時(shí)間：2022-11-08 16:48:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
湖南株洲某住宅小區(qū)由多棟多層和9～15層小高層住宅組成,框剪結(jié)構(gòu),總建筑面積為120000m2。以地上9層小高層為例,標(biāo)準(zhǔn)1層結(jié)構(gòu)單元見圖1,層高3m;9層上有個(gè)躍層為第10層,局部突出屋面部分為電梯機(jī)房。建筑總面積為4337.18m2,建筑總高為27.600m。本工程建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí),抗震設(shè)防類別為丙類,按6度設(shè)防,地面粗糙度為C類,場(chǎng)地土類別為Ⅱ類。
2結(jié)構(gòu)方案布置分析與選擇
原結(jié)構(gòu)方案采用一般的剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)形式對(duì)于房屋高度不太大的小高層建筑來說,這種結(jié)構(gòu)會(huì)造成剛度過大,重量增加,導(dǎo)致地震反應(yīng)過強(qiáng),使得上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價(jià)提高。所以,為了有效提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo),經(jīng)多方案論證,決定采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢截面高度為厚度5～8倍的剪力墻結(jié)構(gòu),和一般剪力墻相比,這種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)墻肢較短,布置靈活,可調(diào)整性大,容易滿足建筑平面的要求。
2)減少了剪力墻而代之以輕質(zhì)砌體,結(jié)構(gòu)自重相應(yīng)減輕,從而減小結(jié)構(gòu)整體剛度,增大振動(dòng)周期,降低地震作用力。
3)墻肢高寬比較大,延性較好,對(duì)抗震有利。
4)連梁跨高比較大,以受彎破壞為主,地震作用下首先在弱連梁兩端出現(xiàn)塑性鉸,能起到很好的耗能作用。
5)墻肢的承載力得到了較充分的發(fā)揮。
目前,《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002已對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作出了規(guī)定。
在本住宅結(jié)構(gòu)平面布置中,盡量使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ,短肢剪力墻雙向布置,盡量拉通、對(duì)直,豎向布置中,力求規(guī)劃均勻,避免有過大的外挑、內(nèi)收,以及樓層剛度沿豎向突變,使整個(gè)房屋的抗側(cè)剛度中心靠近水平荷載合力的作用線,以免房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)。
根據(jù)建筑的平面布置,在房間、樓梯間、電梯間的四角,采用Z形、L形、T形或異形的墻肢。在設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)注意同周期的關(guān)系,使結(jié)構(gòu)的第一自振周期避開場(chǎng)地土的卓越周期,以免地基與結(jié)構(gòu)形成共振或類共振,既保證結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震荷載作用下的變形控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi),又要保證建筑物有相對(duì)合理的自振周期,做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、合理且實(shí)用。
本方案根據(jù)上述分析并經(jīng)過多次調(diào)試,得到了4種結(jié)構(gòu)方案,結(jié)構(gòu)平面布置見圖2。剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度均為100mm。剪力墻、梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C25。主要連梁的尺寸大都為200mm×400mm。標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度為120mm,頂層樓板厚度為150mm,有別于肢長(zhǎng)肢厚比不大于4.0的異形柱,短肢剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比按規(guī)范要求控制在5~8范圍內(nèi),一般剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比均大于8。值得注意的是,對(duì)肢長(zhǎng)肢厚比為4~5范圍內(nèi)的墻肢,目前規(guī)范尚無明確條文規(guī)定其構(gòu)件類型,故設(shè)計(jì)時(shí)建議不要采用。
由于原方案的剪力墻過多,使底部剪力過大,使結(jié)構(gòu)很不經(jīng)濟(jì),同時(shí)布置了少量鋼筋混凝土柱子,使結(jié)構(gòu)不是很合理。故方案1在一般剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去掉了構(gòu)造柱并減少了少量的剪力墻(見圖2a)。
在方案1基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)臏p少一些剪力墻,從而使方案更經(jīng)濟(jì),在調(diào)試過程中由于F軸剪力墻較少,從而使電梯間X方向的剪力墻承受過大的剪力造成超筋,故把電梯間X方向的剪力墻開洞口,使結(jié)構(gòu)X向的剛度減少。(見圖2b)
方案3是在方案2的基礎(chǔ)上改善了Y方向的剛度,使兩個(gè)方向的剛度相接近,使結(jié)構(gòu)更合理且均勻?qū)ΨQ(見圖2c)。
在方案3的基礎(chǔ)上把Y向的一些T型剪力墻變成一字型,雖然在多層、高層住宅設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免一字型,但由于該結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,所以采用了部分一字型(見圖2d)。
3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析
3.1計(jì)算結(jié)果分析
從構(gòu)件力學(xué)特性上來說,短肢剪力墻的肢長(zhǎng)與肢厚比≥5.0,更接近于剪力墻,故計(jì)算時(shí)將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應(yīng)更合理。因此,結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院開發(fā)的SATWE程序(2003年版)進(jìn)行。SATWE采用的是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度的殼元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模擬剪力墻墻元不僅具有平面內(nèi)剛度也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻的真實(shí)受力狀態(tài),計(jì)算結(jié)果較精確;同時(shí),對(duì)樓板SATWE可以考慮其彈性變形。雖然主樓結(jié)構(gòu)平面較規(guī)則,立面也無剛度突變現(xiàn)象,但由于剛度較大的電梯井處筒體有點(diǎn)偏置,會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響,為了計(jì)算準(zhǔn)確,地震作用計(jì)算考慮了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)和5%偶然偏心的影響,取了27個(gè)振型計(jì)算。
1)自振周期的控制
考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的自振周期(計(jì)算時(shí)自振周期折減系數(shù)取0.8)如表1(只列了前6個(gè))所示。從表1可得,方案4結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T3=0.9959s,平動(dòng)為主的第一自振周期T1=1.1656s,T3/T1=0.854<0.9,滿足(JGJ3-2002)
第4.3.5條的規(guī)定。
2)結(jié)構(gòu)位移的控制
最大層間位移角(應(yīng)≤1/1000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.5)見表2。從中可以看出,結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規(guī)范限值。
3)剪重比控制
剪重比是反映結(jié)構(gòu)承受地震作用大小的指標(biāo)之一,地震力計(jì)算不能偏大,但也不能太小。因?yàn)槎讨袅Ρ旧淼挚沟卣鸬哪芰^差,如果短肢剪力墻分配的地震力太大,則很有可能不滿足要求。本工程X方向的最小剪重比為4.50%,Y方向的最小剪重比為4.62%,根據(jù)“抗震規(guī)范”(5.2.5)條要求的X、Y向樓層最小剪重比均為3.20%,所以各層均滿足要求。
4)軸壓比是體現(xiàn)墻肢抵抗重力荷載代表值作用下的能力,“規(guī)范”對(duì)短肢剪力墻(尤其一字墻肢)要求更高一些。上述工程出現(xiàn)的短肢剪力墻軸壓比在0.20~0.45之間,軸壓比小于規(guī)范規(guī)定值。
3.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析
為了與工程實(shí)際情況相符,假設(shè)混凝土的成本與混凝土的體積成正比,鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比。在總造價(jià)上,暫不考慮模板及樓板等工程的造價(jià)影響。材料的單方造價(jià)混凝土為430元/m3,鋼筋4200元/t。表4為方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總,由表4知,方案4比一般剪力墻結(jié)構(gòu)在總造價(jià)上要節(jié)約17.8%,使材料得到了充分的發(fā)揮。
4結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)小高層住宅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu),在比普通剪力墻結(jié)構(gòu)方案節(jié)省投資17.8%的情況下,使結(jié)構(gòu)受力更合理,整體變形能力和結(jié)構(gòu)吸能能力對(duì)抗震更為有利。本工程剪力墻結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)是建筑平面外邊緣及角點(diǎn)處的墻肢,因而設(shè)計(jì)時(shí)在以上部位布置L型或一字型短肢墻,受條件所限也出現(xiàn)了少量一字型短肢墻,設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格控制其軸壓比<0.6,且相差不應(yīng)太懸殊,避免墻肢應(yīng)力差異過大。高層建筑中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件,對(duì)抗震不利。多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許連梁的剛度有所下降。但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻肢剛度相對(duì)較小,連接各墻肢的梁已類似普通框架梁,而不同于一般剪力墻間的連梁,不應(yīng)在計(jì)算的總體中將連梁的剛度大幅下調(diào),使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低,應(yīng)按普通框架梁的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
[1]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)〔S〕1北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20021.
[2]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)〔S〕1北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001,1.
[3]李國(guó)勝.高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)〔M〕北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003,1.
關(guān)鍵詞：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層住宅應(yīng)用
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)述
（一）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的基本定義
一般短肢剪力墻結(jié)構(gòu)所指的就是墻肢的長(zhǎng)度則是厚度的5至8倍的剪力墻結(jié)構(gòu)， 其形狀多樣。 由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系主要是結(jié)合在建筑的平面當(dāng)中， 并且應(yīng)用間隔墻的位置進(jìn)行布置豎向的構(gòu)件， 但不會(huì)影響建筑的主要使用功能。 由于墻的數(shù)量沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)， 肢也是可長(zhǎng)可短， 一般是根據(jù)抗側(cè)力的需要進(jìn)行確定，同時(shí)也可以通過不同布置以及不同尺寸從而調(diào)整在剛度中心的具置， 靈活布置， 有較多的選擇方案。 由于在連接各墻的梁， 它會(huì)隨著墻肢的位置設(shè)置在間隔墻的豎平面內(nèi)， 所以是可以隱蔽的， 與此同時(shí)， 在建筑平面的以及對(duì)于抗側(cè)力的具體需要， 可以把中心豎向的交通區(qū)做相應(yīng)的處理， 形成簡(jiǎn)體， 從而可以承受水平力，以達(dá)到強(qiáng)度與剛度的要求。
（二）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)
(1) 結(jié)合建筑平面面利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能產(chǎn)生沖突，底部能與商場(chǎng)等服務(wù)用房相結(jié)合；(2)剪力墻的間距大，構(gòu)件受力明確，傳遞路線簡(jiǎn)捷；(3)短肢墻的數(shù)量、位置和墻肢長(zhǎng)度，可以豐要依據(jù)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的大小而定；(4)由于減少剪力墻的數(shù)量且局部以輕質(zhì)墻體替代，建筑物的自重減輕，這樣可以減小地震反應(yīng)和降低工程造價(jià)；(5)短肢高寬比增大，延性較好，其破壞以彎曲破壞類型為主。
二、對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)
（1）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)其抗震的薄弱位置就在于建筑平面的外邊緣它角部處的墻肢， 如果發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)， 則會(huì)加強(qiáng)翹曲變形， 促使墻肢出現(xiàn)開裂的問題，因此，必須要加強(qiáng)提高它的抗震構(gòu)造。
(2)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會(huì)加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率。
(3)高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力，由一些模型試驗(yàn)反映出外周邊墻肢開裂，因而對(duì)外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量，加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能，短肢墻應(yīng)在兩個(gè)方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢。
(4)高層結(jié)構(gòu)中的連粱是一個(gè)耗能構(gòu)件，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對(duì)減小，連接各墻膠問的梁已類似普通框架粱，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應(yīng)在計(jì)算的總體信息巾將連粱的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架粱要求，控制砼壓區(qū)高度，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70％～80％來解決，按強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁的延性要求進(jìn)行計(jì)算。
三、高層住宅建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)案例分析
（一）工程概況
某小區(qū)6#樓，總建筑面積約9881萬m2，房屋總高度46.5m，主樓共1,3層，平面尺寸為57m×13m，底層層高4.1m，二層層高3.4m，作商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)使用，三～十二層為住宅層層高3.0m，以上十三層為閣樓層及機(jī)房，裙房OA一I／OA軸為一層自行車庫(kù)，22～26軸為二層樓商店。
本工程的平面體型較為復(fù)雜，呈弧形布置，住宅層結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的尺寸為6.1m，為Y向總尺寸的33％，接近《高層混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ3―2002限值，加上主、裙樓高差較大，故本工程設(shè)置了三道防震縫，將上部結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元，即主樓為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，裙樓為二個(gè)結(jié)構(gòu)單元。由于主樓結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，甲方要求不設(shè)縫處理，故采取約28m處設(shè)置后澆帶一道，并采取一定結(jié)構(gòu)措施，成為一個(gè)剛度較好的抗側(cè)力體系，一層車庫(kù)部分及二層商店部分，采取挑出式基礎(chǔ)，與主樓完全脫開，單獨(dú)形成結(jié)構(gòu)體系，單獨(dú)設(shè)計(jì)；由于業(yè)主要求承重構(gòu)件不能突出墻面，考慮到建筑功能需要，主樓部分采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，主樓十二層，屬高層建筑，剪力墻抗震等級(jí)按《高層混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ3-2002，按四級(jí)考慮，對(duì)于肢長(zhǎng)小于1．6m的剪力墻按短肢剪力墻考慮，單獨(dú)計(jì)算。
（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)措施
短肢剪力墻設(shè)計(jì)為了保證結(jié)構(gòu)有足夠的抗側(cè)剛度，設(shè)計(jì)中將電梯井道與樓梯間的剪力墻形成本結(jié)構(gòu)的核心筒，其余剪力墻采用短肢剪力墻通過連梁連接，形成了具有一定抗側(cè)力的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：地震作用下的抗扭能力較弱，因此本工程設(shè)計(jì)中將一般剪力墻布置在建筑四角處，短墻肢盡量均勻?qū)ΨQ布置，以減小水平力作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，且短墻肢兩個(gè)方向都有連接，即截面型式多采用L、T型。少量短墻肢由于建筑需要采用了一字型，為了減少剪力墻平面外彎矩，設(shè)計(jì)時(shí)盡量不布置與之垂直相交的大跨度單側(cè)樓面梁，避免不了的墻肢，盡量設(shè)端柱，短肢剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比按規(guī)范要求控制在5～8范圍內(nèi)，并且保證每一段墻肢長(zhǎng)度不小于1．2m，另外，對(duì)短肢剪力墻的軸壓比均控制在0．7以內(nèi)，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率均大于1．2‰由于短肢剪力墻的肢長(zhǎng)較短，故截面配筋型式參照異形柱，縱向鋼筋間距不大干200mm，箍筋肢距不大干300mm，箍筋間距100mm。
