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1、帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析摘要厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)形式，本文著重分析了厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，通過相關(guān)計(jì)算，對(duì)帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及抗震要求進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞高層建筑；厚板轉(zhuǎn)換；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；計(jì)算；抗震 文章編號(hào)：2095-4085（2016）01-0038-02厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)形式，文章從厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，構(gòu)造要求，計(jì)算分析及抗震設(shè)防等方面進(jìn)行全面分析與探討，以期為建筑多功能設(shè)計(jì)提供幫助。1 厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)由于厚板上下部分柱網(wǎng)錯(cuò)開較多且極不規(guī)則，因此其厚板豎向受力非常復(fù)雜，且由于結(jié)構(gòu)上下豎向構(gòu)件的不連續(xù)，剛度突變，在水2、平地震力作用受力下非常復(fù)雜。因此對(duì)厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：（1）在柱與柱、柱與墻之間需要加強(qiáng)配筋，并設(shè)置較大寬度及高度。（2）轉(zhuǎn)換板需要較大厚度以滿足抗剪及抗沖切要求。從抗震角度考慮，厚板集中了較大剛度和質(zhì)量，由于地震反應(yīng)強(qiáng)烈，板本身受力巨大，且由于沿豎向剛度突然變化，相鄰上下層受到的作用力較大，容易發(fā)生震害。（3）高位轉(zhuǎn)換下厚板加劇了地震反應(yīng)力的突變，為減少突變，控制剛度比尤其重要。2 高規(guī)對(duì)厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)要求高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）中第10.2.14條對(duì)厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定如下：（1）由抗彎、抗剪、抗沖切截面的驗(yàn)算確定轉(zhuǎn)換厚板的厚度。（2）應(yīng)按整3、體計(jì)算時(shí)劃分的主要交叉梁系的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，配筋校核應(yīng)按有限元法進(jìn)行分析。（3）鋼筋骨架網(wǎng)宜配置在厚板外周邊。（4）在轉(zhuǎn)換厚板內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)換厚板上下部的剪力墻、柱的縱向鋼筋進(jìn)行可靠錨固。（5）轉(zhuǎn)換厚板上、下層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，樓板厚度不宜小于150mm。3 工程實(shí)例某高層建筑是集商住為一體的高層住宅建筑。設(shè)計(jì)地下兩層，地上二十八層，總高度為97.2m。地上一到五層為商業(yè)，五層以上為住宅（三棟塔樓，分縫設(shè)計(jì)），轉(zhuǎn)換層位于地上五層，屬于高位轉(zhuǎn)換。建筑物抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g。抗震設(shè)防為乙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)一級(jí)，場(chǎng)地類別為類，場(chǎng)地特征周期為0.35s，落地剪力4、墻與框支柱抗震等級(jí)為特一級(jí)。轉(zhuǎn)換層以上為住宅剪力墻，墻厚為底部加強(qiáng)部位250mm，底部加強(qiáng)部位以上200mm；框支柱為15001500-15001800mm，除電梯井、樓梯間剪力墻上下貫通外，上部其余剪力墻與下部墻體均錯(cuò)開布置。柱網(wǎng)為85008500mm，經(jīng)計(jì)算，轉(zhuǎn)換層板厚為2000mm。轉(zhuǎn)換層及以下墻柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，轉(zhuǎn)換層梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，轉(zhuǎn)換層以上23層，每層荷載標(biāo)準(zhǔn)值為16.816.9kN/m2。3.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)構(gòu)抗震分析以地下室頂板為上部嵌固端進(jìn)行計(jì)算。