摘要：高層建筑功能和形式日益多樣化，當多功能綜合大樓要求一棟建筑物的上部和下部使用功能不同時，結(jié)構(gòu)布置也要相應改變，設置轉(zhuǎn)換構(gòu)件。文章以實際工程為例，分析了高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設計方法及要點，為同行建筑結(jié)構(gòu)設計者提供參考、借鑒。

關鍵詞：結(jié)構(gòu)設計；高位轉(zhuǎn)換層；中震彈性設計；單塔模型；雙塔模型

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）27-0086-02

1 工程概況

某高層建筑，地下一層，地上八層，總高44.280m。地下室層高4.8m，首層層高5.750m，其余層5.490m。結(jié)構(gòu)類型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)平面長85.85m，寬22.2m。塔樓在五層以下是大門洞，五層以上洞口上方有四層通過連接體結(jié)構(gòu)相連接成一體，連接體部分跨度為18m。結(jié)構(gòu)標準層、高位連體平面及立面圖分別見（圖1、圖2）?？拐鹪O防烈度為8度，抗震設防類別為丙類，框架抗震等級為二級，剪力墻抗震等級為一級，設計地震分類為一組，設計地震加速度為0.2g，建筑場地類別為Ⅲ類，基本風壓按50年一遇的風壓值W0=0.45Kn/m2考慮。

在考慮偶然偏心影響的地震作用下，SATEW整體計算分析得到的樓層最大彈性位移與平均位移的比值最大為1.35<1.5；結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主第一自振周期之比為0.742<0.9，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）第3.4.5條規(guī)定。通過陣型曲線分析、層間地震作用分析、樓層地震剪力分布分析、最大層間位移角曲線、最大樓層位移曲線、平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則指標控制等的分析對比可知采用SATWE進行整體計算分析時，按雙塔計算模型和單塔計算模型計算的結(jié)果非常接近，但按雙塔計算模型能更清楚地反映連接體兩側(cè)塔樓各自的受力與變形形態(tài)。

2.2 抗震等級確定

本工程轉(zhuǎn)換層以上為框架結(jié)構(gòu)，以下為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，是多種結(jié)構(gòu)形式并存的復雜高層建筑，不能像單純的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)那樣統(tǒng)一確定抗震等級，而應根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范不同章節(jié)的規(guī)定，并考慮該工程自身的特點，有針對性地分別確定不同部位不同構(gòu)件的抗震等級。建筑高度44.28m，8度設防，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》框架抗震等級應為二級，剪力墻應為一級。由于轉(zhuǎn)換層位于第五層，屬高位轉(zhuǎn)換，據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》10.2.6條轉(zhuǎn)換層及相鄰上下層的框架梁柱抗震等級確定為一級。

2.3 豎向結(jié)構(gòu)設計

為保證轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度盡量接近、平滑過渡，須把握強化下部、弱化上部的原則。本工程采取的主要措施有：（1）轉(zhuǎn)換層樓板加厚至180mm，轉(zhuǎn)換層上下層各加厚至150mm，以增強樓板剛度；（2）與轉(zhuǎn)換層相連的豎向構(gòu)件采用勁性混凝土結(jié)構(gòu)，利用SATWE和PMSAP計算程序分別進行整體結(jié)構(gòu)分析后，程序均未發(fā)現(xiàn)薄弱層，且轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比的SATWE計算結(jié)果為：X方向為0.8960，Y方向為0.7621。滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄E的要求，說明結(jié)構(gòu)豎向剛度過渡平穩(wěn)，豎向結(jié)構(gòu)設計合理。對計算結(jié)果進行分析，在滿足了周期比、位移比、層剛度比、剪重比、剛重比、樓層抗剪承載能力比和軸壓比等各項結(jié)構(gòu)指標，且無超筋的情況下，就可以認為滿足初步計算要求了。

2.4 時程分析多遇地震補充計算

取用7組時程曲線，實際地震記錄5組，人工模擬地震記錄2組，地震波的持續(xù)時間取基本自振周期的5倍和15s，地震波的時間間隔取0.01s。地震作用效應可取時程分析計算結(jié)果的平均值與陣型分解反應譜法計算結(jié)果的較大值。

3 轉(zhuǎn)換層設計

根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》提出的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的“三水準”抗震設防目標及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》提出的抗震性能化設計要求，對連接體部分及上下相鄰部分采用設防烈度地震性能目標C的要求進行設計。以提高轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的變形能力并同時提高抗震承載力

