高层建筑厚板转换层结构设计

1、高层建筑厚板转换层结构设计摘要以某高层建筑为例，对高层建筑厚板转换层的高层建筑结构的设计方法 进行概述。关键词高层建筑；转换层；抗震；结构设计结构上的转换层概念，主要是指在整个建筑结构体系中，合理解决竖向结构 的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系.转换结构除采用梁、桁架、 空腹桁架、箱形结构等，近几年又有许多新型的转换结构形式涌现，如搭接柱转 换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等等。1工程简介某工程项目总建筑面积约为10万m2。地面以上一栋二十六层写字楼，为框 架剪力墙结构；两栋三i 层商住楼，总高度98.0m （局部106.0m）,为带转换层 的底部大空间框支剪力墙结构；裙房三层，

2、为框架结构。写字楼地下室两层，商 住楼和裙房地卜室一层。本工程建筑结构安全等级为二级，合理使用年限为50年，所处地段场地土 类别为ii类，场地土类型为中软场地土，抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为 丙类建筑，设计基本地震加速度0.05g,设计地震分组为第一组；主楼基本风压 值0.4kn/m2o商住楼抗震等级：地下一层至四层框支柱为一级，框架梁为二级; 底部加强部位剪力墙（七层，标高28.400以下）为-级，其余剪力墙为三级。2结构的竖向设计要点与构造1）为了保证主体结构沿竖向刚度尽量均匀，使转换层上、下层刚度比较接 近，避免刚度突变形成薄弱层，高规（jgj3-91）规定了抗震设计时，转换层 上

3、、下抗侧移刚度比不大于2,即：y= （gi+lai+1） hi/ （giai） hi+l<2,对此除 了上节说明的在建筑商场部分的三个角部加设筒体外，并采取了以下措施：在 保证上部住宅剪力墙强度及层间位移满足规范要求的前提下，尽量将上部住宅剪 力墙数量威少，厚度减薄（240mm、200mm）,而且开有较大的施工洞口，转换 层以上剪力墙连梁尽量减小高度，转换层以下剪力墙厚度加厚（400mm）；从而 达到减小上部刚度，增大下部刚度的目的。中筒剪力墙厚度，转换层以下 400mm厚，转换层以上设备层300mm厚，五层以上240mm厚，逐渐减薄，避 免刚度突变。转换层以上设备层层高加高至3.4m转

4、换层以下（第四层）层 高减少为3.6m （不包扌舌转换层板厚）。转换层以上釆用c40混凝土，转换层以 下采用c50混凝土。通过采用这些措施后，转换层上、下层刚度比：x方向为1.05, y方向为1.17, 结果较理想。2）为了有效地将水平地层力传递给剪力墙，在应力较集中的楼层，将楼板 加厚。一层楼板、转换层上一层楼板（设备层顶板）及顶层（屋而）楼板加厚为 200mm 厚。3）框支柱总剪力不小于0.25qoo为了增强框支柱的延性，框支柱轴压比控 制不超过0.65,配筋率为1.7%左右，体积配箍率为1.8%；柱篩筋采用全长加密, 并在框支柱中间增加芯筋，柱纵向钢筋全部采用机械连接。4）框支层剪力墙铀

5、压比控制在0.4以内，配筋率为0.6%；剪力墙暗柱配筋 率为1.5%；其体积配箍率为1.2%左右，保证了剪力墙冇足够的延性。转换层上 部靠近转换层的楼层墙体，由于转换层处刚度突变，亦受到较大的剪力作用，为 保证其延性，转换层以上三层剪力墙及暗柱配筋作了加强处理。5）电算吋，转换层上、下两层的层高不是按建筑剖面图的尺寸输入，而是 将厚板的板厚均分给与其相邻两层的层高，出此可见，厚板转换层比梁式转换层 的层高变化要均匀一些，亦即竖向刚度变化也要均匀一些。6）以地下室顶板作为上部结构嵌固端，两栋住宅楼的计算表明，转换层及 下部结构（1至4层）的等效侧向刚度比转换层及上部部分结构（5至10层）的 等效

6、侧向刚度还要人，满足“高规''附录e第e.0.2条转换层上、下结构的等效侧 向刚度比不大于1.3的要求，分析原因，主耍是由于转换层以下中心筒及四角的 剪力墙刚度很大；转换层上一层的侧向刚度与转换层的侧向刚度比，两个方向均 小于1.05,满足“高规”附录e第e.0.2条转换层的侧向刚度不应小于相邻上部 楼层侧向刚度的60%的要求。7）结构稳定及重力二阶效应验算两栋楼的结构刚重比ejd/gh2均大于1.4, 能够通过“高规”第5.4.4条的整体稳定验算。两栋楼的结构刚重比ejd/gh2均大 于2.7,可以不考虑重力二阶效应。8）两栋商住楼有转换层，属于复杂高层建筑结构，按“高规&#

7、39;，第5.1.13条的 要求，又用由中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软 件tat （版本2003/05）程序进行计算，冇关的计算指标均满足规范耍求。3转换层厚板的设计1）转换层厚板的计算与构造。转换板采用国家建筑科学院编制的转换层 厚板冇限元分析与配筋程序slab计算，并用简化计算模型手算复核，板厚采 用2.0m,为最大柱距的1/3.6,板的配筋根据抗弯强度验算结果，并参考有关文 献资料，配筋率采用0.5%,板上、下配筋为双排双向直径32130,暗梁范围 为直径32130,主筋保护层为50mm。为减少厚板人体积混凝土水化热的问题, 厚板采用c40混凝土，为满足柱顶周

8、围板的抗剪强度要求，在柱轴网方向板2.0m宽范围内利用板上、下的钢筋设暗梁，暗梁采用八肢箍，在柱周围1.5m长 范围内箍筋采用直径16130,其余为直径16260。另外为了增加板的抗裂能力，除板屮混凝土内掺10%水泥用量的膨胀剂外, 在厚极的中部设上、下两层直径14260双向钢筋网片，板周边暗粱按框支梁构 造加强，暗梁两侧设直径14260腰筋，以加强板边缘抗扭能力，防止板端头出 现水平及竖向劈裂。由于转换层自重较大，为了避免施工时自底层起层层支模的模扳支撑而，此 层板厚为260mmo2）转换层厚板施工采取的措施。本设计转换层厚板属于大体积混凝土构件, 荷载集度很大为保证厚板的质量，防止产生温度

9、裂缝十分重要。木设计除了按有 关著作进行了温度裂缝验算外.在施工中采取了如下措施：采用低强度，低水 化热的水泥，并严格控制水泥用量。混凝土中除掺用定量酌减水剂外.并同时 掺加一定量的粉煤灰以改善混凝土可泵性热。并掺加了 10%水泥用量的uea微 膨胀剂，提高抗裂能力。现场配冇足够的混凝十输送车、输送泵，保证商品混 凝土的供应以及混凝土的连续浇筑，并分层平摊，避免出现施工冷缝。为了保 证混凝土厚板内、外温差小于25摄氏度，对混凝土保湿养护采取以下措施：板 底模采用两层竹胶板夹一层塑料薄膜，板上采用地毯和塑料薄膜覆盖，薄膜层板 下空间封闭，减少冷空气对流：另外在板屮部埋没两层直径50mm间距1.5m 的循环冷却水降温钢管，在养护期间根据测温结果，必要时进行冷却降温。板 中部布置多处测温点，由微机进行控制，并门动记录温度变化结杲，动态掌握混 凝土内部多点实际温度，分析内外温差梯度，以便在保温措施上适时调整。参考文