高层建筑梁式转换层结构设计分析

2018-04-09谢钟青

建材与装饰 2018年11期

关键词：梁式支柱抗震

谢钟青

（青海省土木建筑设计院有限公司　青海西宁　810001）

引言

随着我国社会经济持续稳定的发展，对高层建筑施工质量提出了更高的要求，人们对高层建筑结构设计和应用质量提出了更高要求。但我国对此方面的研究还不够深入，因此，本文基于工程实例，对高层建筑梁式转换层结构设计提出了更高的要求。

1　工程概述

某高层建筑工程地下两层，一层为小汽车停车场，另一层为弱配电室，地上36层，其中1～6层为商业用房，7～36层为居民住宅用房，总高度为115m，总长度为102.6m，总宽度为42.4m，室内外高差0.50m，总建筑面积为6.24万m2，地下建筑0.45万m2，地上建筑面积为5.79万m2。商业面积为1.42万m2，住宅面积为4.37万m2。

2　高层建筑梁式转换层的设计原则

梁式转换层具有很强的技术性和综合性，任何一个环节处理不当，都会对整个高层建筑质量和结构的稳定性造成严重影响，所以，在具体设计时必须遵循一定原则，才能充分发挥转换层的优势和功能。

（1）为保证高层建筑工程施工的稳定性，就要尽量降低竖向构件的使用数量，避免竖向构件对转换层造成的效果。大量工程实例表明，竖向构件是导致高层建筑发生刚度突变的主要原因，所以，要尽量控制其使用的数量。

（2）在梁式转换层结构设计中，必须充分按照相应的比例来进行分配，在保证质量的前提上，确保梁式转化层内部力度传输的平衡性，以便有足够刚度来承载高层建筑的内应力。

（3）在具体设计时，还要通过一系列精密的计算，以专业化的公式计算为基础，再结合该高层建筑的实际受力情况，以保证转化层设计受力的准确性。

（4）合理控制设计强度，提升梁式转换层的适应力，所以，在梁式转换层结构设计时，要充分结合高层建筑基础的受力情况，以提高转化层的性能，充分发挥梁式转换层结构在高层建筑中作用和价值。

3　高层建筑梁式转换层结构设计

在该案例工程中转换层采用梁式转换，且转换层以下裙楼为大底盘框支剪力墙结构，柱网为：8.7（7.2）mX6.7（8.0，6.9，6.0）m，从到下层高分别是4.8m，4.5m，6.0m，转化层主要设置裙楼层面大底史昂，距离地面约16.57m[1]，所以在设计中必须充分做好以下几点。

3.1　基础设计

该工程场地内地层分布规律为如表1所示。

表1　场地内各土层工程地质特征

根据工程地质特征具体情况，在地质工程施工中，采用便板式筏型基础，持力层位于粉质粘土层上，承载力特征值为90kPa，难以满足工程实际需求，根据地质勘探报告显示结构，桩基础加固处理时采用PHC，有效保证了地基的承载力。

3.2　转换梁结构设计

通常情况下，转换梁的截面尺寸主要由剪压比来确定，以避免发生脆性破坏。同时转化梁尽量不要开洞，如果需要进行开洞处理，则洞口的位置要尽量设置在梁中和轴附近，而且箍筋还要进行加密处理，增加抗剪力能力，弦杆箍筋计算时要尽量把建剪力设计值乘放大系数1.2，而当洞口内力较大时，可采用型钢来加固。

同时转换梁的混凝土强度等级要控制在C30以上，且转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时要控制在0.3%左右，而在进行非抗震设计时，1～4级抗震等级分别要控制在0.5%、0.4%、0.35%、0.35%。在转换梁中主筋尽量不能有接头，如果存在接头时，则要尽量采用机械连接，最大限度上保证转换层结构的稳定性[2]。

3.3　框支柱设计

框支柱在具体设计时，纵向钢筋配筋率，要根据抗震等级的不同，进行科学合理的调整，比如：当抗震等级为1级时，纵向钢筋的配筋率不能低于1.2%，当抗震等级为2级时，纵向钢筋的配筋率不能低于1.0%，当抗震等级为3级时，纵向钢筋的配筋率不能低于0.9%，当抗震等级为4级时，纵向钢筋的配筋率不能低于0.8%。纵向钢筋间距抗震设计时要控制在80～200mm之间。

框支柱箍筋要沿着框支层全高加密，为最大限度上提升梁式转化层结构的稳定性，要尽量采用复合的螺旋箍进行箍紧，箍筋直径不能小于10mm。在框支柱节点区域水平箍筋时可以采用柱箍筋的配置原则，当框直梁、转换层梁腰筋配置和拉通可靠锚固时，则要根据梁式转换层结构的具体要求进行科学合理的箍筋。