連梁設(shè)計(jì)本工程中，由于剪力墻數(shù)量較多，且比較分散，布置均勻，墻肢較短，各片剪
力墻之間抗側(cè)剛度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墻受力較均勻，因此，構(gòu)成剪力墻壁的主要構(gòu)件連梁無超筋現(xiàn)象，跨高比>5的連梁按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)(頂層處按連梁的構(gòu)造要求配筋)，其余連梁按《高層混凝土沒許規(guī)程》JGJ3―2002規(guī)定設(shè)計(jì)，為保證樓層處的梁連成一個(gè)整體，框架梁、連梁及暗梁設(shè)有一定數(shù)量的縱向鋼筋拉通。
結(jié)論
隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，滿足高層建筑的結(jié)構(gòu)形式將日趨復(fù)雜多元化，在對(duì)其設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中必須要根據(jù)它的受力特點(diǎn)，全面充分的了解對(duì)其損害的不同機(jī)理，從而選擇合理的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)：
［論文關(guān)鍵詞］高層建筑；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)體系
我國(guó)改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，近十幾年我國(guó)已建成高層建筑萬棟，建筑面積達(dá)到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場(chǎng)80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國(guó)際商會(huì)中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進(jìn)程加速發(fā)展，全國(guó)各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設(shè)計(jì)人員，必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有：
（一）水平力是設(shè)計(jì)主要因素
在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。
（二）側(cè)移成為控指標(biāo)
與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：
1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。
4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設(shè)計(jì)要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。
地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
（六）概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同樣重要
抗震設(shè)計(jì)可以分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行分析。實(shí)踐表明，在設(shè)計(jì)中把握好高層建筑的概念設(shè)計(jì)也是很重要的。
二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強(qiáng)構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍
目前國(guó)內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。
1.框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。
框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計(jì)算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。
框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風(fēng)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重。
框架結(jié)構(gòu)的適用范圍：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟(jì)的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)中。
2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個(gè)房屋的抗剪強(qiáng)度和剛度，墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分格構(gòu)件。
剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點(diǎn)，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會(huì)議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長(zhǎng)和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時(shí)可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強(qiáng)梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個(gè)或多個(gè)筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有：
（1）框架—筒體結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)類似框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。
（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個(gè)筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個(gè)多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。目前國(guó)內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場(chǎng)大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。
（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個(gè)剪力墻薄壁筒體，每個(gè)筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面形狀復(fù)雜的建筑中。
（4）巨型結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)是由若干個(gè)巨柱（通常由電梯井或大面積實(shí)體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個(gè)樓層設(shè)一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級(jí)巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級(jí)結(jié)構(gòu)，它只是將樓面荷載傳遞到第一級(jí)框架結(jié)構(gòu)上去。這種結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)形式，也可應(yīng)用，如薄殼、懸索、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等，不過目前應(yīng)用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結(jié)構(gòu)。
［參考文獻(xiàn)］
［1］GB50011－2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.
［2］GB50010－2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.
關(guān)鍵詞：剪力墻； 高層建筑； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
前言
隨著我國(guó)住房需求的不斷增大，單位建設(shè)用地日益緊張，土地是不可再生資源，高層建筑便有很大的發(fā)展空間，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入探討和研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性，又可以使室內(nèi)空間合理、墻面平整，所以高層建筑結(jié)構(gòu)中越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu)。由于其具有優(yōu)越的抗震性能和良好的承載能力，而得到了人們的廣泛關(guān)注，這種結(jié)構(gòu)尤其適用于高層建筑。根據(jù)剪力墻的一般設(shè)計(jì)規(guī)則，為了滿足多功能高層建筑體系的需要，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需要遵守一些其他相應(yīng)的原則。本文對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)提出了些許建議，以期被廣大建筑行業(yè)人士采用。
一、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及它的分類分析與研究
剪力墻結(jié)構(gòu)是一種用鋼筋混凝土的墻板代替?zhèn)鹘y(tǒng)框架結(jié)構(gòu)之中的梁柱，以承受水平力和豎向力的結(jié)構(gòu)。剪力墻的特點(diǎn)是其墻肢的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于墻肢厚度，其在水平面以內(nèi)具有極大的承載力和剛度，在水平面以外，承載力和剛度相對(duì)較小。剪力墻的墻肢屬于偏心受拉或受壓構(gòu)件。除此之外，剪力墻還可承受除彎矩和水平剪力以外的豎向力。在剪力、軸力和彎矩共同作用下，剪力墻的水平力就像一個(gè)懸臂深梁，其底部牢牢地固定于基礎(chǔ)之上。剪力墻的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：1） 剪力墻承載能力優(yōu)越，抗側(cè)力能力強(qiáng)，通常用于高層建筑；2） 剪力墻充分利用空間，可以節(jié)約層高；3） 剪力墻結(jié)構(gòu)的室內(nèi)空間相比梁柱結(jié)構(gòu)來說要寬敞簡(jiǎn)潔，但也有其缺點(diǎn)，那就是其建筑平面的設(shè)置不是很靈活，住戶不能對(duì)室內(nèi)的布局進(jìn)行改造；4） 施工比較麻煩，造價(jià)也比較高；5） 其結(jié)構(gòu)的自身重力大，可以吸收的地震能量大。
剪力墻由于其自身空洞的數(shù)量和大小有所不同，這些不同會(huì)導(dǎo)致剪力墻的內(nèi)力分布、變形狀態(tài)和受力特點(diǎn)產(chǎn)生不同。據(jù)此，通常可以將剪力墻氛圍聯(lián)肢墻、整體小開洞墻和整截面墻三大類。其中每一類都各具特點(diǎn)：1） 聯(lián)肢墻：是指當(dāng)剪力墻洞口呈現(xiàn)豎向成列的布置時(shí)，其洞口的面積會(huì)超過剪力墻總面積的16%，各個(gè)墻體之間由一些連梁進(jìn)行連接。2） 整體小開洞墻：是指當(dāng)剪力墻的洞口稍大，成列布置，上下對(duì)齊，形成了明顯的連梁和墻肢，其剛度分布均勻。3） 整截面墻：是指剪力墻的洞口面積小于其墻體總面積的16%，或者不開洞口。如果開洞口，洞口的長(zhǎng)邊尺寸都小于洞口的凈距和洞口到剪力墻墻邊的凈距。此時(shí)剪力墻的受力情況就像一個(gè)整體懸臂構(gòu)件。
二、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則分析與研究
高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證期安全性和高質(zhì)量，通常有一些設(shè)計(jì)原則。在剪力墻的結(jié)構(gòu)中，剪力墻最好沿主軸的方向，或者其他的方向進(jìn)行雙向布置。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剪力墻中，要避免僅僅在單向布置墻體的形式，這樣可以保證剪力墻結(jié)構(gòu)有比較好的空間性能。同時(shí)最好使兩個(gè)受力的方向，在抗側(cè)剛度方面要接近。另外，剪力墻結(jié)構(gòu)的數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，其布置要均勻。如果剪力墻布置地過少，那么其結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度就會(huì)有欠缺；當(dāng)剪力墻布置地過多時(shí)，其墻體又會(huì)得不到充分地利用，這樣就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度太大，進(jìn)而導(dǎo)致地震力偏大，其結(jié)構(gòu)的重量也會(huì)增加，這就會(huì)存在諸多的不利性。對(duì)于剪力墻的墻肢截面來說，最好按照規(guī)則、簡(jiǎn)單的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。其門窗的洞口最好是成列布置并且上下對(duì)齊的，以形成非常明顯的連梁和墻肢。在剪力墻的抗震設(shè)計(jì)方面，對(duì)于小于三級(jí)抗震能力的剪力墻來說，其底部的加強(qiáng)部位最好不要采用錯(cuò)洞墻的設(shè)計(jì)。除此之外還用保證剪力墻的布置是自下而上的連續(xù)性布置，以避免其剛度的突變，從而影響其安全性能。剪力墻在設(shè)計(jì)時(shí)，除了要要滿足其位移的限值要求之外，還需保證框剪結(jié)構(gòu)里，各抗側(cè)力元件的作用要滿足經(jīng)濟(jì)、安全、合理等要求。剪力墻的合理數(shù)量在設(shè)計(jì)時(shí)也是有原則的，即在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，要盡量減少剪力墻的數(shù)量。此外，設(shè)計(jì)規(guī)范中還規(guī)定，剪力墻的框架部分，其承擔(dān)的剪力必須大于等于剪力墻底部總作用力的20%，或者不小于各層框架所承受地震總剪力之中最大數(shù)值的1.5倍。對(duì)于剪力墻邊緣構(gòu)造和配筋結(jié)構(gòu)、厚度等來說，還有其特殊的設(shè)計(jì)原則。1） 剪力墻邊緣構(gòu)造。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的研究表明，矩形截面的剪力墻結(jié)構(gòu)，其延性要比槽形或工字形截面的剪力墻結(jié)構(gòu)差。計(jì)算分析的研究也表明，當(dāng)增加剪力墻的墻肢截面翼緣時(shí)，也可以顯著提高剪力墻的延性。因此在矩形墻的兩端可以設(shè)置約束性的邊緣構(gòu)件，這樣既可以顯著提高整個(gè)墻體的延性，同時(shí)還可以避免剪力墻在水平方向發(fā)生剪切滑動(dòng)，從而提高其抗剪切的能力。在 2002 年實(shí)施的建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)規(guī)范中，根據(jù)剪力墻的受力狀況及其結(jié)構(gòu)類型不同，可以將邊緣構(gòu)件分為構(gòu)造邊緣構(gòu)件和約束邊緣構(gòu)件兩大類。2） 剪力墻結(jié)構(gòu)中的配筋問題和厚度。剪力墻中又水平和豎向兩種配筋的布置方式，水平配筋在設(shè)計(jì)時(shí)，如果建筑物的特點(diǎn)是又高又長(zhǎng)，那么應(yīng)適當(dāng)增加配筋的數(shù)量。豎向配筋的數(shù)量不宜過度，過多對(duì)抗震性能不利。
三、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些建議
在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合筆者多年來的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提幾條設(shè)計(jì)建議。1） 要注重轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。高層建筑的形式功能日漸多樣化，其結(jié)構(gòu)布置通常也會(huì)有許多變式，所以需要設(shè)置一些轉(zhuǎn)換構(gòu)件，以將上下結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。尤其是對(duì)于那些具有底部大空間的高位轉(zhuǎn)換部分，在設(shè)計(jì)時(shí)尤其需要慎重。最好選擇一些重量和剛度都比較小的轉(zhuǎn)換構(gòu)件。在設(shè)計(jì)計(jì)算式，最好多取機(jī)組振型數(shù)。最終確定哪些可能的軟弱環(huán)節(jié)，以更好地對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。2） 合理設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)。對(duì)于那些層數(shù)比較小，例如低于 20 層的高層建筑，在剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)可以設(shè)計(jì)成短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)。這對(duì)于減少建筑的建筑造價(jià)具有重要意義，同時(shí)還可以增加整個(gè)建筑的承重能力，從而提高其安全性和實(shí)用性。3） 有效利用短肢墻。在框支的剪力墻結(jié)構(gòu)體系之中，其上部的剪力墻可以設(shè)置成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。同樣在此結(jié)構(gòu)中，如果是為了減少剪力墻上下層之間的剛度比，最好將剪力墻上部的剛度減小（也即轉(zhuǎn)而采用短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)），而不宜采用將剪力墻下層剛度增加的方法，這樣可明顯改善其經(jīng)濟(jì)效果。4） 不宜出現(xiàn)獨(dú)立的小墻肢結(jié)構(gòu)。在我國(guó)的 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中指出，“矩形截面獨(dú)立墻肢的截面高度不宜小于截面寬度的5 倍。”在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，獨(dú)立的小墻肢一般可通過設(shè)置合并洞口的方法來消除，也可以對(duì)剪力墻進(jìn)行合理布置，以將小墻肢轉(zhuǎn)換成墻體的翼緣。
四、結(jié)語(yǔ)
因此 ,剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞 ,也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)剪弱彎的原則 ,同時(shí)要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服 ,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。所以要注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題，加大新技術(shù)的研究，這樣建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就會(huì)更加安全、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程．JGJ3—2002．
關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；施工
Abstract: with the development of economy, architectural requirements and have perfect sex, residential building top main structure must be designed to convert layer. With many years work experience, analysis of the main girder storey structure form and characteristics, this paper expounds the conversion layers should pay attention to in the design of principle problems, and put forward the high-rise buildings beam type conversion layers structure design of the key points.
