关键词:框支剪力墙结构;概念设计;剪刀墙转换层
中图分类号:TV397文献标识码:A
文章编号:1674-114523-0149-02
随着我国城市化建设不断发展,城市的商业用地日趋紧张。因此,高层建筑向多功能、综合用途的方向发展已成为趋势,往往将大空间、大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施等功能于高层建筑的下部,而将小开间、小柱网的住宅、公寓、旅馆、办公室等设于中、上部。然而,对此类建筑进行结构布置时,恰恰与正常合理的结构竖向构件布置产生了矛盾,为了满足建筑功能的实现,对此类建筑的结构设计必须在上下不同结构体系的楼层设计转换层。
转换层的结构形式根据平面功能的布置形式,通常有梁、双向梁、箱形梁板、衍架、空腹析架和板式转换层等。在实际应用中,梁式转换层应用最为广泛,其受力明确,传力清楚,转换梁工作可靠,构造简单,施工方便,结构计算、设计也相对容易。
一、工程简述及结构方案布置
某高层商住楼,地上3层商业用房,27层住宅,剪力墙结构;地下为1层车库。其中地上1~3层为商业用房,1~2层高4.5m,3层为转换层,层高6m;3层以上为住宅,层高均为3.0m。室外地坪以上主体高度为96.45m。设计计算采用中国建筑科学研究院编制的2005版PKPM-SAT35s,100年一遇基本风压为0.9kN/m2。
根据建筑平面布置,上部住宅多为小户型,每层户型达到11户,且面积均不相同。建筑底部3层为商业用房,建筑功能要求大空间大柱跨,在结构布置时,采用框支剪力墙体系,在电梯井道、楼梯间、建筑四周等部位的能落地的墙要全部利用,原则是尽可能减少需结构转换的竖向构件,缩短传力途径,次梁转换应尽量减少。
二、结构抗震等级的确定
本工程在转换层以下为框架—剪力墙结构,转换层以上为纯剪力墙结构,根据高规,本工程属于“框支剪力墙”,高度96.45,6度设防,框支框架抗震等级为二级,剪力墙底部加强部位为二级,非底部加强部位剪力墙为三级。由于本工程转换层设在建筑4层楼面,已属于“高位转换”,根据《高规》10.2.5条“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,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本《规程》表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用”,框支柱及底部加强部位剪力墙的抗等级应提高一级,即均为一级。由于剪力墙底部加强区包含了框支层以上两层,所以框支层以上两层抗震等级也为一级。
三、结构计算及设计
本工程采用SAT85校核截面尺寸。本工程转换层的层高为6m,转换梁的最大跨度为9m,转换梁截面尺寸为×。梁宽度不小于上部墙体厚度的两倍,梁高度大于梁跨度的1/6,均满足要求。经计算调整,SAT9599,第一平动周期为2.8422,周期比为0.689 0. 25%。转换层相邻层均加大楼板厚度至150mm。
五、结语
通过转换层高层建筑实例设计实践得出:首先要注重概念设计,即设计人员要概念明确,思路清晰;其次,对计算分析工具要完全掌握,对其计算结果要认真分析比较,使结构方案更趋于合理、完善;再者,框支剪力墙结构是抗震不利的结构体系,转换层结构构件十分重要,对于框支梁、框支柱应留有一定的富余储备。
参考文献
章斌全.框支剪力墙转换层结构设计探索.工程建设与设计,2003,.
娄宇,魏琏,丁大钧.梁式转换层设计中的一些问题的探讨.四川建筑科学研究,1996,.
唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工.北京:中国建筑工业出版,2007.
作者简介:陈冠成,男,广西电力工业勘察设计研究院结构设计师。
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