高層建筑工程中厚板轉(zhuǎn)換層及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討

【關(guān)鍵詞】高層建筑 厚板轉(zhuǎn)換層 抗震、結(jié)構(gòu)設(shè)計 

　　1、工程概況 

　　某高層建筑工程項目總建筑面積約為9萬平方米。一棟29層和一棟30層的商住樓，總高度156.0m，地面以上一棟32層寫字樓，為帶轉(zhuǎn)換層的底部大空間框支剪力墻結(jié)構(gòu)。裙房三層，為框架結(jié)構(gòu)。本工程建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，地處場地土類別為Ⅱ類，場地土類型為中軟場地土，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度0.05g，設(shè)計地震分組為第一組；主樓基本風(fēng)壓值0.4kN/m�？拐饹]防類別為丙類建筑。商住樓抗震等級：地下一層至四層框支柱為一級，框架梁為二級；底部加強部位剪力墻為一級，其余剪力墻為三級。 

　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點與構(gòu)造 

　　2.1結(jié)構(gòu)沿豎向剛度盡量均勻 

　　為了保證主體結(jié)構(gòu)沿豎向剛度盡量均勻，使轉(zhuǎn)換層上、下層剛度比較接近，避免剛度突變形成薄弱層，《高規(guī)》（JGJ3―91）規(guī)定了抗震設(shè)計時，轉(zhuǎn)換層上、下抗側(cè)移剛度比不大于2，并采取了以下措施： 

　　（1）在保證上部住宅剪力墻強度及層間位移滿足規(guī)范要求的前提下，盡量將上部住宅剪力墻數(shù)量威少，厚度減薄（240mm、200mm），而且開有較大的施工洞口，轉(zhuǎn)換層以上剪力墻連梁盡量減小高度，轉(zhuǎn)換層以下剪力墻厚度加厚（400ram）；從而達(dá)到減小上部剛度，增大下部剛度的目的。 

　�。�2）中筒剪力墻厚度，轉(zhuǎn)換層以下400ram厚，轉(zhuǎn)換層以上設(shè)備層300mm厚，五層以上240mm厚，逐漸減薄，避免剛度突變。 

　�。�3）轉(zhuǎn)換層以上設(shè)備層層高加高至3.4m.轉(zhuǎn)換層以下（第四層）層高減少為3.6m（不包括轉(zhuǎn)換層板厚）。 

　�。�4）轉(zhuǎn)換層以上采用C40混凝土，轉(zhuǎn)換層以下采用C50混凝土通過采用這些措施后，轉(zhuǎn)換層上、下層剛度比：x方向為1.05，Y方向為1.17，結(jié)果較理想。 

　　2.2為了有效地將水平地層力傳遞給剪力墻，在應(yīng)力較集中的樓層，將樓板加厚。一層樓板、轉(zhuǎn)換層上一層樓板（設(shè)備層頂板）及頂層（屋面）樓板加厚為200mm厚。 

　　2.3框支柱總剪力不小于0.25Qo。為了增強框支柱的延性，框支柱軸壓比控制不超過O.65，配筋率為1.7%左右，體積配箍率為1.8%；柱箍筋采用全長加密，并在框支柱中間增加芯筋，柱縱向鋼筋全部采用機械連接。 

　　2.4框支層剪力墻鈾壓比控制在0.4以內(nèi)，配筋率為0.6%；剪力墻暗柱配筋率為1.5%；其體積配箍率為l-2%左右，保證了剪力墻有足夠的延性。轉(zhuǎn)換層上部靠近轉(zhuǎn)換層的樓層墻體，由于轉(zhuǎn)換層處剛度突變，亦受到較大的剪力作用，為保證其延性.轉(zhuǎn)換層以上三層剪力墻及暗柱配筋作了加強處理。 

　　2.5電算時，轉(zhuǎn)換層上、下兩層的層高不是按建筑剖面圖的尺寸輸入，而是將厚板的板厚均分給與其相鄰兩層的層高，由此可見，厚板轉(zhuǎn)換層比粱式轉(zhuǎn)換層的層高變化要均勻一些，亦即豎向剛度變化也要均勻一些。 

　　2.6兩棟商住樓有轉(zhuǎn)換層，屬于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，按“高規(guī)”的要求，又用由中國建筑科學(xué)研究院編制的多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計軟件TAT（版本2003/05）程序進行計 算，有關(guān)的計算指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。 