Keywords: high building; Beam type conversion layers; construction
中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，高層建筑一般上部需要較多的墻體來分隔空間以滿足住宅戶型的需要；而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網(wǎng)、少墻體，以滿足公共使用要求。這樣的建筑上部樓層部分豎向構(gòu)件（剪力墻、框架柱）不能直接連續(xù)貫通落地時(shí)，為了滿足建筑要求就必須在上下不同結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：梁式轉(zhuǎn)換層、板式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層、桁架式轉(zhuǎn)換層、空腹桁架式轉(zhuǎn)換層等。
1梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式
高層建筑結(jié)構(gòu)下部受力比上部大，按常理來說，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中就要考慮下部的剛度要大于上部結(jié)構(gòu)；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網(wǎng)，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設(shè)計(jì)中是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)楦邔咏ㄖ氖褂霉δ軐?duì)空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就要考慮反常規(guī)設(shè)計(jì)方法。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3－2002）中，規(guī)范對(duì)轉(zhuǎn)換梁的最小高度和寬度作如下規(guī)定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應(yīng)方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的2倍，且不易小于400mm；當(dāng)梁上托柱時(shí)，尚不應(yīng)小于梁寬方向的柱截面寬度。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁高不小于其跨度的1／6；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁高不小于跨度的1／8。從該設(shè)計(jì)規(guī)程中可知，采取這些限制主要是保證轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的整體剛度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的可靠性。
1.1梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式
實(shí)際工程中應(yīng)用的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)有多種形式，主要原理就是利用下部的轉(zhuǎn)換大梁來支托上部結(jié)構(gòu)。
1.2梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)受力機(jī)理分析
梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的傳力途徑為墻―梁―柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計(jì)算。轉(zhuǎn)換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉(zhuǎn)換大梁的相對(duì)剛度和轉(zhuǎn)換大梁與下部支撐結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度影響。為弄清轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)與上部墻體共同工作的性能，對(duì)轉(zhuǎn)換梁承托層數(shù)對(duì)其內(nèi)力的影響用有限元程序進(jìn)行了分析，從分析結(jié)果中我們知道，對(duì)一般結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換大梁，上部墻體考慮三層與考慮4層、5層內(nèi)力的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力差異不大于5％，故在分析計(jì)算時(shí)可只考慮計(jì)算3層。從計(jì)算分析不論轉(zhuǎn)換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)換大梁中的彎矩就會(huì)比不考慮上部墻體作用要小，同時(shí)轉(zhuǎn)換大梁也會(huì)有一段范圍出現(xiàn)受拉區(qū)。
2梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1結(jié)構(gòu)豎向布置
高層建筑的側(cè)向剛度宜下大上小，且應(yīng)避免剛度突變。然而帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)顯然有悖于此，因此對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度作了專門規(guī)定。對(duì)該工程而言，屬于“高位轉(zhuǎn)換”。轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比宜接近于1，不應(yīng)大于1.3。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)把握的原則歸納起來，就是要強(qiáng)化下部，弱化上部。可以采用的方法有以下幾種：1）與建筑專業(yè)協(xié)商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時(shí)甚至可在底部增設(shè)部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設(shè)置外，還與建筑專業(yè)協(xié)商后，讓兩側(cè)各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強(qiáng)了底部剛度。
2）加大底部剪力墻厚度。轉(zhuǎn)換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為600mm，其余部分的厚度取為400mm。
3）底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。
4）提高底部柱、墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)，采用C50混凝土。
5）適當(dāng)減少轉(zhuǎn)換層上部剪力墻數(shù)目，控制剪力墻厚度，并可在某些較長(zhǎng)剪力墻中部開結(jié)構(gòu)洞，以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對(duì)控制剛度比有利，還可減輕建筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結(jié)構(gòu)自振周期，減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后，轉(zhuǎn)換層上下剛度比在X方向?yàn)?.725，在Y方向?yàn)?.813，滿足規(guī)范要求，效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求，但畢竟工程仍屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層及其下各層為結(jié)構(gòu)薄弱層，因而應(yīng)將該兩層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù)。
2.2結(jié)構(gòu)平面布局
工程底部為框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，體型簡(jiǎn)單、規(guī)則；上部為純剪力墻結(jié)構(gòu)。在剪力墻平面布置上，東西向完全對(duì)稱，南北向質(zhì)量中心與剛度中心偏差不超過2m，結(jié)構(gòu)偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強(qiáng)抗扭效果。查閱計(jì)算結(jié)果，扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于1.3，均滿足平面布置及控制扭轉(zhuǎn)的要求。可見工程平面布局規(guī)則合理，抗扭效果良好。
3梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造
由框支主梁承托轉(zhuǎn)換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉(zhuǎn)換，受力復(fù)雜。框支主梁除承受其上部剪力墻的作用外，還需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩，框支主梁易受剪破壞。對(duì)于有抗震設(shè)防要求的建筑，為了改善結(jié)構(gòu)的受力性能，提高其抗震能力，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎(chǔ)，做成落地剪力墻與框支墻協(xié)同工作的受力體系。
3.1轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求
轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計(jì)算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉(zhuǎn)換梁不宜開洞，若需要開洞，洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強(qiáng)措施，箍筋要加密，以增強(qiáng)其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計(jì)算時(shí)宜將剪力設(shè)計(jì)值乘放大系數(shù)1.2。當(dāng)洞口內(nèi)力較大時(shí)，可采用型鋼構(gòu)件來加強(qiáng)。
轉(zhuǎn)換梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。轉(zhuǎn)換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設(shè)計(jì)時(shí)為0.3％，轉(zhuǎn)換梁中主筋不宜有接頭，轉(zhuǎn)換梁上部主筋至少應(yīng)有50％沿梁全長(zhǎng)貫通，下部主筋應(yīng)全部貫通伸入柱內(nèi)。
3.2框支柱的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求
框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計(jì)算確定。地震作用下框支柱內(nèi)力需調(diào)整。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框支柱的柱頂彎矩應(yīng)乘以放大系數(shù)，并按放大后的彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行配筋；剪力調(diào)整――框支柱承受的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定采用：框支柱的數(shù)目不多于10根時(shí)，當(dāng)框支層為1～2層時(shí)，每層每根柱承受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的2％；當(dāng)框支層。為3層及3層以上時(shí)，各層每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的3％；框支柱的數(shù)目多于10根時(shí)，當(dāng)框支層為1～2層時(shí)，每層每根柱承受的剪力之和應(yīng)取基底剪力的20％；當(dāng)框支層為3層及3層以上時(shí)，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪力的30％；框支柱剪力調(diào)整后，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調(diào)整。
框支柱全部縱向鋼筋配筋率，抗震等級(jí)一級(jí)時(shí)不小于1.2％，二級(jí)時(shí)不小于1.0％，三級(jí)時(shí)不小于0.9％，四級(jí)及非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不小于0.8％。縱向鋼筋間距抗震設(shè)計(jì)時(shí)不大于200mm，且不小于80mm，全部縱向鋼筋配筋率不宜大于4％。
3.3轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計(jì)方法
目前國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作普遍采用的轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法。主要有：應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法。對(duì)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行有限元分析得到的結(jié)果是應(yīng)力及其分布規(guī)律，為能直接應(yīng)用轉(zhuǎn)換梁有限元法分析后的應(yīng)力大小及其分布規(guī)律進(jìn)行截面的配筋計(jì)算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔(dān)鋼筋達(dá)到其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。受壓區(qū)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
3.4轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的選擇
托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部普通框架時(shí)，在轉(zhuǎn)換梁常用截面尺寸范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部斜桿框架時(shí)，轉(zhuǎn)換梁將承受軸向拉力，此時(shí)應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。
3.5托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)
當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨不開洞時(shí)，轉(zhuǎn)換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法宜采用深梁截面設(shè)計(jì)方法或應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法，且計(jì)算出的縱向鋼筋應(yīng)沿全梁高適當(dāng)分布配置。由于此時(shí)轉(zhuǎn)換梁跨中較大范圍內(nèi)的內(nèi)力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截?cái)嗪蛷澠穑瑧?yīng)全部伸入支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體為小墻肢時(shí)，轉(zhuǎn)換梁基本上可按普通梁的截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉(zhuǎn)換梁的底部。
4結(jié)語(yǔ)
通過高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐，體會(huì)如下：根據(jù)建筑平面及功能要求合理選擇轉(zhuǎn)換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置，正確選擇各分部的抗震等級(jí)，構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)注重抗震延性設(shè)計(jì)的概念，對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]期刊論文.帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-沿海企業(yè)與科技 11/1(11)
關(guān)鍵詞：高層建筑；轉(zhuǎn)換層；設(shè)計(jì)
Abstract: beam switching structure is one of the most common structure in the transition structure conversion form. Force is clear, it has the force directly, less cost etc. Characteristics. Beam switching structure is widely applied in the frame supported shear wall structure. Therefore, this paper discusses beam transformation layer structure design method has very important practical significance.
