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1、某项目中带转换层塔楼结构及地下室设计 戴怀玉 【 摘 要】本文结合某高层住宅 小区结构设计 ，介绍了 其转换 层设计及 大地下室等技术难点及解决办法 。 【 关键 词】 高层住宅 地下室 转换层 一 、结构工程概况 本项 目总面积约 9万 m ， 由 5栋 2 8 3 l层塔楼 组 成。其中地下 室两层 ，功能为机动 车及 非机动 车 车库与设备用房 ，负二层局部位置为 人防地下室 ， 塔楼 A首层、二层为 商铺，三层为设备转换层， 以 上楼 层均为住宅 。 以塔楼 A为例 ，说 明该工 程 中塔楼 的 设计 内 容 。设计 使用 年 限为 5 O 年 ，结构 安全等 级为 二 级 ，结构 重
2、要 性系数 Y o = 1 0 。本工程 所在地 区抗 震设防烈度为 7度 ，地 震分组为第 1组 ，基本加 速度值为 0 1 0 g ，按 7度抗 震构造措施 设防 ，标 准 设防 ( 丙 )类 ，由于转换层设于 四层楼 面，属高 位 转换 ，其框支框架抗 震等级为特一 级，剪力墙底 部加强部位抗震 等级取 为一级 ；其余 位置 剪力墙均 为二级；地下室一层 与塔楼相连一跨 的框架 梁、柱 抗 震等级与塔楼落地 构件相 同 ( 特一 级、一级) ， 其余无上部结构 部分取 为三级 ，地下 二层 结构抗震 等 级为三级 ，地基基础 设计等级为 甲级 ，人防抗 力 等级为常六级、核六级 。 二、
3、 结构选 型 本工程 中塔楼 的功 能主要为住宅 ，首至 三层为 商业和设备用房 。根据 塔楼的高度 ，框支剪 力墙 结 构 能保证上部住宅厅 功能的要求 、房 内无柱 突出墙 面 ，亦 可 在首至 三层 布置 成大 空 间来满 足 商业 功 能。 各层楼板均采用梁 板式楼盖体系 ，底板 采用平 板式无梁底 板。基本风 压值按 1 0 0年一遇考虑，取 为 W o = 0 6 O k N m 。地面粗糙度 均为 c类，各栋体 形 系数统一 取为 Il s = 1 4 。地下室整体抗 浮与 地下室构 件强度计算的设防水位均取为地下室车道入口处。 地下室粱板、侧壁混凝土等级均为 C 3 0( P
4、6 ) ， 首层 至转 换层框架柱混凝土 等级为 C 5 0 ，梁板混凝 土等 级为 C 3 5 ；转换层 以上 的框架柱混凝土 等级 为 C 4 5 C 3 0 ，粱板混凝土 等级为 C 3 5 C 3 0 ；转换层梁 板混凝土等级 为 C 5 0 。 三 、 结构规 则性 平面 规则性方面 ，由于住宅的功能形式 限制， 本工程标准层在平面布置上最大凹进比为O 2 O 、无 狭长不规则，属凹凸规则。扭转不规则方面，经试 算扭转位移比大于 1 2 且小于 1 3 5 ，因此属 I 类扭 转不规则；楼板开洞面积小于 3 0 、最小楼板净宽 大于 6 m ，属楼板连续规则；抗侧力结构的层间受 剪承
5、载力均大于相邻上一层的8 0 ，无突变。 竖向不规则方面，A栋为框支剪力墙结构，属 于竖向构件不连续 I I类，转换上、下部结构侧向 刚度 比值 满足规范要求。 综上所 述 ，本 工程 竖向抗侧 力构件 不连 续 I I 类，同时存在扭 转不规则 I类 ，属 于一般 不规 则结 构，不属于特别不规 则结构。转换层平面布置 如图 1 。 。 一： 0 图 l转换层平面布置图 四、 技术难点 该工程 的技术难 点主要集 中在两个 方面：地下 室长度 大 ，裂缝 难 以控 制 ； 由于 上部 住宅 功能 需 要，剪力墙布置分 散，而建筑功 能要求底 部形成大 空间，使转换层无 可避 免地 出现 了次
6、梁托 换，传力 路径复杂 ，分析及 设计难度较高 。以上两 个难点与 工程总体是否安全 、适用、经济均有密切 联系，需 在 设计阶段予以解决。 五、 转换层设计 本工程采用梁 式转换 层 。中部核 心筒剪 力墙落 地 ，其余剪力墙通过转换 梁转换为下部 的框支柱 。 经试算，转换梁截面尺寸约为 3 0 0 2 0 0 0 6 0 0 2 2 0 0 。转 换层板 厚为 2 0 0 m m，混 凝土 强度等级 为 C5 0。 底部带转换层 的结构抗震设计 ，应注 意避 免底 部结构破坏 。转换层 的设 置容易使转换层 上、下层 侧 向刚度相差过大 ，容 易引起 内力突变 ，促使 部分 重要构件提
