结构技术主动渗透下的建筑空间整合设计

结构技术主动渗透下的建筑空间整合设计

孔伟扬

孔伟扬（广州市番禺建筑设计院有限公司511400）

摘要：本文简要介绍了某高层建筑结构选型、地基基础设计、计算分析和构造措施等。该工程的特点是高位结构转换、体型不规则，提出了一些解决措施，可供同类高层建筑结构设计参考。

关键词：高层建筑结构转换层抗侧移刚度短肢剪力墙

0概况某工程总建筑面积65182m2，主塔楼地面以上84米，共25层（1~6层为裙房），其中1~６层为商业用房，层高4.2~5.5米,７层为住宅会所，８至25层为住宅,层高2.9米。塔楼平面为U形。地面以下为两层地下室，底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合五级人防地下室。

本工程各土层（岩层）从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主，平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米,顶板埋深4.0-6.1米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米,顶板埋深8.4~10.7米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米,顶板埋深9-13.2米;⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5-9.4米,平均厚度5.73米,顶板埋深11.6-16.0米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶板埋深13-23.3米。

本工程基本风压值Wo=0.5KN/m2,按7度近震设防，Ⅱ类场地。

外墙及分户墙为190厚砌块,内隔墙为120厚砌块，砌块容重为13kN/m3。

1结构体系及其设计经综合分析和技术经济比较，本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系，裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成；主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。根据使用功能需要,将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙，第六层设梁式转换层。抗震等级按高层建筑取为二级。

由于转换层高度受限制，为减小转换梁截面尺寸，改善结构的受力性态，经与建筑设计配合，尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上，使得短肢剪力墙与转换梁协同工作，减小转换梁单独工作时的应力集中。

表1墙柱截面取值及其变化层次

3．1计算结果分析①结构平振第一自振周期T1在2.06~2.28之间，T1=0.076~0.084n(n为计算层数)，说明结构刚度较大。②结构第三周期T3为扭转振型，其中T3/T1为0.72,小于《高规》0.9的限值,说明结构抗侧力构件平面布局合理。③结构构件最大水平位移与楼层平均位移之比，最大值为1.38,大于1.2而小于1.5,说明结构扭转效应较为明显，但在合理范围之内。④从图五可以看出，地震作用下X向最大楼层反应力在转换层出现畸变点，结构设计应采用相应的加强措施。⑤X、Y方向转换层侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者分别为1.1284、1.05,说明结构竖向结构布置合理。⑥SATWE计算结果显示，与转换层相连的短肢剪力墙超筋较严重。进一步用TBFEM程序进行计算分析，应力集中在转换梁短肢剪力墙交接处。图8显示了转换梁短肢剪力墙等应力线，与之相比较，同时给出了将短肢剪力墙改为满跨支承的整片墙等应力线。可以看出，与整片墙相比，短肢剪力墙应力较集中于墙肢。

4高位转换的加强措施本工程转换层设在第7层楼面，属高位转换。有关研究表明，高位转换的落地剪力墙及框支柱在地震作用下容易出现裂缝，所以设计高位转换层时，应增加转换层下部剪力墙及框支柱的延性。采取以下工程措施：①．结构分析采用空间薄壁杆件模型的TBSA和采用墙元的SATWE两套程序进行计算。考虑施工模拟。②．严格按照抗震设计五准则，即强竖弱平（强柱弱梁），强节弱杆，强剪弱弯，强压弱拉，强竖根来进行结构设计，对结构的底部区域及错层处剪力墙进行加强处理③．短肢剪力墙的轴压比控制在0.6以内；框支柱轴压比控制在0.7以内；框架轴压比控制在0.8以内。④．落地井筒砼外墙在转换层以下加厚至450mm。⑤．转换层楼板采用200mm厚，设双层双向配筋，配筋率大于0.25%;同时转换层上层即第8层楼板亦加厚至130mm设双层双向配筋。

结束语该工程转换层施工，采用叠合梁原理、通过模板搭设、钢筋网绑扎、混凝土配合比调整、大体积混凝土的养护和温度控制，以及预留施工缝的处理、有效解决厚板施工荷载传递和大体积混凝土防裂问题，达到了控制转换层整体质量的效果。

参考文献［１］ＪＧＪ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程［Ｓ］．［２］ＧＢ50204－2002，混凝土结构工程质量验收规范［Ｓ］．［３］唐兴荣．高层建筑转换层结构设计与施工［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，2002．［４］江正荣．建筑施工计算手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，2001．作者简介：孔伟扬（1976—），男，广东广州人，本科，毕业广东工业大学建筑工程专业，从事结构设计工作。