4 抗震加強措施

在本工程中，連體結(jié)構(gòu)兩個獨立部分體型相近，在結(jié)構(gòu)整體平面布置中，通過調(diào)整其平面結(jié)構(gòu)布置使其剛度盡量接近，盡量使扭轉(zhuǎn)周期與平動周期避開，減小扭轉(zhuǎn)變形。連接體部分采用型鋼混凝土梁柱結(jié)構(gòu)，提高了聯(lián)體部分的承載能力和變形能力，連接體及與連接體相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級提高一級。轉(zhuǎn)換處的樓板除了采用復雜樓板有限元分析外，在連接體部分樓板厚度提高到180mm，轉(zhuǎn)換層上下層各加厚至150mm，樓板加厚范圍延伸至聯(lián)體兩側(cè)一個跨的范圍，并按雙層雙向配筋。

5 結(jié)語

帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設計，必須首先從整體上做好概念設計。根據(jù)結(jié)構(gòu)具體情況，采用多種模型的包絡設計。整體設計階段最好選用兩個結(jié)構(gòu)計算軟件進行比較分析，建立可靠的計算模型，分析、評判結(jié)構(gòu)總體受力特點，修改、優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)布置。對重要的部位，完全超出規(guī)范規(guī)定的常規(guī)設計的情況，需要進行局部抗震性能化設計，這樣可以保證重要部位的安全性能。

參考文獻

[1] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）[S].

[2] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化與合理構(gòu)造[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008，（12）.

[3] 建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010）[S].

[4] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中疑難問題的處理及算例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[5] 朱炳寅.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應用與分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[6] 朱炳寅.建筑抗震設計規(guī)范應用與分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

作者簡介：孟君巖（1980-），女，河北滄州人，供職于中國新興建設開發(fā)總公司，中級職稱，研究方向：結(jié)構(gòu)設計與施工的管理。endprint

摘要：高層建筑功能和形式日益多樣化，當多功能綜合大樓要求一棟建筑物的上部和下部使用功能不同時，結(jié)構(gòu)布置也要相應改變，設置轉(zhuǎn)換構(gòu)件。文章以實際工程為例，分析了高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設計方法及要點，為同行建筑結(jié)構(gòu)設計者提供參考、借鑒。

關鍵詞：結(jié)構(gòu)設計；高位轉(zhuǎn)換層；中震彈性設計；單塔模型；雙塔模型

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）27-0086-02

1 工程概況

某高層建筑，地下一層，地上八層，總高44.280m。地下室層高4.8m，首層層高5.750m，其余層5.490m。結(jié)構(gòu)類型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)平面長85.85m，寬22.2m。塔樓在五層以下是大門洞，五層以上洞口上方有四層通過連接體結(jié)構(gòu)相連接成一體，連接體部分跨度為18m。結(jié)構(gòu)標準層、高位連體平面及立面圖分別見（圖1、圖2）?？拐鹪O防烈度為8度，抗震設防類別為丙類，框架抗震等級為二級，剪力墻抗震等級為一級，設計地震分類為一組，設計地震加速度為0.2g，建筑場地類別為Ⅲ類，基本風壓按50年一遇的風壓值W0=0.45Kn/m2考慮。

在考慮偶然偏心影響的地震作用下，SATEW整體計算分析得到的樓層最大彈性位移與平均位移的比值最大為1.35<1.5；結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主第一自振周期之比為0.742<0.9，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）第3.4.5條規(guī)定。通過陣型曲線分析、層間地震作用分析、樓層地震剪力分布分析、最大層間位移角曲線、最大樓層位移曲線、平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則指標控制等的分析對比可知采用SATWE進行整體計算分析時，按雙塔計算模型和單塔計算模型計算的結(jié)果非常接近，但按雙塔計算模型能更清楚地反映連接體兩側(cè)塔樓各自的受力與變形形態(tài)。

2.2 抗震等級確定

本工程轉(zhuǎn)換層以上為框架結(jié)構(gòu)，以下為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，是多種結(jié)構(gòu)形式并存的復雜高層建筑，不能像單純的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)那樣統(tǒng)一確定抗震等級，而應根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范不同章節(jié)的規(guī)定，并考慮該工程自身的特點，有針對性地分別確定不同部位不同構(gòu)件的抗震等級。建筑高度44.28m，8度設防，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》框架抗震等級應為二級，剪力墻應為一級。由于轉(zhuǎn)換層位于第五層，屬高位轉(zhuǎn)換，據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》10.2.6條轉(zhuǎn)換層及相鄰上下層的框架梁柱抗震等級確定為一級。