7、前破坏 。在进 行结构设计 时，应 运 用概念 设计、力学原理 、以往 工程的经验等综合 考 虑布置 加强点及增加结构 的超 静定次数 ，加 强转 换 层 下部结构侧 向刚度 ，弱 化上部剪力墙结构 刚度 ， 使该 结构转换上下部结构 等效侧 向刚度 比符合规 范 要求 ，不产生严 重的刚度突变。 另外，不落地剪力墙 的水平剪力完全 由楼 板承 受，因此应注意对其转换层楼板进行截面剪力承载 力验算 ，并适 当加 强，如板厚加厚 ，板最 小配筋率 不小于 0 2 5 。不落地剪力墙的竖向地震作用则在 次粱上形成弯矩 ，按规范增大后 成为主梁 的集 中扭 距，再传递 到主梁两端的落地竖 向构件，成
8、为落地 构件的附加弯矩，对于转换主梁，可按中震不屈服 进行承载力验算。对于不落地剪力墙内力如何通过 次粱传递到主梁再 传递到落地竖 向构件 要有清晰的 0 5 0 了解 ，并作相应 的分析 计算，必要时不考虑 上部墙 体的共同作用 。转换次 梁、主粱 的设计 ，应 选用合 理的计算模型进行分析 ，使其 计算简 图明确 、传 力 途径 合理，保证结构安全。 六、 基础及地下室设计 1 基础设计 A 栋塔楼超过 3 O层 ，地基基础设计等 级为 甲 级 。 根据 本工 程地基情 况 ，本 工程选 用摩擦端 承 型钻孔灌注桩 ，桩 端支 承岩为微风化泥质砂 岩。桩 径为 1 O O O l 6 0
9、0m ，桩长大于 2 0lI1 ，单桩竖向承 载力特征值为 5 0 0 0 1 1 5 0 0 k N ，抗浮承载力特征值 为 3 0 0 0 4 5 0 0 k N 。实际桩基础 承载力通过现场静 载实验，再考虑负摩擦等影响折减后确定 。 2 地下室抗浮设计 本工程 地下 室为 二层 ，塔楼 以外部分 0 0 0 0 以上无建筑物 ，仅 靠 自重无法平衡浮 力，需采用抗 浮措施 。抗浮处理 措施 有 ：采用抗拔桩 ，半地下室 无塔楼部分桩基 ，由于荷载相对较小 ，存 在抗浮 问 题，拟选用抗拔桩 ；采 用锚杆抗浮或 抗拔桩抗浮 ， 其数量及位置应结合基础及底板设计一起考 虑。 七、 关于地下
10、室抗裂的技术措施 本工程 地下室长 宽方向均超 过 1 O 0 m ，对于地 下室底板、顶板及 负一 层楼板 ，均于纵横 向均设置 一 条后浇带，将楼板划分为 4大块，减少前期混凝 土收缩 ，并考虑在 底板 及顶板混凝土掺 加膨胀添加 剂，使混凝土终凝后仍 有持续的膨胀量 ，解 决后期 温度 收缩开裂 问题 。另外在构造方面加 强板 的拉通 钢筋及梁腰筋，增强结构抵抗裂缝的能力 。 地下室侧壁 因长度 大而承受 的温度 效应 更为显 著，往往难 以通过 抵抗 的方法解决收缩开裂 问题， 因此考虑约 在侧壁每 3 0 m 左右增设侧 壁短期 后浇 带，并每 5 0 m设置伸缩诱 导缝 ，引导结构
11、开裂的位 置并对其进行防水 处理 。另外 ，对混凝土 配合比及 施工提出严格可行 的要 求 ，如控制水灰 比、控 制混 凝土表 里温 差、加强养护及表面保护等 。 八、 设计体会 高层建筑的结构方 案确定 了结构设计 的方向， 其中一些难点 问题 的解 决是否得 当，很大程度 上决 定了高层建筑是否 安全 、适用与经济 。这 时，结构 设计 应在概念设计基础 上，结合建筑使用功 能与经 济指标 ，认 真分 析 比较 ，拟 定结 构 及 技术 措 施。使其不但能满足结构设计要求，也能满足最优 的建筑物 设计 的综合性能。 参考文献 1 J G J 3 2 0 1 0高层建筑混凝土结构技 术规程 s 2 G B 5 0 0 1 卜2 0 1 0建筑抗震设计规范 s 3 G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0混凝 土结构设计规 范 l s ( 作 者单 位 ：广 州市 建 工设计 院 有限公 司 ，广 州 5 1 0 0 3 0)
