王貴福

（身份證號(hào)：1326231980****4015）

一、住宅建筑中帶轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

在豎向不規(guī)則高層建筑中，帶有轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)逐漸成為一種滿(mǎn)足建筑功能和審美要求的結(jié)構(gòu)布局。同時(shí),由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)都有自己的弱點(diǎn),因此,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理,尤其是高轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)更加嚴(yán)格的規(guī)定,由于垂直分力的整體結(jié)構(gòu)不連續(xù),造成結(jié)構(gòu)上的負(fù)載不能傳遞給相應(yīng)的下部結(jié)構(gòu),而是通過(guò)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布,并到較低的垂直分力的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,所以轉(zhuǎn)換組件是相當(dāng)重要的,保證轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)正常工作和可靠和有效是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算優(yōu)化

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化

1.在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻應(yīng)沿主軸或其它方向雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)避免剪力墻單向布置，使兩個(gè)應(yīng)力方向的抗側(cè)剛度相互接近，從而具有更好的空間性能。為了充分利用剪力墻的承載力，減輕結(jié)構(gòu)的重量，增加剪力墻結(jié)構(gòu)的可用空間，不應(yīng)將剪力墻布置得太密，使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)膫?cè)移剛度。

2.剪力墻部分應(yīng)該是簡(jiǎn)單和常規(guī),剪力墻的垂直剛度應(yīng)該統(tǒng)一,剪力墻的門(mén)窗開(kāi)口應(yīng)該上下對(duì)齊,排成一排,形成一個(gè)明確的墻肢和連系梁,應(yīng)力分布規(guī)則,和當(dāng)前常用的計(jì)算圖更加一致,設(shè)計(jì)結(jié)果安全可靠。建議避免采用墻肢剛度差異較大的開(kāi)孔設(shè)置。當(dāng)剪力墻的孔布置出現(xiàn)錯(cuò)孔或錯(cuò)孔的疊加時(shí)，墻內(nèi)鋼筋應(yīng)形成框架形式。

3.長(zhǎng)剪力墻應(yīng)劃分成幾個(gè)長(zhǎng)度相對(duì)均勻的墻段，墻段之間應(yīng)采用弱連接梁。各獨(dú)立墻體截面總高度與截面高度之比不應(yīng)小于2，以避免剪力墻的脆性剪切破壞。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免在孔與墻之間或兩個(gè)孔之間出現(xiàn)截面高度與厚度之比小于4的小肢墻。當(dāng)小肢墻體截面高度小于墻體厚度的4倍時(shí)，應(yīng)按框架柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，箍筋應(yīng)按框架柱加密區(qū)要求進(jìn)行完全加密。

4.剪力墻的特點(diǎn)是面內(nèi)剛度和承載力大，而面外剛度和承載力相對(duì)較小。因此，應(yīng)控制剪力墻平面外的彎矩，以保證剪力墻平面外的穩(wěn)定。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算方面的優(yōu)化

1.樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則

在滿(mǎn)足短肢剪力墻底部的第一振型地震傾覆力矩的底部結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的不超過(guò)40%的前提下,盡可能減少剪力墻布置,與大空間剪力墻布局為目標(biāo),使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)臋M向剛度,減少地板剪切系數(shù)接近規(guī)范限制(不少于)。這樣可以減少結(jié)構(gòu)自重，有效減少地震作用的投入，降低工程造價(jià)。

2.樓層最大層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則

規(guī)范中規(guī)定，在計(jì)算多地震作用下樓層間最大位移時(shí)，樓層間彎曲變形是主要的變形形式。如果把扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算在內(nèi)，就不能扣除結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形。因此，對(duì)于高層建筑，應(yīng)盡量減小扭轉(zhuǎn)變形，但不應(yīng)增加豎向構(gòu)件的剛度，而應(yīng)根據(jù)這些層間位移進(jìn)行分析。

三、框支層結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架支撐(剪力墻結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)在框架支撐層中，因此加強(qiáng)其延性和提高抗震性能具有重要意義。

（一）增加墻量及剛度

建筑的功能需要一個(gè)大空間,也沒(méi)有更多的樓層剪力墻可以集。因此,在不影響功能,需要添加一個(gè)地板上墻的形狀)的四個(gè)角落中間缸,以增加墻的數(shù)量和剛度框架的支持。

（二）采用鋼纖維混凝土，提高抗震性能

為了提高框架支撐層的抗震性能和延性，國(guó)內(nèi)一些工程采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土縱筋螺旋箍筋柱?？蚣苤螌拥呢Q向構(gòu)件包括墻和柱。采用鋼纖維混凝土。1m3混凝土中鋼纖維含量為80kg，可使抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高約35%，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高約50%。除強(qiáng)度提高外，鋼纖維混凝土與普通混凝土同時(shí)使用，無(wú)特殊結(jié)構(gòu)措施。因此，它們可以被用來(lái)設(shè)計(jì)需要加強(qiáng)的部分，而不需要使用的部分可以被放棄，具有更大的靈活性。

四、轉(zhuǎn)換層的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）特殊框支梁的設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范要求，轉(zhuǎn)換層上部剪力墻應(yīng)直接落在支撐主梁的框架上。最后，決定將該部位設(shè)計(jì)為等高線交叉框架支撐梁，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（二）轉(zhuǎn)換層樓板

根據(jù)規(guī)范的要求,地板的厚度不得小于180毫米,應(yīng)當(dāng)提供雙層鋼筋,和強(qiáng)化在每個(gè)方向上的比例不得少于0.25%,和強(qiáng)化地板應(yīng)固定在側(cè)梁或墻上。

（三）轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

1.需要保證大空間層有足夠的剛度，以防止沿豎向剛度過(guò)大的視差。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層上下兩層剛度的變化率，使之盡可能接近1，不大于2。出于這個(gè)原因,落地剪力墻的比例可以控制,著陸墻的厚度可以增加,可以提高混凝土的強(qiáng)度級(jí)別,可以減少孔的大小,就可以形成和垂直和水平連接成一個(gè)圓柱體,和剪力墻的剛度可以添加到彌補(bǔ)空間層。

2.復(fù)雜受力構(gòu)件的空間分析整體計(jì)算后，必須以框架支撐梁的上下兩層作為計(jì)算單元進(jìn)行有限元分析計(jì)算。框架支撐梁的截面尺寸由剪力控制。截面高度可為跨度的1/5 -1/7，必要時(shí)可加腋梁。施工過(guò)程中,應(yīng)采取措施改善的整體力學(xué)性能框架支撐梁和上墻,擴(kuò)大柱頭框架的支持梁,直接進(jìn)入頂部的框架支持梁,以解決框架的剪力傳遞支持梁。

3.高層建筑轉(zhuǎn)換層位置高，不利于抗震。轉(zhuǎn)換層位置應(yīng)滿(mǎn)足抗震設(shè)防烈度要求。為了保證結(jié)構(gòu)的安全,剪力墻和框架支撐在地面地震作用下下降之前不應(yīng)該進(jìn)入屈服狀態(tài)過(guò)渡層上的上層建筑,和大空間層的安全系數(shù)應(yīng)大于上層建筑的上層。應(yīng)嚴(yán)格控制柱端軸壓比和抗剪強(qiáng)度。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，轉(zhuǎn)換層發(fā)生了變形，框架柱在大空間中的位移增大，因此框架柱的剪力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算值。因此，假定樓板剛度為無(wú)窮大，不能直接計(jì)算底部空間較大的樓板框架柱的內(nèi)力。在抗震情況下，框架柱的軸壓比控制在0.6以下。