Key words: high-rise buildings; The transformation layer; design
中圖分類號(hào)：TU972文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)
一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)概念的提出
近年來，國(guó)內(nèi)外高層建筑發(fā)展迅速，現(xiàn)代建筑越建越高、越建越大，其建筑向著體形復(fù)雜、功能多樣的綜合性方向發(fā)展。從建筑功能上看，上部需要小開間的軸線布置和需要較多的墻體以滿足公寓客房的功能要求：中部則需要小的或中等大小的室內(nèi)空間，可以在柱網(wǎng)中布置一定數(shù)量的墻體以滿足辦公用房的功能要求：下部需要盡可能大的自由靈活的室內(nèi)空間，要求柱網(wǎng)大、墻體盡量少，以滿足商場(chǎng)、餐飲等公共設(shè)施的功能要求。從建筑結(jié)構(gòu)上說，要想實(shí)現(xiàn)建筑使用功能的多樣性，結(jié)構(gòu)應(yīng)上部布置小空間、下部布置大空間：上部布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱。為了實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，上部豎向構(gòu)件通過水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與下部豎向構(gòu)件相連，這樣構(gòu)成的高層建筑結(jié)構(gòu)稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)（Transfer Floor Structure）將不同的結(jié)構(gòu)類型連接起來，使得結(jié)構(gòu)在豎向具有不同的柱網(wǎng)及墻體布置。一般而言，當(dāng)高層建筑下部樓層豎向結(jié)構(gòu)體系或形式與上部樓層差異較大，或者下部樓層豎向結(jié)構(gòu)軸線距離擴(kuò)大或上、下部結(jié)構(gòu)軸線錯(cuò)位時(shí)，就必須在結(jié)構(gòu)改變的樓層布置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)一般可分為4種基本結(jié)構(gòu)形式，即：梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(包括托梁和雙向梁格)、桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(包括空腹桁架)、箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
梁式轉(zhuǎn)換層一般運(yùn)用于底部大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系，它是將上部剪力墻落在框支梁上,再由框支柱支撐框支梁的結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)需要縱橫向同時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí),則采用雙向梁布置。梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)和施工均較為簡(jiǎn)單,傳力較為明確,是目前應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)換型式。它的缺點(diǎn)在于,當(dāng)上下軸線錯(cuò)位布置時(shí),需增設(shè)較多的轉(zhuǎn)換次梁,空間受力較為復(fù)雜,此時(shí)應(yīng)對(duì)框支主梁進(jìn)行應(yīng)力分析。
二、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問題
目前在多、高層建筑中，開發(fā)商多要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設(shè)計(jì)中也往往首先想到采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來完成上、下層建筑物功能的轉(zhuǎn)換。但一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)前轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)沒有相關(guān)的可遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使設(shè)計(jì)人員難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、截面確定、計(jì)算模型確定、計(jì)算方法確定，計(jì)算結(jié)果應(yīng)用以及配筋方法的實(shí)施等一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟。這種現(xiàn)狀與我國(guó)當(dāng)前高層建筑的迅猛發(fā)展是不相適應(yīng)的。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層具有與一般結(jié)構(gòu)層相比結(jié)構(gòu)重量大、結(jié)構(gòu)層剛度大、幾何尺寸超大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣的尺寸和重量意味著轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)組成了建筑物的主要構(gòu)件。它們?cè)O(shè)計(jì)的是否合理、安全、經(jīng)濟(jì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工費(fèi)用等有著重要影響。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法，主要是針對(duì)形式簡(jiǎn)單、受力相對(duì)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換梁，對(duì)于受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換梁還沒有深入研究。即便是對(duì)于形式簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設(shè)計(jì)概念不明確，設(shè)計(jì)原則不準(zhǔn)確。對(duì)于轉(zhuǎn)換梁的配筋方法也限于用普通梁的配筋方法加以套用，造成轉(zhuǎn)換梁截面超大、配筋偏多、配筋構(gòu)造無法實(shí)現(xiàn)、施工困難等現(xiàn)象。
三、梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)原則
高層建筑中梁氏轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時(shí)在梁氏轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，故梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：
（1）盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。
（2）設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1／6，才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理，轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能起到較好的作用。
（3）轉(zhuǎn)換層樓板采用了“樓板在平面內(nèi)剛度無限大”的假定，因而得到了所有框支柱和剪力墻的位移相等水平力按框支柱和落地剪力墻的剛度按比例分配。實(shí)際上，轉(zhuǎn)換層樓板要將上部結(jié)構(gòu)的水平剪力傳遞到底部結(jié)構(gòu)上去，本身承受很大的平面內(nèi)剪力，同時(shí)又承受部分豎向荷載，樓板自身在平面內(nèi)受力很大，有顯著的變形，因此要求樓板要有足夠的強(qiáng)度和剛度。
（4）轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對(duì)稱布置。梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中，以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí)，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，帶動(dòng)立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力。
（5）全面細(xì)致的計(jì)算作為整體結(jié)構(gòu)中一個(gè)重要組成部分，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)必須采用符合實(shí)際受力變形狀態(tài)的計(jì)算分析，而且應(yīng)該建立模型進(jìn)行三維空間整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。或者可采用有限元方法對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部補(bǔ)充計(jì)算，此時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以上，至少取兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部計(jì)算模型，并注意模型邊界條件符合實(shí)際工作狀態(tài)。
四、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題
（一）整體分析的計(jì)算要點(diǎn)
1、 帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的空間受力體系，必須將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，應(yīng)確定較能反映結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的實(shí)際受力狀況的力學(xué)模型，選取合適的三維空間分析軟件進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。
2、抗震計(jì)算中，宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì) 算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)少于15，且應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。
3、應(yīng)采用彈性時(shí)稱分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算；必要時(shí)宜采用彈塑形靜力或動(dòng)力分析方法驗(yàn)算薄弱層彈塑形變形。
4、8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換構(gòu)件還應(yīng)考慮豎向地震的作用，可采用反映譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算；近似考慮，也可取構(gòu)件重力荷載代表值的10%；
5、轉(zhuǎn)換層是薄弱樓層，不論其豎向側(cè)向剛度是否滿足規(guī)范要求，其地震剪力應(yīng)乘以 1.15 的增大系數(shù)特一級(jí)一級(jí)二級(jí)轉(zhuǎn)換構(gòu)件水平地震作用內(nèi)力應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.8 ，1.5，1.25。
6、框支轉(zhuǎn)換中，由于轉(zhuǎn)換層以下的落地剪力墻剛度遠(yuǎn)大于框支柱，為提高剪力墻裂縫開展后框支柱的承載力安全度，應(yīng)對(duì)框支柱的剪力作相應(yīng)調(diào)整
（二）改善和提高框支剪力墻抗震性能
改善和提高框支剪力墻抗震性能的基本思路大體分為兩類：
（1）從選型上著手，通過調(diào)整各層間剛度，使各層剛度相差不大或盡量減小各層間的剛度差。可供選擇的方案有：對(duì)每片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行調(diào)整；對(duì)過渡層剛度進(jìn)行調(diào)整；在框支墻基礎(chǔ)上在底部四周增加抗側(cè)移的墻或柱，形成所謂的大底盤大空間結(jié)構(gòu)；在剪力墻上設(shè)人為豎縫等。各種方案都有其相應(yīng)的適用范圍和條件：第一種處理方案為保證底層有較大的空間，剛度調(diào)整的幅度不變大，所以采用第一種處理方案時(shí)結(jié)構(gòu)的抗震性能不會(huì)有明顯提高；第二種處理方法必須在滿足樓面有足夠整體性及剛度條件下，才能有效提高結(jié)構(gòu)的抗震性能：第三種方案要求在結(jié)構(gòu)的底部設(shè)置裙房，須較大的占地面積：第四種方案主要是針對(duì)低矮剪力墻在強(qiáng)震下常發(fā)生剪壓破壞，引起剪力墻延性差的情況提出的。
（2）從配筋上著手；為保證框支柱的延性和提高柱的抗側(cè)剛度，可在柱內(nèi)埋置。
（三）轉(zhuǎn)換大梁的豎向位移對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響
1、轉(zhuǎn)換層上一層柱剪力過大問題
由于轉(zhuǎn)換大梁跨度較大，承受很大的豎向荷載，轉(zhuǎn)換大梁產(chǎn)生較大的豎向位移，從而使得與其剛接的上層柱產(chǎn)生較大的附加彎矩和附加剪力。如果轉(zhuǎn)換大梁的剛、度不夠大，結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)轉(zhuǎn)換大梁上一層柱截面調(diào)整(在可接受的范圍內(nèi))始終無法滿足抗剪承載力的要求，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟筠D(zhuǎn)換大梁的截面高度，減少梁的豎向位移，同時(shí)也減少上層柱的內(nèi)力，滿足上層柱剪切承載力的要求。作為一種可選用的方案考慮設(shè)置預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換大梁，以預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的預(yù)壓力來平衡部分荷載，達(dá)到減少轉(zhuǎn)換大梁豎向位移的目的，減小上層柱的內(nèi)力，改善上層柱的受力性能。同時(shí)預(yù)應(yīng)力的施加能抑制轉(zhuǎn)換大梁的裂縫的開展，抵抗溫度變化對(duì)框支梁產(chǎn)生的應(yīng)力。
2、轉(zhuǎn)換大梁剛度對(duì)上部框架梁的影響
轉(zhuǎn)換大梁相鄰兩上部結(jié)構(gòu)柱之間產(chǎn)生位移差，此位移差使得連接柱的框架梁(各層均同)產(chǎn)生較大的附加彎矩。當(dāng)轉(zhuǎn)換大梁剛度較小，柱間距也相對(duì)較小時(shí)，上部各層框架梁附加彎矩相當(dāng)大，要引起足夠重視。
（四）轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)
1、托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)
當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部普通框架時(shí)，在轉(zhuǎn)換梁常用截面尺寸范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算；當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部斜桿框架時(shí)，轉(zhuǎn)換梁將承受軸向拉力，此時(shí)應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。
2、托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)
當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨不開洞時(shí)，轉(zhuǎn)換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法宜采用深梁截面設(shè)計(jì)方法或應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法，且計(jì)算的縱向鋼筋應(yīng)沿全梁高適當(dāng)分布配置。由于此時(shí)轉(zhuǎn)換梁跨中較大范圍內(nèi)的內(nèi)力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截?cái)嗪蛷澠穑瑧?yīng)全部伸人支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨且開較多門窗洞或不滿跨但剪力墻的長(zhǎng)度較大時(shí)，轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法也宜采用深梁截面設(shè)計(jì)方法或應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法，縱向鋼筋的布置則沿梁下部適當(dāng)分布配置，且底部縱向鋼筋不宜截?cái)嗪蛷澠穑瑧?yīng)全部伸入支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體為小墻肢時(shí)，轉(zhuǎn)換梁基本上可按普通梁的截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉(zhuǎn)換梁的底部。轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)形式有很多種，目前高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的實(shí)際工程應(yīng)用也很多。一般而言，高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的分析必須按施工模擬，使用各階段及施工實(shí)際支撐情況分別進(jìn)行計(jì)算，以反映結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的真實(shí)情況。施工過程中的力學(xué)問題應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員和施工人員的高度重視。
（五）搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是一種新穎的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系。
1、設(shè)計(jì)原則
轉(zhuǎn)換柱作為轉(zhuǎn)換構(gòu)件，混凝土用料較少造價(jià)低、自重小，轉(zhuǎn)換層本層建筑空間可充分利用，上下層沿豎向剛度突變較小。以利用搭接柱實(shí)現(xiàn)沿建筑立面的外擴(kuò)為例，搭接柱可將上層柱受力傳遞到下層柱，。但需注意的是搭接柱上方樓蓋承受過分大的拉力，易成為薄弱部位，搭接柱轉(zhuǎn)層上部一兩層樓蓋仍可能受到影響，承受拉力；轉(zhuǎn)換層下方樓蓋主要承受壓力。其承載能力相對(duì)較高。標(biāo)準(zhǔn)層外筒框架軸力向下傳遞使搭接柱本身受力復(fù)雜，所受壓力、剪立、彎矩都較大。
2、搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的工作原理
搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下的安全度和可靠度，主要取決于搭接塊相連樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度的控制。樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度得到控制和滿足，重力荷載作用下，次內(nèi)力（柱、梁、板、墻的彎矩、剪力）及搭接柱變形就能受到控制，整個(gè)搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)就能正常工作。搭接塊相連樓蓋梁板承載能力和軸向剛度控制是搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)重力荷載作用下正常工作的關(guān)鍵技術(shù)。
3、貫通落地筒體-框架結(jié)構(gòu)工作特性
搭接柱轉(zhuǎn)換基本保證了框架柱直接落地整體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性及地震作用下的工作狀態(tài)與貫通落地筒體-框架結(jié)構(gòu)無異。框架柱搭接轉(zhuǎn)換本質(zhì)是弱化了框架抗側(cè)作用，更進(jìn)一步強(qiáng)化了核心筒體的抗側(cè)作用。因此核心筒體為整體結(jié)構(gòu)最主要的抗側(cè)力構(gòu)件，其承載力、延性和截面尺寸應(yīng)予以保證，當(dāng)筒體自下而上變化混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸及配時(shí)，美籍變化均因延伸至搭接柱區(qū)段上一層，且需逐漸變化減弱搭接柱轉(zhuǎn)換引起局部剛度退化應(yīng)力集中的影響，保證整體機(jī)構(gòu)抗震承載能力不致突變。
4、搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
為了了解搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在總理荷載、地震荷載組合效應(yīng)下的工作狀況，整體桿系、局部有限元分析十分必要，主要的軟件可用SATWE、PMSAP等等。
結(jié)束語(yǔ)
目前，國(guó)內(nèi)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)逐漸增多，但 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還有待進(jìn)一步總結(jié)和完善。通過對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)
計(jì)思路和構(gòu)造要求的深入了解，選擇合理的結(jié)構(gòu)布置方式和構(gòu)造設(shè) 計(jì)方法是關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)布置的合理與否直接影響建筑的質(zhì)量與使用性 能，同時(shí)也與建筑的經(jīng)濟(jì)性有密切關(guān)系。
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[關(guān)鍵詞]高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)；主體結(jié)構(gòu)；地基；框支結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）27-0389-01
1.現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析
