赵春燕
哈尔滨市建筑设计院 黑龙江 哈尔滨 150010
【摘 要】当前建筑工程施工行业在不断的发展和完善，带裙楼建筑高位转换高层结构得到了非常广泛的应用，这种结构在应用的过程中有其自身的特点，所以我们在实际的工作中，一定要对其自身的一些特点予以充分的了解，只有这样，才能更好的根据其实际的情况选择合理的方式来完成设计工作。本文主要分析了带裙楼的高位转换高层结构设计，希望能够给相关的工作人员提供一定的参考和借鉴。
【关键词】高层建筑；转换层结构；结构设计分析；刚度比
当前，我国建筑行业在经济的推动下不断的发展，建筑的形式也朝着多样化的趋势发展，所以在这一过程中，我们必须要采取有效的措施对设计工作予以高度的重视，因为设计的质量直接对工程的质量会产生重大的影响，带裙楼高位转换高层结构是最近几年新出现的一种结构形式，其设计的质量会对整体结构的稳定性带来重大的影响，所以我们必须要采取有效的措施保证设计的质量。
1、工程简介
本大底盘工程包括一个单体建筑、三层大空间裙楼以及一个三层的地下室。其中，单体建筑四层以上为办公建筑，建筑高度为地上57.1米。地下室功能为设备用房、小型车及微型车停车库。高层部分采用部分框支剪力墙结构；剪力墙底部加强部位抗震等级为二级；剪力墙非底部加强部位抗震等级三级；框支柱抗震等级二级。经勘查表明，该工程的场地及附近未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象，同时未发现古河道、沟滨、墓穴、防空洞以及孤石等对工程不利的埋藏物，无断裂构造、断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质作用，场地稳定，持力层为基岩，适宜建筑。本结构工程的设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。抗震设防类别为丙类，建筑场地类别为II类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。
2、塔楼和裙楼结构设计
2.1抗震等级
在工程设计的过程中，所有裙楼建筑的高度都在规定的范围之内，最高建筑的高度为57.1m，按照国家给出的建筑抗震规定，该工程属于是A级高层建筑，如果从规范上来看，该工程塔楼结构构件的等级最高达到了国家二级水平，所以在设计的过程中只需要采取一般性的构造措施就可以很好的满足抗震性能的要求。
2.2塔楼和裙楼结构设计
（1）在对高层部分结构按照楼层高度的划分和计算结果来判断，最终选择使用剪力墙结构。针对裙楼的地下室结构一般采用的是钢筋混凝土框架剪力墙结构。在地下室侧壁设计的过程中，采用的是钢筋混凝土剪力墙挡土结构，消防水池主要采用的也是钢筋混凝土结构，地下室设计的过程中要将顶板的厚度控制在180mm左右，消防车道板的厚度要控制在200mm左右。裙楼中商场和主楼设计中要充分的考虑到主次梁设置的形式，板厚要控制在100—120mm之间，而一般的房屋面板厚度控制在120mm左右。
（2）为了可以有效的强化塔楼大底盘结构构件的受力作用，该结构水平方向上的构件和垂直方向上的抗侧构件都要按照最中震的水平去设计，作用效应和材料自身的强度要按照设计的最大值来划定。
（3）塔楼的大底盘结构主要是用作大型商场来使用，所以为了更好的满足裙房底层对空间的要求，该结构的底部在设计的过程中使用了框支剪力墙结构，此外还要在这一过程中使用梁式结构对其完成转换处理，在设计中，转换层设置在了塔楼的最下一层，在对抗侧力构件进行设置的过程中，为了能够有效的保证上下层的抗侧力水平处于比较接近的状态，在该结构的角部和中间的位置都设置了落地剪力墙结构，这种剪力墙墙体的厚度应该充分的考虑到构造设计的实际要求，通常我们将取值划分在了350mm—600mm这一范围内，而取值的大小要按照工程的实际情况予以确认。在设计的过程中一定要保证高位转换采用剪弯刚度比越接近1越好，如果这一数值比1小，结构本身的抗震性能也将大大的提升。
此外，因为该建筑当中的转换层直接设置在了地上四层，按照相关的规定和要求，当转换层设置在3层或者是3层以上的楼层当中时，结构自身的楼层侧向刚度一定要大于相邻上层建筑的刚度的6成，但是在这一过程中必须要注意的一点就是侧向刚度比要根据抗震剪力和地震层间的位移来精确的计算。这一规定主要就是为了可以有效的避免剪弯刚度符合要求，但是转换层侧向的刚度却不符合要求的情况，这样一来就会对结构自身的抗震性能产生一定的保护作用。
2.3地下室是否可以作为嵌固端的判断
该工程的地下室室3层的结构，地下室一层顶板扮演着结构嵌固层的角色，在决定是否使用顶板当做上层结构的嵌固板的时候，一般有两种比较常见的计算方式，一种是地震剪力和地震层间位移比值法，一种是剪切刚度比，在工程实践的过程中，剪切刚度法是更难实现的，因为它直接影响到了整个结构塑性铰是不是可以出现在地下室顶板的位置上，所以我们在数额及的过程中一定要对此予以高度的重视和严格的控制，也就是说要采用剪切刚度比来执行、
2.4关于几种刚度比的讨论
从上述过程可以看出，本工程在不同的地方使用了不同的侧向刚度计算法。影响地震剪力和地震层间位移比法的是地震产生的剪力以及相应的位移，是一个与外部作用有关的计算方法。剪切刚度算法主要用于地下室是否能作为嵌固端的判断，以及一层转换结构中的刚度比计算。剪弯刚度能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，用于高位转换时，可以保证结构在一定范围内刚度连续，但没有考虑上下层对本层的约束影响。
3、结构分析设计
对该结构进行有限元分析时选用SATWE（结构空间有限元分析设计软件）。该塔楼的主要控制性计算结果见表1所示。
表1 高层塔楼主要控制性计算结论
通过对该塔楼大底盘结构进行计算分析，分析结果表明在地震作用下，本塔楼大底盘结构的各受力构件的抗震承载力以及各楼层的最大位移比均满足规范要求；高层结构层间最大位移与层高之比满足规范要求。另外对本结构的重要受力构件采取细部构造措施，各受力构件的构造均满足高延性要求，而且各受力构件均无出现超筋超限情况；楼层抗剪承载力比值满足规范要求。
4、结论
对于带裙楼的高位转换高层结构，设计时转换层的刚度比以及掌握如何判断地下室能否作为嵌固端是设计重点，也是设计难点。随着现代建筑功能日趋复杂，且平立面布置更加不规则，结构设计难度也在不断增加。对于结构设计人员来说，是挑战也是锻炼。因此，掌握结构设计中的基本概念，树立正确的设计思想，可以起到事半功倍的效果。
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[5] 郑硕锋. 超高层高位转换框支剪力墙结构抗震设计[J]. 山西建筑. 2010（21）
论文作者:赵春燕
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第16期
论文发表时间:2016/8/16
标签：结构论文; 刚度论文; 塔楼论文; 地下室论文; 过程中论文; 建筑论文; 工程论文; 《低碳地产》2015年第16期论文;