2.3 豎向結(jié)構(gòu)設計

為保證轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度盡量接近、平滑過渡，須把握強化下部、弱化上部的原則。本工程采取的主要措施有：（1）轉(zhuǎn)換層樓板加厚至180mm，轉(zhuǎn)換層上下層各加厚至150mm，以增強樓板剛度；（2）與轉(zhuǎn)換層相連的豎向構(gòu)件采用勁性混凝土結(jié)構(gòu)，利用SATWE和PMSAP計算程序分別進行整體結(jié)構(gòu)分析后，程序均未發(fā)現(xiàn)薄弱層，且轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比的SATWE計算結(jié)果為：X方向為0.8960，Y方向為0.7621。滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄E的要求，說明結(jié)構(gòu)豎向剛度過渡平穩(wěn)，豎向結(jié)構(gòu)設計合理。對計算結(jié)果進行分析，在滿足了周期比、位移比、層剛度比、剪重比、剛重比、樓層抗剪承載能力比和軸壓比等各項結(jié)構(gòu)指標，且無超筋的情況下，就可以認為滿足初步計算要求了。

2.4 時程分析多遇地震補充計算

取用7組時程曲線，實際地震記錄5組，人工模擬地震記錄2組，地震波的持續(xù)時間取基本自振周期的5倍和15s，地震波的時間間隔取0.01s。地震作用效應可取時程分析計算結(jié)果的平均值與陣型分解反應譜法計算結(jié)果的較大值。

3 轉(zhuǎn)換層設計

根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》提出的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的“三水準”抗震設防目標及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》提出的抗震性能化設計要求，對連接體部分及上下相鄰部分采用設防烈度地震性能目標C的要求進行設計。以提高轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的變形能力并同時提高抗震承載力

4 抗震加強措施

在本工程中，連體結(jié)構(gòu)兩個獨立部分體型相近，在結(jié)構(gòu)整體平面布置中，通過調(diào)整其平面結(jié)構(gòu)布置使其剛度盡量接近，盡量使扭轉(zhuǎn)周期與平動周期避開，減小扭轉(zhuǎn)變形。連接體部分采用型鋼混凝土梁柱結(jié)構(gòu)，提高了聯(lián)體部分的承載能力和變形能力，連接體及與連接體相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級提高一級。轉(zhuǎn)換處的樓板除了采用復雜樓板有限元分析外，在連接體部分樓板厚度提高到180mm，轉(zhuǎn)換層上下層各加厚至150mm，樓板加厚范圍延伸至聯(lián)體兩側(cè)一個跨的范圍，并按雙層雙向配筋。

5 結(jié)語

帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設計，必須首先從整體上做好概念設計。根據(jù)結(jié)構(gòu)具體情況，采用多種模型的包絡設計。整體設計階段最好選用兩個結(jié)構(gòu)計算軟件進行比較分析，建立可靠的計算模型，分析、評判結(jié)構(gòu)總體受力特點，修改、優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)布置。對重要的部位，完全超出規(guī)范規(guī)定的常規(guī)設計的情況，需要進行局部抗震性能化設計，這樣可以保證重要部位的安全性能。

參考文獻

[1] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）[S].

[2] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化與合理構(gòu)造[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008，（12）.

[3] 建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010）[S].

[4] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中疑難問題的處理及算例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[5] 朱炳寅.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應用與分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[6] 朱炳寅.建筑抗震設計規(guī)范應用與分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

作者簡介：孟君巖（1980-），女，河北滄州人，供職于中國新興建設開發(fā)總公司，中級職稱，研究方向：結(jié)構(gòu)設計與施工的管理。endprint

摘要：高層建筑功能和形式日益多樣化，當多功能綜合大樓要求一棟建筑物的上部和下部使用功能不同時，結(jié)構(gòu)布置也要相應改變，設置轉(zhuǎn)換構(gòu)件。文章以實際工程為例，分析了高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設計方法及要點，為同行建筑結(jié)構(gòu)設計者提供參考、借鑒。

關鍵詞：結(jié)構(gòu)設計；高位轉(zhuǎn)換層；中震彈性設計；單塔模型；雙塔模型

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）27-0086-02

1 工程概況

某高層建筑，地下一層，地上八層，總高44.280m。地下室層高4.8m，首層層高5.750m，其余層5.490m。結(jié)構(gòu)類型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)平面長85.85m，寬22.2m。塔樓在五層以下是大門洞，五層以上洞口上方有四層通過連接體結(jié)構(gòu)相連接成一體，連接體部分跨度為18m。結(jié)構(gòu)標準層、高位連體平面及立面圖分別見（圖1、圖2）?？拐鹪O防烈度為8度，抗震設防類別為丙類，框架抗震等級為二級，剪力墻抗震等級為一級，設計地震分類為一組，設計地震加速度為0.2g，建筑場地類別為Ⅲ類，基本風壓按50年一遇的風壓值W0=0.45Kn/m2考慮。