1.1 起決定性因素的水平荷載是絕對(duì)不允許被忽視的，現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中：樓面使用荷載和建筑物的自重等因素將在豎構(gòu)件中通常引起與建筑物高度的一次方成正比例而水平荷載對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構(gòu)件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比的一定的軸力與彎矩?cái)?shù)值，所以，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風(fēng)荷載等水平荷載的數(shù)值則會(huì)隨著建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同，而會(huì)出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設(shè)計(jì)工作中進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算與周密分析的原因所在。
1.2 在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，軸向變形也是必須考慮進(jìn)去的，可能會(huì)由于數(shù)值較大的豎向荷載，軸向變形可能在柱中引起一定程度的發(fā)生，引起連續(xù)梁中間支座處的明顯減小的負(fù)彎矩值越來越明顯，也會(huì)產(chǎn)生影響預(yù)制構(gòu)件下料的長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)人員要依據(jù)軸向變形的實(shí)際計(jì)算值，合理調(diào)整下料長(zhǎng)度，而達(dá)到影響連續(xù)梁彎矩的目的。
1.3 設(shè)計(jì)工作還有一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)――側(cè)移，必須將水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移控制在一定的限度之內(nèi)，原因是：，側(cè)移在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)成為重要的控制指標(biāo)，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
1.4 設(shè)計(jì)工作還有一項(xiàng)重要指標(biāo)結(jié)構(gòu)延性，在相同的地震作用下變形相對(duì)而言比較大，相比較于小高層、多層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)相對(duì)更加柔軟一些。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的工藝與技術(shù)措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段后，依然會(huì)具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發(fā)生別的危險(xiǎn)。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例
本論文以某高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目為例，需要指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程與注意事項(xiàng)如下：建筑工程這個(gè)項(xiàng)目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20層，地下1層，建筑總高度達(dá)到78.3m，建筑總面積大約25萬m2。宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目建筑結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目所在地有著平坦的地形，以人工填土為主的表層，土層在垂直與水平方向有著非常穩(wěn)定的分布，一般第四紀(jì)沉積土層的以下部分。宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目建筑的結(jié)構(gòu)為二級(jí)安全等級(jí)，抗震設(shè)防重要性為丙類抗震設(shè)防，基本風(fēng)壓0.45kN/m2，抗震設(shè)防烈度為9度抗震設(shè)防烈度。
2.1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目的主體結(jié)構(gòu)采用的是剪力墻現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。其中框架的抗震等級(jí)為二級(jí)抗震等級(jí)，剪力墻的抗震等級(jí)為一級(jí)抗震等級(jí)。高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，設(shè)置框架柱在筒體周圍合理，這都是結(jié)合建筑物的實(shí)際使用功能。高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目在地下室頂板是結(jié)構(gòu)嵌固端，將板厚設(shè)定為180mm，板配筋為雙層、雙向形式的滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。這是為了充分考慮其承受與傳遞地震作用產(chǎn)生水平力的問題，這是由于本工程受到層高與使用功能的限制。
2.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員根據(jù)高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目X向基礎(chǔ)梁的尺寸為900×1800，Y向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000或1800×2000，這是由于所在地的地質(zhì)勘探及地基承載力的實(shí)際計(jì)算結(jié)果所決定的。高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，因此最終決定采用梁板式筏形為基礎(chǔ)，筒體四周的板厚為1.5m，剩下部位為1.0m板厚，所以，非常有可能導(dǎo)致導(dǎo)致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對(duì)較大。高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)過程中，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，進(jìn)行計(jì)算時(shí)采用彈性地基梁板基礎(chǔ)軟件，真實(shí)性與可靠性是能夠確保計(jì)算結(jié)果的。
2.3 框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1 框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結(jié)構(gòu)延性，在設(shè)計(jì)工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應(yīng)控制在0.5以內(nèi)。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm之間。底部加強(qiáng)區(qū)域的剪力墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時(shí)，在本工程長(zhǎng)厚比
2.3.2 框支柱設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目框支柱的抗震等級(jí)為二級(jí)，在本工程框支柱的剪力設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)值按照柱實(shí)配縱筋進(jìn)行計(jì)算，還要剪壓比應(yīng)控制在0.15以內(nèi)，乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)
2.3.3 箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個(gè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，箱形轉(zhuǎn)換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，采用專業(yè)的ANSYS有限元軟件對(duì)箱體上下層板的內(nèi)力進(jìn)行分析與計(jì)算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)中，樓板裂縫≤0.2mm，實(shí)配雙層、雙向通長(zhǎng)鋼筋。箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa以內(nèi)。
3.結(jié)語(yǔ)
由上述可以得出，對(duì)于設(shè)計(jì)中常見的效率與質(zhì)量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素與條件在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的影響與作用。應(yīng)及時(shí)引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法在設(shè)計(jì)過程之中，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料，從而達(dá)到有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體品質(zhì)的目的，這樣也會(huì)有利于項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1] 王平.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析[J]技術(shù)研發(fā).2010（06）.
關(guān)鍵詞：高層建筑；錯(cuò)層剪力墻；結(jié)構(gòu)；抗震性能
Abstract: With the increasing levels of the national economy, the requirements for the living environment has become increasingly high, split-level building is increasingly favored by real estate enterprises, the split-level seismic shear wall structure of high-rise buildings the performance analysis has become an important research topic in the current construction projects. This article to explore and analyze shear wall structure of a building split-level high-rise buildings as an example, analysis of the seismic performance of the engineering and construction of the proposed design recommendations to improve the quality of the split-level shear wall structure, ensure the seismic performance to meet the requirements to promote the development of China's engineering and construction.Keywords: high-rise buildings; split-level shear walls; structure; seismic performance
中圖分類號(hào)：TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
錯(cuò)層式建筑在空間設(shè)計(jì)上錯(cuò)落有致，在使用上也比較合理，為人們提供了更為舒適的居住環(huán)境。相對(duì)于高層建筑中的錯(cuò)層剪力墻抗震設(shè)計(jì)來說，錯(cuò)層中剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度如果達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的話，很容易造成結(jié)構(gòu)局部的構(gòu)件受力過于集中使其呈現(xiàn)出不規(guī)則現(xiàn)象，同時(shí)還會(huì)因不連續(xù)錯(cuò)層布置導(dǎo)致高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的受拉現(xiàn)象，大大降低了高層建筑的抗震性能。本文就以某幢高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討和分析，提出相關(guān)的設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，從而提高高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，保障其抗震性能符合要求。
1.高層建筑工程的概況
該工程為一幢地上20層，地下2層的高層建筑，其中建筑結(jié)構(gòu)的總體高度為60m，建筑層高為3m,平面尺度是54m乘以23m。根據(jù)該建筑的使用特點(diǎn)，該高層建筑工程屬于住宅建筑，在整個(gè)建筑通高范圍內(nèi)，將樓板錯(cuò)落布置在建筑中的各層中部，使其呈現(xiàn)出一種1.0m的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。在這項(xiàng)工程建筑中，其中抗震設(shè)防烈度為7度，在結(jié)構(gòu)上屬于二級(jí)安全等級(jí)，使用年限在50年左右，其抗震類別屬于丙類。由于該工程屬于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)建筑，采用的是鋼筋混凝土類型的剪力墻體系。對(duì)此，在整幢樓層剪力墻的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)上提高一級(jí)，其中要注意的是，除建筑頂部的水箱間和地下室的外墻以外，剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度為300mm。
2.該工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能分析
為了更好地研究高層建筑中錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能，該工程主要采用的是靜力和動(dòng)力彈塑性的分析方法，通過Abaqus設(shè)計(jì)軟件，解決剪力墻結(jié)構(gòu)在不同類型的震動(dòng)下非線性的響應(yīng)，分析結(jié)構(gòu)中各部件存在的破壞因素，整體評(píng)價(jià)該工程建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。
在高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能分析過程中，剪力墻和樓板之間可以采用多層鋼筋類型的分層殼單元進(jìn)行模擬，而在建筑的連梁可以采用空間梁柱單元進(jìn)行模擬。其中在鋼筋材料上利用雙線性類型的隨動(dòng)硬化模型，按照建筑材料的等級(jí)來劃分標(biāo)準(zhǔn)值，其中材料的強(qiáng)屈比是2.0，極限應(yīng)變是0.043。對(duì)混凝土材料而言，除了材料的強(qiáng)度和本構(gòu)曲線以外，其余的都要按照混凝土的結(jié)構(gòu)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在靜力彈塑性分析過程中其剪力墻的結(jié)構(gòu)是單向加載，在選取混凝土本構(gòu)關(guān)系上可以采用一些具有較好收斂性能的彌散類型裂縫混凝土。而在動(dòng)力彈塑性分析上，要特別注意由于反復(fù)加載造成混凝土剛度的損壞。同時(shí)在混凝土強(qiáng)度計(jì)算的過程中，加強(qiáng)鋼筋的約束增強(qiáng)效應(yīng)，使其能夠符合混凝土的參數(shù)要求。
目前在剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究中，主要采用的是Push-over技術(shù)分析法，通過大量的工程實(shí)踐表明，靜力非線性分析法能夠準(zhǔn)確地展示出剪力墻結(jié)構(gòu)非線性的屬性及其結(jié)構(gòu)的變形形態(tài)，將剪力墻結(jié)構(gòu)中的薄弱部位展現(xiàn)出來，從而對(duì)建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的整體抗震性能做出正確、合理的判斷。由于該工程的高度比較大，在第一階段振型中質(zhì)量的參與為總質(zhì)量的80%，導(dǎo)致其高振型產(chǎn)生的影響較大，對(duì)此，在計(jì)算過程中可以將不同振型進(jìn)行組合，將其產(chǎn)生的后層剪力之差作為靜力彈塑性分析法中的側(cè)向堆覆荷載。此外，為了保證錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的分布形態(tài)不發(fā)生改變，從而進(jìn)行兩個(gè)不同方向的推覆分析。
圖一和圖二分別為建筑結(jié)構(gòu)兩個(gè)方向的性能曲線，從圖中可以看出，建筑結(jié)構(gòu)不管是在X方向還是在Y方向上，在小震影響下其推覆性能曲線處于彈性狀態(tài)，在中震影響下曲線才開始發(fā)生明顯的變化，說明這個(gè)時(shí)候建筑結(jié)構(gòu)中的部分構(gòu)件已經(jīng)進(jìn)入到了塑性的過程。通過能力譜法來計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)中X、Y兩個(gè)方向在地震作用下的基底剪力。
通過對(duì)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)方向的推覆分析，剪力墻結(jié)構(gòu)屈服過程和破壞過程基本上保持一致，主要表現(xiàn)為在重力影響下剪力墻結(jié)構(gòu)仍處于一種彈性狀態(tài)；其中在
圖一建筑x方向結(jié)構(gòu)性能點(diǎn)和曲線分析
圖二 建筑Y方向結(jié)構(gòu)性能點(diǎn)和曲線分析
推覆荷載與彈性小震水平達(dá)到一致的時(shí)候，除了建筑中個(gè)別梁會(huì)發(fā)生微小塑性之外，大部分結(jié)構(gòu)梁還是處于一種彈性狀態(tài)。而當(dāng)推覆荷載與彈性中震水平達(dá)到一致時(shí)，建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)中的部分梁已經(jīng)進(jìn)入到塑性結(jié)構(gòu)，同時(shí)在結(jié)構(gòu)下部的推覆方向中剪力墻的豎向鋼筋已經(jīng)進(jìn)入到了受拉狀態(tài)，導(dǎo)致鋼筋發(fā)生屈服，使混凝土能夠符合其受壓強(qiáng)度上的標(biāo)準(zhǔn)值。此外，在結(jié)構(gòu)推覆過程中，建筑結(jié)構(gòu)的自振特性也會(huì)發(fā)生變化，隨著結(jié)構(gòu)推覆荷載的不斷增大，建筑的結(jié)構(gòu)周期也在不斷增大，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在進(jìn)入彈塑性后的程度逐漸增大。
根據(jù)不同彈塑性法對(duì)該工程的分析，得出以下結(jié)論：第一，該建筑工程的錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)能夠滿足7度設(shè)防烈度的要求，實(shí)現(xiàn)“小震不壞、中震可修以及大震不倒”的建筑設(shè)防目標(biāo)。第二，通過該工程分析研究表明，在高程建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格按照國(guó)家的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，從而確保建筑工程的抗震性能達(dá)到要求。第三，在高層建筑錯(cuò)層位置的設(shè)置上，要注意剪力墻的受力問題，根據(jù)其具體問題采取相應(yīng)措施。第四，設(shè)計(jì)人員在高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意錯(cuò)層結(jié)構(gòu)中樓板的受拉影響，避免在地震時(shí)建筑出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，同時(shí)在建筑專業(yè)允許的條件下，將建筑中錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬較大平面實(shí)行斷縫處理，盡量減少工程中的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，控制好結(jié)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)周期比和扭轉(zhuǎn)位移比。第五，在高層建筑錯(cuò)層剪力墻體底部的加強(qiáng)區(qū)延伸至平層處，加大墻體的厚度，延長(zhǎng)墻肢和翼緣長(zhǎng)度，在建筑的平面局部上較多凹入部位上可以加厚其樓板，使其能夠符合地震水平力的傳遞要求，從而降低結(jié)構(gòu)間的軸壓比，促使高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體的穩(wěn)定性，確保建筑具有較好地抗震性能。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)于其居住環(huán)境的要求也變得越來越高，錯(cuò)層式建筑越來越受到房地產(chǎn)企業(yè)的青睞，高層建筑行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的研究成為了當(dāng)前建筑工程的一項(xiàng)重要研究課題。如果錯(cuò)層中剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的話，很容易造成結(jié)構(gòu)局部的構(gòu)件受力過于集中，使其呈現(xiàn)出不規(guī)則現(xiàn)象，同時(shí)還會(huì)因不連續(xù)錯(cuò)層布置導(dǎo)致高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的受拉現(xiàn)象，大大降低了高層建筑的抗震性。對(duì)此，工程建筑企業(yè)在進(jìn)行高層建筑開發(fā)中，必須要注重其抗震性能的設(shè)計(jì)，使其能夠滿足工程建筑的要求，延長(zhǎng)工程建筑的使用壽命，從而保障人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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[2]徐自國(guó),黃小坤.高烈度地區(qū)高層建筑錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能分析[A].第二十一屆全國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2010.
