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高层建筑转换层结构设计分析(1)


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 高层建筑转换层结构设计分析 作者:陈扬鹏 来源:《城市建设理论研究》2013 年第 03 期 摘要:以带转换层结构的实际工程为例,分析了带转换层结构设计中经常遇到的几个问题,探 讨了其结构转换层的方案选择、结构布置、结构分析与构造处理,并对转换层结构设计提出一 些合理建议。 关键词:高层建筑结构;转换层;转换梁 中图分类号:TU97 文献标识码:A 一、结构受力特点 工程中经常遇到的带转换层的结构形式即为底层大空间剪力墙结构,即结构的部分剪力墙 落地,部分剪力墙在底部变为框架,这种结构形式的受力特点是: (一)底层大空间剪力墙结构以转换层为界,其上部所有剪力墙变形曲线相似,由水平外力 产生的楼层剪力按各片剪力墙的等效刚度比例分配,其下部由于框支剪力墙的侧向刚度急剧变 小,使 底层框架承担的水平力也迅速减小,而落地剪力墙在底层承担的水平力却迅速增加。 (二)水平力在底层分配关系迅速改变,这种改变是通过转换层的刚性楼板对内力的传递 作用而实现的。转换层楼板在完成上下楼层剪力重新分配的同时,自身在平面内受到很大的力, 也产 生了较明显的平面内变形,从而影响了关于楼板平面刚度无限大的基本假定。 (三)当底层框支柱和落地剪力墙按等效刚度分配水平力时,由于框支柱的侧向刚度通常 不到剪力墙侧向刚度的 1 %,因此在计算中它所承担的水平力是极小的。但当转换层楼板有变形 时,底层在框支柱区域内水平位移达到最大,从而使框支柱实际受到的剪力要比理论分析所得到 的剪力大得多。以上受力特点表明,转换层上下附近的受力状况是比较复杂的,在工程设计时必 须对落地剪力墙和框支柱留有安全储备。 二、工程概况及结构设计 国际大酒店工程建筑面积 23 154.4 m2,总建筑层数为地下 1 层,地上 13 层,地下 1 层为设备 配套用房,地上 1 层为酒店大堂、会议室等,3 层~13 层为酒店客房,建筑物总高 49.4 m,由于功能 和使用上的要求,地上 1 层需要大开间,柱距 7.6 m,8.4 m,因而在结构布置上采用框架剪力墙结构 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn [1],中间楼、电梯间为落地剪力墙,其余为 7.6 m,8.4 m 间距的框架柱;3 层及以上结构形式采用剪 力墙结构,为了保证上下层结构受力的准确传递,在 2 层设梁式结构转换层。 三、结构分析 (一)本工程属丙类建筑,抗震设防烈度为 8 度(0.3g),场地类别为 ? 类,设计地震分组为第 二组,按 50 年一遇基本风压值为 0.45 kN/m2,地面粗糙度为 C 类。 (二)正常设计的高层建筑下部楼层侧向刚度宜大于上部楼层侧向刚度,否则变形会集中 于刚度小的下部楼层形成薄弱层,为了防止这种薄弱层的出现,5 高规 6[1]要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 %。在本工程中转换层上一层 剪力墙厚度为 250 mm,混凝土强度等级 C45,转换层及以下结构的剪力墙厚度加大为 500 mm,柱 子截面尺寸取 1 200 mm@1 200 mm,1 200 mm@1 400 mm 等,混凝土强度等级为 C55。 (三)落地剪力墙抗剪能力验算。根据 5 高层建筑混凝土结构技术规程 67.2.11-2 有:V[1CRE[1K-0.5(0.4ftbwhw0+0.1NAWA)+0.8fyhAshShw0]。取受力较大的墙肢,墙长 5 m,墙厚 500 mm,V=821.1 kN,M=3

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