　　3、轉(zhuǎn)換層厚板的計算與構(gòu)造及施工措施 

　　3.1轉(zhuǎn)換層厚板的計算與構(gòu)造。 

　　轉(zhuǎn)換板采用國家建筑科學(xué)院編制的《轉(zhuǎn)換層厚板有限元分析與配筋程序》SLAB計算，并用簡化計算模型手算復(fù)核.板厚采用2.0m，為最大柱距的1/3.6，板的配筋根據(jù)抗彎強度驗算結(jié)果，并參考有關(guān)文獻(xiàn)資料，配筋率采用0.5%，板上、下配筋為雙排雙向直徑32@130，暗粱范圍為直徑32@130，主筋保護層為50ram。為減少厚板大體積混凝土水化熱的問題，厚板采用C40混凝土，為滿足柱頂周圍板的抗剪強度要求.在柱軸網(wǎng)方向板2.Om寬范圍內(nèi)利用板上、下的鋼筋設(shè)暗梁，暗梁采用八肢箍，在柱周圍1.5m范圍內(nèi)箍筋采用直徑16@l3O，其余為直徑16@260。 

　　另外為了增加板的抗裂能力，除板中混凝土內(nèi)摻10%水泥用量的膨脹劑外，在厚極的中部設(shè)上、下兩層直徑l4@260雙向鋼筋網(wǎng)片，板周邊暗粱按框支梁構(gòu)造加強，暗粱兩側(cè)設(shè)直徑14@260崾筋，以加強板邊緣抗扭能力.防止板端頭出現(xiàn)水平及豎向劈裂。由于轉(zhuǎn)換層自重較大，為了避免施]二時自底層起層層支模的模扳支撐面，此層板厚為260ram。 

　　3.2轉(zhuǎn)換層厚板施工采取的措施。 

　　本設(shè)計轉(zhuǎn)換層厚板屬于大體積混凝土構(gòu)件，荷載集度很大為保證厚板的質(zhì)量，防止產(chǎn)生溫度裂縫十分重要。本設(shè)計除r按有關(guān)著作進行了溫度裂縫驗算外.在施工中采取了如下措施： 

　　（1）采用低強度，低水化熱的水泥，并嚴(yán)格控制水泥用量。 

　�。�2）混凝土中除摻用定量酌減水劑外.并同時摻加―定量的粉煤灰以改善混凝土可泵性熱。并摻加了10%水泥用量的UEA微膨脹劑，提高抗裂能力。 

　�。�3）現(xiàn)場配有足夠的混凝土輸送車、輸送泵，保證商品混凝土的供應(yīng)以及混凝土的連續(xù)澆筑，并分層平攤，避免出現(xiàn)施工冷縫。 

　�。�4）為了保證混凝土厚板內(nèi)、外溫差小于25攝氏度，對混凝土保濕養(yǎng)護采取以下措施：板底模采用兩層竹膠板夾一層塑料薄膜，板上采用地毯和塑料薄膜覆蓋，薄膜層板下空間封閉，減少冷空氣對流：另外在板中部埋沒兩層直徑50ram、間距1.5m的循環(huán)冷卻水降溫鋼管，在養(yǎng)護期間根據(jù)測溫結(jié)果，必要時進行冷卻降溫。 

　　（5）板中部布置多處測溫點，南微機進行控制，并自動記錄溫度變化結(jié)果，動態(tài)掌握混凝土內(nèi)部多點實際溫度，分析內(nèi)外溫差梯度，以便在保溫措施上適時調(diào)整。 

　　4、總結(jié) 

　　總之，高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計，其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的科學(xué)合理設(shè)計是建筑發(fā)展的進一步的重要保證。從建筑的功能上來說，其轉(zhuǎn)換層發(fā)揮著不可忽視的作用。轉(zhuǎn)換層的設(shè)計主要包括梁式轉(zhuǎn)換層、厚板轉(zhuǎn)換層、桁架轉(zhuǎn)換層、箱形轉(zhuǎn)換層、懸掛結(jié)構(gòu)以及搭接柱的設(shè)計，此外，轉(zhuǎn)換層的抗震設(shè)計也是必要的。隨著我國高層建筑的逐步發(fā)展，轉(zhuǎn)換層設(shè)計也必將會有新的突破。 

　　參考文獻(xiàn) 

　　[1] 梁炯豐.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的概況和發(fā)展[J] .山西建筑，2006，04. 

　　[2] 榮維生.帶板式轉(zhuǎn)換高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D] .中國建筑科學(xué)研究院，2004. 

　　[3] 吳偉.高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)動力分析[D] .西南交通大學(xué)，2006 

　　[4] 馬雪君.板式轉(zhuǎn)換層對高層結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響[D] .西南交通大學(xué).2007