同时，还适当对转换层上下一层楼板厚度进行加强。从结构布置的角度来看，转换层楼板平面少开洞、少错层布置，并对薄弱部位楼板的厚度以及配筋进行有效的加强。 按工程场地地震安全性评价报告提供的人工合成地震波加速度和选择两条典型的地震波加速度记录，对结构弹性时程进行一定程度上的分析。在分析的过程当中，采用两个不同力学模型结构空间分析程6序进行一定程度的计算。这两种模型分别是空间杆-薄壁杆系模型以及空间杆-墙板元模型，在计算的过程当中，需要对双向地震作用下的扭转影响进行充分的考虑。 5.结束语 本文主要针对带梁式转换层的高层建筑结构设计进行研究与分析。首先对工程概况、结构选型以及结构布置进行了一定程度上的介绍，然后基于此展开结构分析，并根据分析结果，阐述了带转换层的高层建筑结构设计关键问题。希望我们的分析能够给读者提供参考并带来帮助。