[3]生永栓,王永紅.某超限復(fù)雜高層(錯(cuò)層)結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)[A].第二屆全國(guó)建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2009.
關(guān)鍵詞：民用建筑；層次分析法；優(yōu)化改進(jìn)
隨著各種新型結(jié)構(gòu)和材料的引進(jìn)和運(yùn)用，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)狀研究高層住宅的抗震性能已成為一種趨勢(shì)，這也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和國(guó)計(jì)民生的重要保證。研究高層和超高層房屋的抗震性和經(jīng)濟(jì)性涉及因素多,必須對(duì)方案從整體上進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),建立正確的決策模型,從而得到客觀合理的優(yōu)劣排序，并在此基礎(chǔ)上對(duì)各建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
1傳統(tǒng)民用建筑結(jié)構(gòu)方案初選
1．1多層磚混結(jié)構(gòu)房屋
特點(diǎn)：磚混結(jié)構(gòu)中的“磚”，是指一種統(tǒng)一尺寸的建筑材料，也包括其他尺寸的異型黏土磚、空心磚等。 “混”是指由鋼筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料，包括樓板、過梁、樓梯、陽(yáng)臺(tái)。這些配件與磚做的承重墻相結(jié)合，所以稱為磚混結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)住宅一般以多層 （24米以下，住宅10層以下）住宅為主，其抗震性能比起以下三者相對(duì)弱一些。
1.2框架結(jié)構(gòu)房屋
特點(diǎn)：由鋼筋混凝土澆灌成的承重梁柱組成骨架，再用空心磚或預(yù)制的加氣混凝土、陶粒等輕質(zhì)板材作隔墻分戶裝配而成。墻主要是起圍護(hù)和隔離的作用，由于墻體不承重，所以可由各種輕質(zhì)材料制成。
1.3剪力墻結(jié)構(gòu)房屋
特點(diǎn)：剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用剪力墻來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)在高層（10層及10層以上的居住建筑或高度超過24米的建筑）房屋中被大量運(yùn)用。
1.4鋼結(jié)構(gòu)房屋
特點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為主要結(jié)構(gòu)材料。鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、重量輕，同時(shí)由于鋼材料的勻質(zhì)性和強(qiáng)韌性，可有較大變形，能很好地承受動(dòng)力荷載，具有很好的抗震能力。一般的超高層建筑（100米以上）或者跨度較大的建筑通常應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。不過，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的造價(jià)相對(duì)較高，目前應(yīng)用不是非常普遍。
2.4各方案的總排序
表4-10各方案總排序
因素
方案 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Wi 排序結(jié)果
0.321 0.160 0.107 0.160 0.107 0.080 0.065
A1 0.355 0.261 0.429 0.048 0.077 0.107 0.063 0.230 3
A2 0.284 0.087 0.214 0.238 0.385 0.160 0.313 0.240 2
A3 0.203 0.130 0.214 0.286 0.308 0.092 0.187 0.207 4
A4 0.158 0.522 0.413 0.428 0.230 0.641 0.437 0.351 1
3.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化
3.1傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣態(tài)勢(shì)和改進(jìn)空間分析
3.1.1磚混結(jié)構(gòu)
優(yōu)劣態(tài)勢(shì)：由于磚混結(jié)構(gòu)的材料成本低，建造簡(jiǎn)單，故其造價(jià)相對(duì)較低，施工較容易。但由于磚混結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土配料與由粘土磚、空心磚等做的承重墻結(jié)合，故其抗震能力和耐用性相對(duì)較差，結(jié)構(gòu)自重偏大，空間布置也不靈活。
改進(jìn)空間：由于磚混結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)，發(fā)展較其他結(jié)構(gòu)快，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到幾乎完全成熟，故磚混結(jié)構(gòu)改進(jìn)空間很小。
綜上，磚混結(jié)構(gòu)各方面相對(duì)其他傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)較弱，且?guī)缀鯖]有改進(jìn)空間。
3.1.2框架結(jié)構(gòu)
優(yōu)劣態(tài)勢(shì)：根據(jù)層次分析法，框架結(jié)構(gòu)建安成本低于剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，且耐用性好，但框架結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)就是施工過程繁瑣復(fù)雜，抗震能力相對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)較弱。
改進(jìn)空間：由于現(xiàn)階段各種減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用很多，將其應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)中可以有效增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)的抗震能力，故框架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)空間相對(duì)磚混結(jié)構(gòu)較大。
綜上，框架結(jié)構(gòu)抗震能力較弱的缺點(diǎn)可以通過應(yīng)用合適的減震設(shè)計(jì)來改進(jìn)。
3.1.3剪力墻結(jié)構(gòu)
優(yōu)劣態(tài)勢(shì)：根據(jù)層次分析法，剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重偏重，大大影響其建設(shè)高度；且由于剪力墻結(jié)構(gòu)布置不靈活，致使其適應(yīng)性弱于框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。
改進(jìn)空間：針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)布置不靈活的缺點(diǎn)，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)可以彌補(bǔ)。它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長(zhǎng)處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗力性能。這種結(jié)構(gòu)的住房有很好的抗震性。而使用自重較輕的材料構(gòu)成剪力墻可以彌補(bǔ)剪力墻結(jié)構(gòu)自重較大的缺點(diǎn)。
3.1.4鋼結(jié)構(gòu)
優(yōu)劣態(tài)勢(shì)：與傳統(tǒng)的住宅相比，由于鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱快，比熱小，隨著溫度的升高，鋼材的機(jī)械力學(xué)性能迅速下降，未加防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)，遭遇火災(zāi)只需10幾分鐘時(shí)間，自身溫度就可達(dá)540℃以上，故鋼結(jié)構(gòu)有不耐高溫且易腐蝕的缺點(diǎn)。
改進(jìn)空間：針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕和不耐高溫的缺點(diǎn)，可以通過鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火來彌補(bǔ)，以減輕鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部倒塌造成滅火及人員疏散的 困難；盡可能延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)到達(dá)臨界溫度的過程，以爭(zhēng)取時(shí)間滅火救人；避免鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體倒塌造成人員傷亡；減少火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)費(fèi)用，縮短災(zāi)后結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)周期，減少間接經(jīng)濟(jì)損失。
綜上，通過提高鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐性能可以改善鋼結(jié)構(gòu)，其改進(jìn)空間較大。
3.2優(yōu)化傳統(tǒng)民用建筑結(jié)構(gòu)
3.2.1框架結(jié)構(gòu)房屋
優(yōu)化方案：根據(jù)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)劣方案和改進(jìn)空間的分析，可以通過應(yīng)用合適的減震設(shè)計(jì)來改進(jìn)。由于框架結(jié)構(gòu)房屋主要是由框架承重，利用限制屈曲支撐（BRB）這種新型耗能減震構(gòu)件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼支撐可以降低框架結(jié)構(gòu)房屋在地震中的結(jié)構(gòu)位移，大大消耗地震能量，減輕結(jié)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)變形。
3.2.2框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋
優(yōu)化方案：為了增強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的空間布置靈活程度，可以將剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)結(jié)合起來形成框剪結(jié)構(gòu)。而框剪結(jié)構(gòu)中的框架-核心筒結(jié)構(gòu)，不僅由于建筑采用框架結(jié)構(gòu)得以獲得寬敞的使用空間，而且十分有利于結(jié)構(gòu)受力。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)剪力墻自重較重的缺點(diǎn)，我們可以擺脫傳統(tǒng)材料的束縛，使用鋼板剪力墻。鋼板剪力墻是20世紀(jì)70年展起來的新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，其主要是提供結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度、抗剪強(qiáng)度和抗震延性。鋼板剪力墻由周邊框架和內(nèi)嵌鋼板組成，具有自重輕、安裝方便等特點(diǎn)，這剛好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)剪力墻自重大的缺點(diǎn)。
3.2.3鋼結(jié)構(gòu)房屋
優(yōu)化方案：為了克服鋼結(jié)構(gòu)建筑不耐火的缺點(diǎn)，可以使用防火板材和防火涂料來對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施防火保護(hù)。目前市場(chǎng)上防火涂料品種繁多，效果也不盡相同。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是使用較廣泛的新型材料，該類防火涂料在受火時(shí)緩慢膨脹發(fā)泡形成致密堅(jiān)硬的防火隔熱層。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)易被腐蝕的缺點(diǎn)，常用噴鋅或噴鋁，加重腐蝕涂料構(gòu)成長(zhǎng)效防腐結(jié)構(gòu)，或者用配套重防腐涂料涂裝防護(hù)。
4結(jié)論
磚混結(jié)構(gòu)的建造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，改進(jìn)空間較小；框架結(jié)構(gòu)針對(duì)施工過程繁瑣復(fù)雜，抗震能力相對(duì)較弱的缺點(diǎn)，采用在建筑抗震能力較弱部位布置BRB支撐的方法來進(jìn)行改進(jìn)，具有一定的改進(jìn)空間；剪力墻結(jié)構(gòu)布置不靈活的缺點(diǎn)通過與其它結(jié)構(gòu)結(jié)合改進(jìn)成為框架-核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，剪力墻自重大的缺點(diǎn)使用鋼板剪力墻減輕自重；鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕并且不耐高溫，通過使用超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及噴鋁涂層加防腐涂料封閉的方法來改善。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄒晶,李元齊. 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題[J]
[2] 徐濤．對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析[J]
關(guān)鍵詞：連梁設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)建議
一、連梁的受力機(jī)理與破壞形式
在水平荷載的作用下,墻肢產(chǎn)生彎曲變形,使連梁端產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,從而使連梁產(chǎn)生內(nèi)力,同時(shí)連梁作用在墻肢上的約束力又限制了墻肢的進(jìn)一步變形,改善了墻肢的受力性能并與墻肢共同承擔(dān)水平荷載。免費(fèi)論文。連梁的跨度一般不大,豎向荷載也較小,相對(duì)于墻肢變形產(chǎn)生的內(nèi)力,豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力一般可以忽略不計(jì)。
