某高层建筑厚板转换层的设计总结整理.doc

某高层建筑厚板转换层的设计总结中南建筑设计院　许敏　陈兴 　　关键词：平面设计　竖向设计　计算结果　厚板转换层　　内容提要：介绍了某高层建筑为满足建筑功能的要求，在结构选型时所考虑的问题和采取的结构手段；并介绍了厚板转换层的设计和构造情况。?一、 工程简介　　武汉新长江“2008”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；两栋三十层商住楼，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，为框架结构。写字楼地下室两层，商住楼和裙房地下室一层。　　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/m2。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)为一级，其余剪力墙为三级。二、 结构选型　　两栋商住楼，转换层以下是商场，地下室是停车库，无论是从建筑的使用功能还是从视觉的美观考虑，转换层以下以布置成规则的框架轴网为最佳选择；转换层以上是住宅标准层，为了使室内简洁，不露梁、柱，采用承重墙与分隔墙合二为一的剪力墙结构，无疑是明智的选择。要使这两个最优方案协调起来，就是转换层要解决的问题。　　商住楼标准层平面如图1所示，剖面图如图2所示，标准层的结构设计，除按概念设计的要求考虑平面规则性、楼板连续性、整体连接性外，还应考虑梁的截面高度和平面布置情况，从图2可看出，标准层层高只有2.9米，通常梁底净空高度不宜小于2.4米，考虑扣除建筑面层30mm，那么最大梁高只有470mm，相当于对梁的跨度提出了限制要求，标准层梁的布置经常会出现与剪力墙垂直相交的情况，较小的梁跨度有利于减小剪力墙平面外的弯矩；标准层梁的布置还应注意到不能穿越客厅和卧室，以得到最佳的空间效果。从图1可看出，标准层部分轴网相当复杂，与其下的大柱网商场轴网很难协调，若采用梁式转换，由于框支柱的布置要结合标准层的平面考虑，结果布置出来的柱位很零乱，不便于地下车库和商场的使用，且出现了转换主梁托转换次梁，转换次梁再托转换次梁的不利情况；又尝试着先将框支柱网布置得略微规矩一些，再来调整标准层平面，由于标准层的剪力墙是落在框支梁上的，受框支梁位置的制约，标准层剪力墙的位置就要作调整，就会牵涉到户型和平面的变动，且出现了梁的跨度过大和梁穿越卧室、厅的情况，其结果，使得转换层上下的建筑功能都只是一个互相迁就的折衷方案，而不是最优方案。 　　目前带转换层的高层建筑中，常用的结构型式是梁式转换，它的计算、分析比较简单，故成为结构工程师考虑转换层问题时的首选，但在工程实践中，结构工程师们发现，有些工程，建筑师们为了最大限度地追求建筑的平面功能性，设计出来的方案，转换层上下竖向构件的轴网复杂，难以用梁直接承托，于是厚板转换应需而生。经与建筑师商量，并征得甲方的同意，本工程决定采用厚板式转换层。按厚板转换层方式调整后的第二栋商住楼二层建筑平面图如图3所示。 三、 结构的平面设计　　本工程平面布置时，地下室不设缝，为一个整体，考虑设置后浇带和加大配筋的办法来减少温度和混凝土收缩对结构的影响。上部结构设置了三条抗震缝，将上部结构分成了写字楼、商住楼一、商住楼二和裙房四个独立的单元。　　从图1和图3可看出，标准层部分的剪力墙核心筒只有楼梯间和电梯井筒可以落地，其他部分不能落地，核心筒横向(X)×纵向(Y)的尺寸为5.6m×10.8m，且核心筒偏向左边，为了加强转换层以下部分的结构刚度，在转换层以下将核心筒横向尺寸扩大，因为房屋为长方形，横向刚度比纵向差，扩大核心筒横向尺寸后，不仅加强了横向刚度，还改善了核心筒的偏心情况，经与建筑师协商，结合楼梯的布置，将核心筒横向尺寸由5.6m扩大到约12m，形成了一个12m×10.8m的核心筒；另外，在房屋的四个角部设置了“L”形的剪力墙，既提高了转换层以下结构两个方向的抗推刚度，也提高了整个结构的抗扭转能力。　　平面设计时还应考虑落地剪力墙的间距， 商住楼一转换层以下落地墙间距小于20米，满足“高规”第10.2.3.6条要求；商住楼二转换层以下落地墙间距Y36轴至X轴为23.1米，略大于20米，考虑到转换层为厚板，比一般的梁式转换层板厚180∽250mm要大得多，楼板刚度很大，足以使转换层上部的剪力能有效地传递给落地剪力墙。　　转换层以上由厚板承托的剪力墙厚度为200mm，由于短肢剪力墙的抗震性能较差，规范要求的最小配筋率很高(“高规”第7.1.2.6条)，且短肢剪力墙的构造要求更严格(“高规”第7.1.2.3条)，故设计时取墙主肢