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1、高层建筑工程中厚板转换层及抗震结构设计的探讨高层建筑工程中厚板转换层及抗震结构设计的探讨 - 结构结构理论理论【摘要】随着社会的发展，近年来许多高层建筑不断涌现。然而，在高层建筑工程建设中出现了搭接柱转换结构、宽扁粱转换结构、斜撑转换结构等许多新型的转换结构形式创新技术。因此，笔者结合相关工程实例对高层建筑工程中厚板转换层的结构设计进行探讨分析，且根据笔者多年来的工作经验和相关知识提做出以下探讨，希望能给予相关专业读者借鉴。【关键词】高层建筑 厚板转换层 抗震、结构设计1、工程概况某高层建筑工程项目总建筑面积约为 9 万平方米。一栋 29 层和一栋 30 层的商住楼，总高度 156.0m，地面
2、以上一栋 32 层写字楼，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。本工程建筑结构安全等级为二级，地处场地土类别为类，场地土类型为中软场地土，抗震设防烈度为 6 度，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/m。抗震没防类别为丙类建筑。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为一级，其余剪力墙为三级。2、结构设计要点与构造2.1 结构沿竖向刚度尽量均匀为了保证主体结构沿竖向刚度尽量均匀，使转换层上、下层刚度比较接近，避免刚度突变形成薄弱层， 高规 （JGJ391）规定了抗震设计时，转换层上、下抗侧移刚度
3、比不大于 2，并采取了以下措施：（1）在保证上部住宅剪力墙强度及层间位移满足规范要求的前提下，尽量将上部住宅剪力墙数量威少，厚度减薄（240mm、200mm） ，而且开有较大的施工洞口，转换层以上剪力墙连梁尽量减小高度，转换层以下剪力墙厚度加厚（400ram） ；从而达到减小上部刚度，增大下部刚度的目的。（2）中筒剪力墙厚度，转换层以下 400ram 厚，转换层以上设备层 300mm 厚，五层以上 240mm 厚，逐渐减薄，避免刚度突变。（3）转换层以上设备层层高加高至 3.4m.转换层以下（第四层）层高减少为 3.6m（不包括转换层板厚） 。（4）转换层以上采用 C40 混凝土，转换层以下采
4、用 C50 混凝土通过采用这些措施后，转换层上、下层刚度比：x 方向为1.05，Y 方向为 1.17，结果较理想。2.2 为了有效地将水平地层力传递给剪力墙，在应力较集中的楼层，将楼板加厚。一层楼板、转换层上一层楼板（设备层顶板）及顶层（屋面）楼板加厚为 200mm 厚。2.3 框支柱总剪力不小于 0.25Qo。为了增强框支柱的延性，框支柱轴压比控制不超过 O.65，配筋率为 1.7%左右，体积配箍率为1.8%；柱箍筋采用全长加密，并在框支柱中间增加芯筋，柱纵向钢筋全部采用机械连接。2.4 框支层剪力墙铀压比控制在 0.4 以内，配筋率为 0.6%；剪力墙暗柱配筋率为 1.5%；其体积配箍率为
5、 l-2%左右，保证了剪力墙有足够的延性。转换层上部靠近转换层的楼层墙体，由于转换层处刚度突变，亦受到较大的剪力作用，为保证其延性.转换层以上三层剪力墙及暗柱配筋作了加强处理。2.5 电算时，转换层上、下两层的层高不是按建筑剖面图的尺寸输入，而是将厚板的板厚均分给与其相邻两层的层高，由此可见，厚板转换层比粱式转换层的层高变化要均匀一些，亦即竖向刚度变化也要均匀一些。2.6 两栋商住楼有转换层，属于复杂高层建筑结构，按“高规”的要求，又用由中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软件 TAT（版本 2003/05）程序进行计 算，有关的计算指标均满足规范要求。3、转换层厚板的计算
6、与构造及施工措施3.1 转换层厚板的计算与构造。转换板采用国家建筑科学院编制的转换层厚板有限元分析与配筋程序SLAB 计算，并用简化计算模型手算复核.板厚采用2.0m，为最大柱距的 1/3.6，板的配筋根据抗弯强度验算结果，并参考有关文献资料，配筋率采用 0.5%，板上、下配筋为双排双向直径32130，暗粱范围为直径 32130，主筋保护层为 50ram。为减少厚板大体积混凝土水化热的问题，厚板采用 C40 混凝土，为满足柱顶周围板的抗剪强度要求.在柱轴网方向板 2.Om 宽范围内利用板上、下的钢筋设暗梁，暗梁采用八肢箍，在柱周围 1.5m 范围内箍筋采用直径 16l3O，其余为直径 1626
7、0。另外为了增加板的抗裂能力，除板中混凝土内掺 10%水泥用量的膨胀剂外，在厚极的中部设上、下两层直径 l4260 双向钢筋网片，板周边暗粱按框支梁构造加强，暗粱两侧设直径 14260 崾筋，以加强板边缘抗扭能力.防止板端头出现水平及竖向劈裂。由于转换层自重较大，为了避免施二时自底层起层层支模的模扳支撑面，此层板厚为 260ram。3.2 转换层厚板施工采取的措施。本设计转换层厚板属于大体积混凝土构件，荷载集度很大为保证厚板的质量，防止产生温度裂缝十分重要。本设计除 r 按有关著作进行了温度裂缝验算外.在施工中采取了如下措施：（1）采用低强度，低水化热的水泥，并严格控制水泥用量。（2）混凝土中
8、除掺用定量酌减水剂外.并同时掺加定量的粉煤灰以改善混凝土可泵性热。并掺加了 10%水泥用量的 UEA 微膨胀剂，提高抗裂能力。（3）现场配有足够的混凝土输送车、输送泵，保证商品混凝土的供应以及混凝土的连续浇筑，并分层平摊，避免出现施工冷缝。（4）为了保证混凝土厚板内、外温差小于 25 摄氏度，对混凝土保湿养护采取以下措施：板底模采用两层竹胶板夹一层塑料薄膜，板上采用地毯和塑料薄膜覆盖，薄膜层板下空间封闭，减少冷空气对流：另外在板中部埋没两层直径 50ram、间距 1.5m 的循环冷却水降温钢管，在养护期间根据测温结果，必要时进行冷却降温。（5）板中部布置多处测温点，南微机进行控制，并自动记录温
9、度变化结果，动态掌握混凝土内部多点实际温度，分析内外温差梯度，以便在保温措施上适时调整。4、总结总之，高层建筑结构转换层的设计，其结构转换层的科学合理设计是建筑发展的进一步的重要保证。从建筑的功能上来说，其转换层发挥着不可忽视的作用。转换层的设计主要包括梁式转换层、厚板转换层、桁架转换层、箱形转换层、悬挂结构以及搭接柱的设计，此外，转换层的抗震设计也是必要的。随着我国高层建筑的逐步发展，转换层设计也必将会有新的突破。参考文献1 梁炯丰.高层建筑转换层结构的概况和发展J .山西建筑，2006，04.2 荣维生.带板式转换高层建筑混凝土结构抗震性能研究D .中国建筑科学研究院，2004.3 吴伟.高层建筑厚板转换层结构动力分析D .西南交通大学，20064 马雪君.板式转换层对高层结构动力响应的影响D .西南交通大学.2007