在地震作用下,連梁可能因承載力超限而破壞,連梁破壞有兩種情況:一種是脆性破壞即剪切破壞;另一種是延性破壞,即彎曲破壞。在地震作用下,如果連梁產(chǎn)生剪切破壞,連梁對(duì)墻肢的約束作用將很快地喪失。聯(lián)肢墻或筒體將很快的劈成若干個(gè)單片的獨(dú)立墻肢,結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度迅速下降,結(jié)構(gòu)變形顯著提高,造成結(jié)構(gòu)整體抗震性能下降。連梁發(fā)生彎曲破壞時(shí),梁端出現(xiàn)垂直裂縫,受拉區(qū)出現(xiàn)細(xì)微裂縫,在水平地震作用下出現(xiàn)交叉裂縫形成塑性鉸,結(jié)構(gòu)剛度降低,變形加大,從而吸收大量地震能量,同時(shí)結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)減小.在地震的反復(fù)作用下,連梁裂縫不斷加長(zhǎng)、加寬, 直至混凝土受壓破壞, 在這一過程中連梁起到一種耗能作用。另一方面,連梁出現(xiàn)塑性鉸后并未完全喪失承載力,它仍能通過塑性鉸傳遞一定的彎矩和剪力,對(duì)墻肢起到一定的約束作用,這對(duì)于減少墻肢力、延緩墻肢屈服有著重要作用。
綜上可見,墻肢和連梁的設(shè)計(jì)必須符合強(qiáng)剪弱彎的原則,要求連梁的屈服早于墻肢的屈服,并要求墻肢和連梁具有良好的延性。
二、連梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的存在的幾個(gè)問題
（一）連梁剛度的折減
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002) (以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)第5.2.1 條規(guī)定“: 在內(nèi)力與位移計(jì)算中, 抗震設(shè)計(jì)的框架- 剪力墻或剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁剛度可予以折減,折減系數(shù)不宜小于0.5”。免費(fèi)論文。之所以考慮對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減,是由于在側(cè)向荷載作用下,混凝土的開裂引起了剛度降低。在地震作用下,連梁的裂縫開展和塑性變形比在風(fēng)荷載作用下的更大,因此,剛度降低的更多。但是,剛度折減得越多,意味著設(shè)計(jì)荷載作用下裂縫開展得越大。在超載時(shí),如發(fā)生強(qiáng)大的陣風(fēng)或地震烈度超過多遇地震烈度時(shí),塑性鉸也會(huì)出現(xiàn)得更早,這就要求更加注意加強(qiáng)連梁的延性和使連梁符合“強(qiáng)剪弱彎”的要求。
（二）連梁剛度折減后承載力仍不符合滿足時(shí)的探討
《高規(guī)》第7.2.25 條第二款規(guī)定“: 抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性的調(diào)幅,以降低其剪力設(shè)計(jì)值。但在內(nèi)力計(jì)算時(shí)已經(jīng)按本規(guī)程第5.2.1 條的規(guī)定降低了剛度的連梁,其調(diào)幅范圍應(yīng)當(dāng)限制或不再繼續(xù)調(diào)幅。當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后,其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)相應(yīng)提高”。連梁的彎矩設(shè)計(jì)值包括豎向荷載和水平荷載兩部分所產(chǎn)生的內(nèi)力。豎向荷載產(chǎn)生的彎矩已通過彎矩調(diào)幅進(jìn)行調(diào)整, 而且豎向荷載的彎矩不能通過其他構(gòu)件的彎矩來進(jìn)行調(diào)整。因此,這里所說的彎矩調(diào)整是指水平荷載產(chǎn)生的彎矩。
個(gè)別連梁仍有超筋情況時(shí)《, 高規(guī)》第7.2.25 條第3 款規(guī)定“: 當(dāng)連梁破壞對(duì)承受豎向荷載無明顯影響時(shí), 可考慮在大震作用下該連梁不參與工作, 按獨(dú)立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,墻肢應(yīng)按兩次計(jì)算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)”。免費(fèi)論文。即假定連梁大震下破壞,不能約束墻肢。因此可考慮連梁不參與工作,而按獨(dú)立墻肢進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,這時(shí)就是剪力墻的第二道防線,這種情況往往使墻肢的內(nèi)力及配筋加大,以保證墻肢的安全。
三、設(shè)計(jì)建議
（一）連梁剛度折減取值
在內(nèi)力和位移計(jì)算時(shí), 要區(qū)別豎向荷載作用下和水平荷載作用下兩種不同情況。
1、在豎向荷載作用下,連梁剛度不宜折減,連梁支座彎矩的降低可通過支座彎矩調(diào)幅來解決。
2、在水平荷載作用下,連梁剛度可以折減,當(dāng)風(fēng)荷載作用時(shí),折減系數(shù)不宜小于0.8。當(dāng)?shù)卣鹆榭刂菩运胶奢d時(shí)不應(yīng)小于0.5。
（二）連梁剛度折減后承載力仍不滿足時(shí)的設(shè)計(jì)在風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑中應(yīng)采取下列幾點(diǎn)措施:
1、增加剪力墻的厚度即增加連梁截面寬度, 提高剪力墻剛度的同時(shí)亦提高連梁的抗剪能力;
2、增加剪力墻數(shù),以減少每片剪力墻的水平力;
3、加大洞口寬度以加大連梁跨度;
4、減少連梁截面高度或在連梁中部開水平縫等,以降低連梁剛度。
對(duì)于地震作用控制的連梁,如果結(jié)構(gòu)的剛度較大,位移比規(guī)定的限值小得較多,而超筋或超限的連梁數(shù)量又較多時(shí),則可采取加大連梁洞口,減小連梁截面高度等方法,使連梁的內(nèi)力減小。如果結(jié)構(gòu)的剛度較小,則不應(yīng)再對(duì)連梁的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整,而應(yīng)采取增加剪力墻的厚度或數(shù)量的方法,以減小連梁的內(nèi)力,使之符合要求。
經(jīng)上述調(diào)整后,仍不符合承載力要求時(shí),可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力,然后按“強(qiáng)剪弱彎”的要求,配置相應(yīng)的縱向鋼筋。此時(shí),如果不能保證連梁在大震時(shí)的延性要求,應(yīng)將這些連梁按鉸接于剪力墻上考慮,重新計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,可在超筋部位的連梁按鉸接處理進(jìn)行整體分析計(jì)算, 若采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPMCAD 工程部開發(fā)研制的結(jié)構(gòu)計(jì)算系列軟件計(jì)算時(shí),可按下述方法處理:在用PM 建模時(shí)應(yīng)在洞口兩側(cè)各增設(shè)一個(gè)節(jié)點(diǎn),然后在兩節(jié)點(diǎn)間按普通梁布置,而后用SATWE“特殊構(gòu)件定義”中將此梁設(shè)為兩端鉸接。但此時(shí)應(yīng)注意按此法處理后結(jié)構(gòu)層間位移比尚需滿足規(guī)范的要求,配筋按兩次計(jì)算所得的較大內(nèi)力配筋。連梁鉸接處理后,主要承受豎向荷載,施工時(shí)仍為整澆,連梁上筋按構(gòu)造設(shè)置處理。
四、結(jié)論
（一）連梁作為框剪或剪力墻結(jié)構(gòu)體系中主要的抗震構(gòu)件, 其合理的剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟(jì)性影響重大,通過結(jié)構(gòu)分析比較,在保證連梁延性的要求下,連梁剛度不宜過弱。
（二）在結(jié)構(gòu)分析中,連梁易出現(xiàn)超筋問題,根據(jù)情況可采取適當(dāng)?shù)姆椒?加以調(diào)整。
參考文獻(xiàn)：
[1]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008 年版)(GB50011—2001).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2008
[2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2002).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002
【關(guān)鍵詞】高層建筑；施工過程；混凝土工程
1.混凝土工程的結(jié)構(gòu)體系
目前在高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)體系主要有以下四種。第一，框架體系。框架是由柱子和與柱相連的橫梁所組成的承重骨架。框架體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可以形成較大的空間，能滿足各類建筑不同的使用和生產(chǎn)工藝要求，因而應(yīng)用十分廣泛，可用于各類型的建筑，特別是公共建筑和旅館建筑經(jīng)常采用。框架體系的主要問題是側(cè)向結(jié)構(gòu)剛度差，抵抗水平荷載作用下的變形能力較差。在水平力作用下，框架結(jié)構(gòu)底部各層梁、柱的彎矩顯著增加，從而增大截面及配筋量，并對(duì)建筑平面布置和空間有一定的影響。第二，剪力墻體系。剪力墻體系是利用建筑物的內(nèi)、外墻作為承重骨架的一種結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度較框架結(jié)構(gòu)為大，因此更適用于層數(shù)較多的高層建筑中。目前多用于40層以下的高層建筑，高度一般不宜超過140米。剪力墻本身把建筑平面化分成若干單元，開間小、變化少，非常適宜高層居住建筑和旅館建筑。此外，剪力墻體系也適用于地震區(qū)建造的高層建筑。剪力墻的存在，使建筑平面布置和使用要求受到一定的限制。所以，一般不用于需要大空間或靈活開間的公共建筑中。第三，框架一剪力墻體系。框架一剪力墻體系即把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)共同組合在一起而形成的結(jié)構(gòu)體系。框架一剪力墻體系既有框架平面布置靈活的優(yōu)點(diǎn)，又能較好地承受水平荷載，是目前國(guó)內(nèi)外高層建筑中經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)體系，可應(yīng)用于各種類型的建筑中。一般是用于層數(shù)為巧一30層的高層建筑，在12一15層范圍內(nèi)，采用此結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)，框架可以是鋼筋混凝土，也可以是鋼結(jié)構(gòu)，剪力墻采用鋼筋混凝土。第四，框支剪力墻體系。框支剪力墻體系是把剪力墻結(jié)構(gòu)的部分縱橫落在底部一層或數(shù)層不落到底，采用框架支承上部剪力墻，形成了框支剪力墻結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)既育編足底部商店、餐廳等公共用房較大平面空間的需要，又具有較大的抗側(cè)向荷載能力。
2.混凝土工程的特點(diǎn)和要求
由于建筑高度增加，電梯成為建筑內(nèi)部主要的垂直交通工具，并利用它組織方便、安全、經(jīng)濟(jì)的公共交通系統(tǒng)，從而對(duì)高層建筑的平面布局和空間組合產(chǎn)生了重大影響。需要在底部和不同的高度設(shè)置設(shè)備層，在樓層的頂部設(shè)電梯間和水箱間。建筑平面、立面布置要滿足高層防火規(guī)范的要求。由于高層建筑地下埋深嵌固的要求，一般要有一層至數(shù)層的地下室，作為設(shè)備層及車庫(kù)、人防、輔助用房等。高層建筑主體是具有特定使用功能(居住、客房、辦公、教室、病房等)的標(biāo)準(zhǔn)層，一般具有統(tǒng)一的層高、開間、進(jìn)深和平面布局。由于建筑的高度高、體形大，需要更好地處理建筑造型和外飾面。對(duì)不同使用功能的高層建筑需要解決各方面的問題。
低層、多層建筑的結(jié)構(gòu)受力主要考慮垂直荷載，包括結(jié)構(gòu)自重和活荷載、雪荷載等。高層建筑的結(jié)構(gòu)受力，除了要考慮垂直荷載作用外，還必須考慮由風(fēng)力或地震力引起的水平荷載。垂直荷載使建筑物受壓，其壓力的大小與建筑物高度成正比，由墻體和柱子來共同承受。受水平荷載作用的建筑物，可以視為懸臂梁，水平力對(duì)建筑物主要產(chǎn)生彎矩，彎矩與房屋高度的平方成正比，即垂直壓力。彎矩對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉力和壓力，建筑物超過一定的高度，由水平荷載產(chǎn)生的拉力就會(huì)超過由垂直荷載或地震力的作用而處于周期性的受拉和受壓狀態(tài)。
對(duì)于不對(duì)稱及復(fù)雜體型的高層建筑還需要考慮結(jié)構(gòu)的受扭。因此，高層建筑必須充分考慮結(jié)構(gòu)的各種受力情況，保證結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度。高層建筑要保證結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性，控制結(jié)構(gòu)水平位移。由于水平荷載產(chǎn)生的樓層水平位移，與建筑物高度的四次方成正比。隨著高度的增加，高層建筑的水平位移增大較強(qiáng)度增大更迅速。過大的水平位移會(huì)使人產(chǎn)生不舒服感，影響生活、工作;會(huì)使電梯軌道變形;會(huì)使填充墻或建筑裝修開裂、剝落；會(huì)使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫;水平位移再進(jìn)一步擴(kuò)大，就會(huì)導(dǎo)致房屋的各個(gè)部件產(chǎn)生附加內(nèi)力，引起整個(gè)房屋的嚴(yán)重破壞，甚至倒塌。必須控制水平位移，包括相鄰兩層的層間位移和全樓的頂點(diǎn)位移。建筑物層間相對(duì)位移與層高之比為/H，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型和不同的水平荷載，應(yīng)控制在1/400--1/1200。有抗震設(shè)防要求的高層建筑還必須具有一定的延性，使結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下，當(dāng)某一部分進(jìn)入屈服階段后，還具有塑性變形的能力，通過結(jié)構(gòu)的塑性吸收地震力所產(chǎn)生的能量，使結(jié)構(gòu)可維持一定的承載力。
3.混凝土工程的質(zhì)量控制措施