在考慮偶然偏心影響的地震作用下，SATEW整體計算分析得到的樓層最大彈性位移與平均位移的比值最大為1.35<1.5；結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主第一自振周期之比為0.742<0.9，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）第3.4.5條規(guī)定。通過陣型曲線分析、層間地震作用分析、樓層地震剪力分布分析、最大層間位移角曲線、最大樓層位移曲線、平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則指標控制等的分析對比可知采用SATWE進行整體計算分析時，按雙塔計算模型和單塔計算模型計算的結(jié)果非常接近，但按雙塔計算模型能更清楚地反映連接體兩側(cè)塔樓各自的受力與變形形態(tài)。

2.2 抗震等級確定

本工程轉(zhuǎn)換層以上為框架結(jié)構(gòu)，以下為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，是多種結(jié)構(gòu)形式并存的復雜高層建筑，不能像單純的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)那樣統(tǒng)一確定抗震等級，而應根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范不同章節(jié)的規(guī)定，并考慮該工程自身的特點，有針對性地分別確定不同部位不同構(gòu)件的抗震等級。建筑高度44.28m，8度設防，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》框架抗震等級應為二級，剪力墻應為一級。由于轉(zhuǎn)換層位于第五層，屬高位轉(zhuǎn)換，據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》10.2.6條轉(zhuǎn)換層及相鄰上下層的框架梁柱抗震等級確定為一級。

2.3 豎向結(jié)構(gòu)設計

為保證轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度盡量接近、平滑過渡，須把握強化下部、弱化上部的原則。本工程采取的主要措施有：（1）轉(zhuǎn)換層樓板加厚至180mm，轉(zhuǎn)換層上下層各加厚至150mm，以增強樓板剛度；（2）與轉(zhuǎn)換層相連的豎向構(gòu)件采用勁性混凝土結(jié)構(gòu)，利用SATWE和PMSAP計算程序分別進行整體結(jié)構(gòu)分析后，程序均未發(fā)現(xiàn)薄弱層，且轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比的SATWE計算結(jié)果為：X方向為0.8960，Y方向為0.7621。滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄E的要求，說明結(jié)構(gòu)豎向剛度過渡平穩(wěn)，豎向結(jié)構(gòu)設計合理。對計算結(jié)果進行分析，在滿足了周期比、位移比、層剛度比、剪重比、剛重比、樓層抗剪承載能力比和軸壓比等各項結(jié)構(gòu)指標，且無超筋的情況下，就可以認為滿足初步計算要求了。

2.4 時程分析多遇地震補充計算

取用7組時程曲線，實際地震記錄5組，人工模擬地震記錄2組，地震波的持續(xù)時間取基本自振周期的5倍和15s，地震波的時間間隔取0.01s。地震作用效應可取時程分析計算結(jié)果的平均值與陣型分解反應譜法計算結(jié)果的較大值。

3 轉(zhuǎn)換層設計

根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》提出的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的“三水準”抗震設防目標及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》提出的抗震性能化設計要求，對連接體部分及上下相鄰部分采用設防烈度地震性能目標C的要求進行設計。以提高轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的變形能力并同時提高抗震承載力

4 抗震加強措施

在本工程中，連體結(jié)構(gòu)兩個獨立部分體型相近，在結(jié)構(gòu)整體平面布置中，通過調(diào)整其平面結(jié)構(gòu)布置使其剛度盡量接近，盡量使扭轉(zhuǎn)周期與平動周期避開，減小扭轉(zhuǎn)變形。連接體部分采用型鋼混凝土梁柱結(jié)構(gòu)，提高了聯(lián)體部分的承載能力和變形能力，連接體及與連接體相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級提高一級。轉(zhuǎn)換處的樓板除了采用復雜樓板有限元分析外，在連接體部分樓板厚度提高到180mm，轉(zhuǎn)換層上下層各加厚至150mm，樓板加厚范圍延伸至聯(lián)體兩側(cè)一個跨的范圍，并按雙層雙向配筋。

5 結(jié)語

帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設計，必須首先從整體上做好概念設計。根據(jù)結(jié)構(gòu)具體情況，采用多種模型的包絡設計。整體設計階段最好選用兩個結(jié)構(gòu)計算軟件進行比較分析，建立可靠的計算模型，分析、評判結(jié)構(gòu)總體受力特點，修改、優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)布置。對重要的部位，完全超出規(guī)范規(guī)定的常規(guī)設計的情況，需要進行局部抗震性能化設計，這樣可以保證重要部位的安全性能。

參考文獻

[1] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）[S].

[2] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化與合理構(gòu)造[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008，（12）.

[3] 建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010）[S].

[4] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計中疑難問題的處理及算例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[5] 朱炳寅.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應用與分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[6] 朱炳寅.建筑抗震設計規(guī)范應用與分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

作者簡介：孟君巖（1980-），女，河北滄州人，供職于中國新興建設開發(fā)總公司，中級職稱，研究方向：結(jié)構(gòu)設計與施工的管理。endprint