結(jié)構(gòu)計(jì)算采用設(shè)計(jì)計(jì)算軟件SATWE和PM-SAP，并采用MIDAS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件復(fù)核計(jì)算結(jié)果。在設(shè)計(jì)過程中計(jì)算5、應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）采用至少兩個(gè)不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體計(jì)算；（2）抗震計(jì)算采用振型分解法進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和變形驗(yàn)算，同時(shí)采用彈性動(dòng)力時(shí)程分析方法補(bǔ)充計(jì)算；（3）對(duì)轉(zhuǎn)換層厚板進(jìn)行有限元分析，按平面內(nèi)無(wú)限剛，平面外有限剛進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算結(jié)果分析確定厚板內(nèi)力及撓度，并按應(yīng)力計(jì)算結(jié)果對(duì)配筋進(jìn)行校核。3.2 厚板轉(zhuǎn)換對(duì)整體結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的影響建筑物轉(zhuǎn)換層位于五層，屬于高位轉(zhuǎn)換。通過對(duì)地震作用下的樓層地震反應(yīng)力曲線和層間位移角進(jìn)行計(jì)算，可知，由于建筑物厚板高位轉(zhuǎn)換，水平地震反應(yīng)很大，樓層地震反應(yīng)力曲線在轉(zhuǎn)換層突變相當(dāng)明顯。本建筑物由于在6度抗震設(shè)防區(qū)，位移角由風(fēng)荷載控制，在地震作用下位移角很6、小，轉(zhuǎn)換層處存在顯著突變。因此，應(yīng)加強(qiáng)框支柱及轉(zhuǎn)換厚板上、下部剪力墻、柱與轉(zhuǎn)換厚板的連接，加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層及以下各層的側(cè)向剛度，使水平地震作用可靠傳遞至底層，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)換層厚板上下層豎向構(gòu)件的軸壓比，提高結(jié)構(gòu)延性。3.3 主要抗震構(gòu)造措施（1）提高縱筋配筋率及體積配箍率的延性和強(qiáng)度，要控制框支柱的軸壓比。此結(jié)構(gòu)框支柱抗震等級(jí)為特一級(jí)，軸壓比控制在0.6以下。（2）在本建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，落地剪力墻抗震等級(jí)為特一級(jí)，軸壓比控制在0.5以下，豎向及水平分布筋的最小配筋率為0.4%，約束邊緣構(gòu)件縱向鋼筋最小構(gòu)造配筋率為1.4%，配箍特征值比一級(jí)增大20%。（3）增大結(jié)構(gòu)厚板轉(zhuǎn)換層上下相鄰層構(gòu)件截面，厚板上一層剪7、力墻截面加厚至250mm，上下相鄰層樓板加厚至150mm。4 關(guān)于厚板轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議（1）厚板轉(zhuǎn)換應(yīng)避免高位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換層設(shè)置越高，其地震反應(yīng)及層間位移角突變?cè)矫黠@。由于突變，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的厚板轉(zhuǎn)換表現(xiàn)得更加明顯，對(duì)抗震更為不利，高位厚板轉(zhuǎn)換應(yīng)用應(yīng)慎重。（2）帶厚板轉(zhuǎn)換層高層建筑的結(jié)構(gòu)布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱，盡量減少結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心；主要抗側(cè)力構(gòu)件宜盡可能布置在結(jié)構(gòu)周邊，尤其應(yīng)注意加強(qiáng)厚板轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的抗扭能力。（3）轉(zhuǎn)換厚板以下與厚板單側(cè)相接得落地剪力墻宜適當(dāng)提高其厚度，以平衡厚板支座負(fù)彎矩，避免出現(xiàn)過大開裂。（4）為滿足經(jīng)濟(jì)性要求，在厚板中不必均沿上部剪力墻軸線設(shè)暗梁，在轉(zhuǎn)換層柱與柱，柱與墻之間設(shè)置即可；個(gè)別內(nèi)力較大位置可附加鋼筋，如附加抗彎短筋及抗剪拉筋。5 結(jié)語(yǔ)厚板轉(zhuǎn)換為建筑多功能化提供了便捷，通過實(shí)際工程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)，采取合理構(gòu)造措施，厚板轉(zhuǎn)換在低烈度設(shè)防地區(qū)應(yīng)用是安全可靠且可行的。