梁式转换层的高层建筑结构设计_笨笨猫地板_小九nba直播

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梁式转换层的高层建筑结构设计

  一般运用于底部大空间的框支剪力墙结构体系。它是将上部剪力墙落在框支梁上,再由框支柱支撑框支梁的结构体系。当需要纵横向同时转换时,则采用双向梁布置。梁式转换层的设计和施工均较为简单,传力较为明确,是目前应用最为广泛的转换型式。它的缺点在于,当上下轴线错位布置时,需增设较多的转换次梁,空间受力较为复杂,此时应对框支主梁进行应力分析。

  部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。

  带转换层的多高层建筑,转换层的下部楼层由于设置大空间的要求,其刚度会产生突变,一般比转换层上部楼层的刚度小,设计时应采取一定的措施减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化,以保证满足抗风、抗震设计的要求。转换构件为重要传力部位,应保证转换构件的安全性。2.8度抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外。还应考虑竖向地震作用的影响,转换构件的竖向地震作用,可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算;作为近似考虑,也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数1.1。

  当高层建筑下部为大空间商场,上部为小空间客房或写字楼,且需设置管道设备层时,也可采用桁架式转换层。上部柱墙可通过桁架传至下部柱墙,而管道则可利用桁架间的空间穿行。采用桁架转换结构时,一般宜跨满层布置,且上弦节点与上部密柱或墙肢形心宜对中。桁架式转换层的框支柱柱顶弯矩和剪力比其他几种转换型式比较小。但此法施工复杂程度较高,且对于轴线错位布置时难度较大。

  摘要:论文从转换层结构施工特点开始做介绍,其次对于转换层型式的选择进行了分析,最后以梁式转换层的高层建筑结构设计的方面做了重点的解析。

  由于社会的完善和前进,高层建筑朝着多功用和体型复杂的方向完善。这些年,由于我们国家的经济的一直增长,人们对高层建筑的功用需求趋向于多元化,这就对梁式变换层的高层建筑结构规划的需求越来越高。

  从抗剪和抗冲切的角度考虑,转换板的厚度往往很大。一般可达2.0m~2.8m。这样的厚板一方面重量很大,增大了对下部垂直构件的承载力设计的基本要求,另一方面本层的混凝土用量也很大。转换梁常用截面高度为1.6~4.0m,只有在跨度较小以及承托的层数较少时才转换梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度较大且承托较大且承托的层数较多时,或构件条件特殊时才采用较大的截面高度4.0~8.2m。

  当上下柱网错位较多,难以用梁直接承托时,则需做成厚板,即板式转换层。厚板的厚度可根据柱网尺寸、上部结构荷载综合而定。板式转换层的优点是,下部柱网受上部结构布局影响较小,可灵活布置。厚板刚度很大,形成一个承台,整体性较好,而且施工也较为便捷。但由于厚板自重很大,地震作用也大,易产生震害。Leabharlann Baidu且材料耗用多,经济性也较差。

  抗震设防烈度为7度的建筑物,设计基本地震加速度值为0。1g,设计地震分组为第一组,100年重现期的基本风压值ωo=0。6kN/m2,地面粗糙度C类,建筑体形系数μs=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,并采用PMSAP分析楼板应力,其结构自振周期、剪重比、基底剪力、位移及倾覆弯距计算结果。

  单栋建筑,地下五层,地上三十一层。地下室为车库和设备用房,首层为商场,二、三层为办公楼,四层为会所兼作转换层,要求有较大的柱网,采用框架剪力墙结构;五至三十一层为住宅,采用剪力墙结构。四层以上墙体除楼、电梯间墙体落地以外,其余墙体均未落地,其内力需经转换构件来传递。由于厚板转换传力路线不清晰,受力复杂,会引起转换层附近构件应力集中现象严重,故采用主次梁转换(见图1、图2、图3)。梁式转换层受力明确,施工相对简单,同时,在转换梁受力较小部位可以开设合适的洞口,容易满足建筑功能和设备管线布置的要求。因此,本工程采用梁式转换层,转换层的层高5。7m,转换主梁最大截面为1400mm×2500mm,典型转换主梁截面为900mm×2500mm,典型转换次梁截面为600mm×2200mm和800mm×2200mm。转换层板厚取为200mm,转换梁托上部剪力墙,转换层结构混凝土强度等级为C45。

  当转换梁截面过大时,设一层楼板已不能够满足平面内楼板刚度无限大的假定。为了使理论假定与实际相符,可在转换梁梁顶与梁底同时设一层楼板,形成一个箱形梁。箱形梁转换结构,一般宜遍布全层设置,且宜沿建筑周边环通构成“箱子”,即箱式转换层。箱式转换层的优点是,转换梁的约束强,刚度大,整体工作效果好,上下部传力较为均匀,并且建筑功能上还可将其作为“设备层”;缺点是转换梁梁中开设备洞较多,施工复杂,且造价较高。

  由于厚板集中了很大的刚度和质量,在地震作用下,地震反应强烈。不仅板本身受力很大,而且由于沿竖向刚度突然变化,相邻上、下层受到很大的作用力,易发生震害。以往的模型振动台试验研究表明,厚板的上、下相邻层结构出现非常明显裂缝和混凝土剥落。另外,试验还表明,在竖向荷载和地震力共同作用下,板不仅发生冲切破坏,而且可能会产生剪切破坏,板内必须三向配筋。

  保证大空间层有足够的刚度,防止沿竖向刚度变化过于悬殊,严控转换层上下结构侧向刚度比。抗震设计时,转换层结构侧向刚度不小于其上一层结构侧向刚度的70%。根据《高规》附录E控制转换层上下结构等效侧向刚度比宜大于1。0,不应大于1。3。为此应保证特殊的比例的剪力墙落地,加大落地剪力墙的厚度,提高落地剪力墙混凝土强度等级,减小洞口尺寸,使纵横墙尽量连接形成筒体。加强转换层楼板平面内的整体性和刚度,采用现浇混凝土楼板,板厚取为200mm,同时也加强转换层下一层楼板平面内刚度,板厚取为150mm;结构上的布局尽量左右对称,加强薄弱部位楼板的厚度及配筋;在结构整体分析中,考虑薄弱部位楼板平面内变形对结构受力的影响;通过调整剪力墙的布置方式,使结构质心和刚心接近,避免扭转;平面尽量布置规则。