由于高層建筑上部結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的垂直荷載和水平荷載大，各種荷載最終要通過地下室和基礎(chǔ)傳遞到地基。因此，對(duì)其基礎(chǔ)選型和埋置深度與多層建筑不同。一般根據(jù)上部荷載、結(jié)構(gòu)類型、地基情況和施工的不同綜合考慮，選用筏型基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和復(fù)合基礎(chǔ)等。為了確保高層建筑的穩(wěn)定性和滿足地基變形的要求。其基礎(chǔ)要有一定的埋置深度。采用天然地基時(shí)不小于建筑高度，采用樁基時(shí)不小于建筑高度的1/15，樁的長(zhǎng)度不計(jì)在埋置深度內(nèi)。抗震性高層建筑結(jié)構(gòu)要抵抗豎向和水平荷載，在地震區(qū)，還要抵抗地震作用。在較低的建筑結(jié)構(gòu)中，往往豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；隨著建筑高度的增大，水平荷載效應(yīng)逐漸增大；在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載和地震作用卻起著決定性作用。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，而且還要求有足夠的剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下產(chǎn)生的位移限制在一定的范圍內(nèi)，以保證建筑結(jié)構(gòu)的正常使用和安全。另外，相對(duì)于多層建筑而言，高層建筑相對(duì)較柔，因此在地震區(qū)，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的延性。也就是說，在地震作用下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后，仍具有抵抗地震作用的足夠的變形能力，不致倒塌。這樣可以在滿足使用條件下能達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求。
4.結(jié)語(yǔ)
總之，當(dāng)前高層建筑施工過程混凝土工程質(zhì)量的控制措施包括施工過程中的工序質(zhì)量控制、工程項(xiàng)目施工中的技術(shù)復(fù)合制度、質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)立和工程質(zhì)量的預(yù)控。
參考文獻(xiàn)
論文摘要：文章針對(duì)人防設(shè)計(jì)的平戰(zhàn)結(jié)合問題，從人防荷載的確定、荷載組合和內(nèi)力分析及構(gòu)造要求等方面介紹了人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也經(jīng)常會(huì)遇到防空地下室的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)問題，協(xié)調(diào)好防空地下室在平戰(zhàn)兩種狀態(tài)下的不同使用要求，已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要課題。
中圖分類號(hào)：TU927文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）18-0029-02
人防工程是戰(zhàn)時(shí)防空、保障人民生命安全的重要措施，隨著城市的發(fā)展，人防工程的建設(shè)越來越引起人們的重視。防空地下室是人防工程的重要組成部分。與其它類型人防工程一樣，它具有國(guó)家規(guī)定的防護(hù)能力和各項(xiàng)戰(zhàn)時(shí)防空功能，是實(shí)施人民防空最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。如何設(shè)計(jì)好人防工程，使人防工程在戰(zhàn)時(shí)能真正起到防空及保障人民生命安全的功能，這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)人員深刻理解并嚴(yán)格執(zhí)行《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50038-94），并以此為依據(jù)進(jìn)行人防工程的設(shè)計(jì)工作，而且要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)于結(jié)構(gòu)物在核爆動(dòng)荷載作用下的作用機(jī)理及對(duì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比較了解。根據(jù)《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50225-95）及《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50038-94），結(jié)合已設(shè)計(jì)建成的大量人防工程，現(xiàn)將防空地下室設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行分析和探討。
一、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及原則
（一）人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1．人防地下室水平荷載作用及變形特征。（1）風(fēng)荷載計(jì)算均扣除地下室的高度。地下室是否約束、約束的程度與風(fēng)荷載計(jì)算無關(guān)。（2）設(shè)計(jì)設(shè)定地下室部分的基本風(fēng)壓為零；在地上部分的風(fēng)荷載計(jì)算中，自動(dòng)扣除地下室部分的高度，地下室頂板作為風(fēng)壓高度變化系數(shù)的起算點(diǎn)。結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)受地下室外的回填土約束程度的影響。（3）由地下室質(zhì)量產(chǎn)生的地震力，主要被室外的回填土吸收。
2．人防地下室豎向荷載作用及變形特征。對(duì)于一般結(jié)構(gòu)而言，地下室外的回填土約束對(duì)豎向荷載作用幾乎沒有影響。當(dāng)?shù)叵率页霈F(xiàn)懸挑結(jié)構(gòu)，則地下室外的回填土約束對(duì)豎向荷載作用有一定影響。所以，地下室不應(yīng)有懸挑結(jié)構(gòu)。首選地下室與上部結(jié)構(gòu)整體分析。因?yàn)樨Q向變形的協(xié)調(diào)是非常重要的。當(dāng)?shù)叵率殷w量、面積很大時(shí)，與上部結(jié)構(gòu)所占面積差異太大，如超大地下室、底盤等，此時(shí)可以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的底面積取外伸2～3跨作為地下室，并與上部結(jié)構(gòu)共同分析。
（二）人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
人防工程依據(jù)其對(duì)沖擊波的防御能力可分為四個(gè)抗力等級(jí)：6級(jí)、5級(jí)、B4級(jí)和4級(jí)。其中4級(jí)防御能力最強(qiáng)，等級(jí)最高。B4級(jí)僅次于4級(jí)。按照人防工程“長(zhǎng)期堅(jiān)持、平戰(zhàn)結(jié)合、全面規(guī)劃、重點(diǎn)建設(shè)”的建設(shè)方針，必須使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到安全可靠。設(shè)計(jì)荷載應(yīng)全面考慮動(dòng)荷載以及土體作用力、水壓力、結(jié)構(gòu)自重靜荷載及地震荷載的作用，人防工程抗力等級(jí)是按照抗核爆炸沖擊波超壓的大小來劃分的。人防工程除戰(zhàn)時(shí)受到核爆炸和常規(guī)武器爆炸荷載作用外，在平時(shí)使用時(shí)，還會(huì)受到地震作用。隨著人防工程建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，人防工程結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)已成為亟待解決的重要問題。
二、人防結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法
（一）人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況
某甲類防空地下室總建筑面積7350m2，局部配電房、水泵房、消防水池為非人防區(qū)，其余大部分為人防區(qū)。地下室人防區(qū)分設(shè)A、B、C、D共4個(gè)六級(jí)人防單元，人防單元A為912m2，人防單元B為1580m2，人防單元C為1450m2，人防單元D為1973m2，共計(jì)5915m2。本工程抗震設(shè)防烈度為7度，地震加速度為0.1g，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。地下室不考慮風(fēng)荷載作用。地下室梁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30，柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)按上部結(jié)構(gòu)整體計(jì)算所得，采用C40混凝土。
（二）人防地下室底板設(shè)計(jì)
1．地下室底板人防荷載確定。本工程采用先張法高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，屬有樁基鋼筋混凝土底板，且為飽和土，底板人防荷載取值為25kNm2。
2．地下室底板反向荷載確定。依據(jù)建筑總平面布置圖及室外道路標(biāo)高系統(tǒng)，本工程設(shè)計(jì)抗浮水位標(biāo)高9.2米，即相對(duì)標(biāo)高為-1.05米。底板標(biāo)高-4.550，底板厚度為0.3米，計(jì)算水深3.8米。底板疏水層為100～200mm，以均厚150mm計(jì)算，底板自重0.3×25+0.15×20=10.5kNm2，計(jì)算反向荷載扣除底板自重為（1.35×38-10.5）1.35=30.5kNm2。
3．底板截面設(shè)計(jì)。按人防要求，底板最小厚度250mm，因板跨、荷載較大，本工程取底板厚度為300mm，保護(hù)層厚度50mm，可滿足底板承載力及裂縫寬度0.2mm的要求。最大水頭H為3.8米，底板厚h為0.3米，依據(jù)《高規(guī)》表12.1.9基礎(chǔ)防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)確定辦法，Hh=3.80.3=12.7，地下室底板設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)為0.8MPa。底板設(shè)計(jì)采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算，考慮人防荷載、水浮力的反向荷載并扣除底板自重的倒樓蓋模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，反向荷載以恒載計(jì)算，底板自重為對(duì)結(jié)構(gòu)有利恒載，取分項(xiàng)系數(shù)1.0，人防荷載為等效靜荷載，分項(xiàng)系數(shù)為1.0。
（三）人防地下室頂板設(shè)計(jì)
1．地下室頂板概況。頂板為小區(qū)花園，覆土700mm厚，設(shè)計(jì)恒載為14kNm2。小區(qū)內(nèi)設(shè)有消防車道，消防車荷載按荷載規(guī)范取值，頂板人防等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值為70KNm2。地下室車庫(kù)為6×8米，經(jīng)與設(shè)備專業(yè)配合后，地下室凈高應(yīng)不小于2.8米，即梁高最大為800mm。
2．頂板截面設(shè)計(jì)。頂板設(shè)計(jì)采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算，考慮人防荷載、覆土荷載，消防車荷載，活載等的單層樓蓋模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。有限制的梁高，按通常的做法無法滿足大跨度下的大荷載。采用降低底板標(biāo)高以增加地下室層高為增大梁高拓展空間，這勢(shì)必增加地下室的開挖深度，增加工程造價(jià)。加大梁寬可以解決配筋率過大的問題，但又造成梁截面過大，形成典型的肥梁胖柱型結(jié)構(gòu)，這也是結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性要求所不容許的。最后經(jīng)過研究采用框架梁端加掖的構(gòu)造措施，梁中間高度為800，支座處高度為1100，這既解決了配筋率超限的問題，又滿足地下室凈高的要求，既節(jié)約了工程造價(jià)，又為各設(shè)備專業(yè)提供了足夠的空間，實(shí)現(xiàn)了工程的可行性。
3．嵌固及后澆帶設(shè)計(jì)。主樓部分地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，即要滿足人防荷載，覆土荷載及本層活荷載的要求，又要滿足本層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍的要求，所以在地下室頂板主樓部分的設(shè)計(jì)中，按主樓整體計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。本工程總長(zhǎng)度達(dá)到136.8米，總寬度為70.4米，如何解決溫度應(yīng)力引起的收縮裂縫則是不容忽視的問題。傳統(tǒng)的做法，地下室頂板底板以30～40米的間距設(shè)置800寬的后澆帶，同時(shí)注意后澆帶避開坡道及人防口部，后澆帶在頂板覆土之前封閉，并加以養(yǎng)護(hù)。傳統(tǒng)的做法也是最有效的做法，經(jīng)驗(yàn)證明這種做法是防止超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫的最經(jīng)濟(jì)的措施。
4．人防口部、人防隔墻及外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。地下室層高3.8米，口部大樣均可套用國(guó)標(biāo)07FG04圖集，人防隔墻及外墻采用單向板模型計(jì)算，上部支座為簡(jiǎn)支端，下部支座為固定端，人防隔墻按彈塑性模型計(jì)算.外墻按彈性模型計(jì)算，控制裂縫寬度0.2mm。在外墻施工中施工方反映出一個(gè)問題，主樓外側(cè)的柱與外墻整澆在一起，且主樓為小柱網(wǎng)，多為3米多的柱距，柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，外墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，施工中必然會(huì)造成外墻大部分都是C40的混凝土，大面積的高強(qiáng)度混凝土是必然造成大量的水化熱，容易產(chǎn)生大量的收縮裂縫。為解決這一問題，有兩種做法：一是外墻及柱都采用C30混凝土，通過柱軸壓比的等效換算加大主樓柱截面；二是外墻及柱都采用C30混凝土，柱截面不變。以柱兩側(cè)的250厚外墻作為柱截面的翼緣，可以看做是增大了柱截面。以500×500柱為例計(jì)算，C40混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為18.91Nmm2，C30混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為15.4Nmm2，500×500柱的兩側(cè)可增加翼緣面積為400×250，理論上這種做法是可行且安全的。最終決定施工中采用第二種做法，即不改變柱截面直接降低混凝土強(qiáng)度等級(jí)至C30。但由于剪力墻所增加的翼緣面積相對(duì)比例較小，無法達(dá)到等效軸壓比的要求，故剪力墻部分還是按C40混凝土施工。這種做法亦有其局限性，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜相差大于10，柱截面面積不宜大于500×500。
