pkpm专题之带转换层高层结构的分析_secret.doc

专题六 带转换层高层结构的分析 在高层建筑结构的底部，当上部楼层部分竖向构件（剪力墙、框架柱）不能直接连续贯通落地时，应设置结构转换层，在结构转换层布置转换结构构件。当高层建筑上部楼层竖向结构体系与下部楼层差异较大，或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上、下部结构轴线错位时，就必须在结构改变的楼层布置转换层结构。 底部大空间部分框支剪力墙结构，上部为剪力墙结构，底部数层为落地剪力墙或筒体和支承上部剪力墙的框架组成的协同工作结构体系。这种结构类型由于底部有较大空间，能适用于许多建筑功能的要求，广泛用于底部是商店、夕厅、车库、机房等用途，上部为住宅、公寓、饭店等高层建筑。 本文就“高层建筑混凝土结构技术规程”（JGJ3--2002）（下文中简称“高规”）中带转换层高层建筑结构，整体性能控制、内力计算调整和构造要求的有关规定，计算机软件实施情况，用户使用时应注意的问题，作一介绍。 1 转换结构的计算模型 高规5.1.12与10.1.1条文说明，体型复杂、结构布置复杂（包括带转换层结构），应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。 高规10.1.5条，复杂高层建筑结构中的受力复杂部位，宜进行应力分析，并按应力进行配筋设计校核。 1.1 梁托柱的转换结构 这类转换层结构的计算模型，可以仍采用杆模型。 如结构中采用大量的梁托柱的受力形式，则该结构也应该定义为“复杂高层”及“转换层结构”，其托柱梁也应在《特殊构件定义》中定义为“转换梁”，把与托柱梁相连的柱也应定义为框支柱。这样定义后，程序自动把转换梁及框架柱按框支梁、框支柱设计及构造控制，且当转换层在3层及3层以上时，框支柱的抗震等级自动提高1级。。 1.2 框支剪力墙转换结构 高规10.2.10条，转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱）宜直接落在转换层主结构上。当结构竖向布置复杂，框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时，应进行应力分析，按应力校核配筋，并加强配筋构造措施。B级高度框支剪力墙高层建筑的结构转换层，不宜采用框支主、次梁方案。 框支剪力墙结构宜采用墙元（壳元）模型，如SATWE、PMSAP等。 框支托梁的构造应按高规的相应要求控制，如托梁上的洞口布置、托梁的腰筋配置等，框支柱、托梁均应在特殊构件中单独定义，否则程序不会按框支柱、托梁进行设计控制。 可以用FEQ对主梁托墙的框支榀进行二次应力分析，FEQ可以按高规的要求进行加强部位的应力配筋。次梁托墙的转换榀将无法进行平面应力分析。 1.3 厚板转换结构 “高规”10.2.1条，非抗震设计和6度抗震设计可采用厚板转换结构；7、8度抗震设计的地下室转换构件可采用厚板。 厚板转换层结构，目前没有很好的分析方法，应尽量避免。 由于厚板上下传力的特殊性，整体计算时厚板一定要考虑厚板面外的变形，这样才能使上部结构、厚板、下部结构的变形、内力计算合理。所以说厚板面外变形的正确考虑，决定了计算结果的正确性。厚板平面内可以按无限刚考虑。 用SATWE、PMSAP进行结构的整体分析时，首先在PMCAD建模中应使厚板上、下结构的轴线在厚板这层同时画出，并在轴线上布置100*100的虚梁。当虚梁所围成的房间较大时，还应增加虚梁。通过这种手段来人工细分厚板单元。最后在SATWE、PMSAP分析时厚板必须定义为弹性楼板，可以用“弹性板3” 面内无限刚且面外有刚度。 此外厚板本身的进一步细部分析，可以借助二次分析程序－复杂楼板有限元分析SLABCAD完成板的位移、内力、配筋计算以及冲切、应力等验算。 SATWE厚板的分析与结构整体分析是分开的，在整体分析中考虑板的变形是为了结构中除厚板以外构件分析的准确性。PMSAP则是板与其它构件一起分析、配筋。 支撑厚板的柱均应定义为框支柱。 PMSAP厚板转换层结构的输入： ，PMSAP采用应力杂交四边形中厚板单元来分析转换厚板模拟其平面外刚度和变形（选用“弹性板3”）。当需要时，也可同时用平面应力膜模拟其面内刚度和变形（选用“弹性板6”）。 厚板转换层不单独设为一层，只视为某一层的楼板。 在PMCAD的交互式输入中，和板-柱结构的输入要求一样，也要布置100×100mm的虚梁，要充分利用本层柱网和上层柱、墙节点(网格)布置虚梁。 转换厚板所在的层与其上一层的层高的输入有所改变。将厚板的板厚均分给与其相临两层的层高，即取与厚板相临的两层的层高分别为其净空加上厚板的一半厚度。如下图所示，第i层有厚度为Bt的厚板，在PMCAD交互式输入中，第i层的板厚输入值为bt，层高为Hi，第i+1层的层高为H i+1 。 厚板转换层结构层高输入示意图 转换厚板应设为“弹性板3”或“弹性板6”。 1.4 超大梁转换结构 一般这种超大梁占有一层的高度，分析模型与构件的配筋模型难以统一，所以采用不同计算模型的两次分析来解决