来源:朱炳寅,百度文库 建筑结构土木在线编辑整理 如有侵权,请联系删除 全国BIM考试报名倒计时,官方报名群:455026705 在多高层建筑结构设计中经常遇到转换结构问题。结构的转换分为对上部剪力墙的转换(一般称其为框支转换)和对上部框架柱的转换(一般称其为框架转换)。在框支转换中,转换不仅改变了上部剪力墙对竖向荷载的传力路径,而且将上部抗侧刚度很大的剪力墙转换为抗侧刚度相对很小的框支柱,转换层上下的侧向刚度比很大,形成结构软弱层和薄弱层,引起地震剪力的剧烈变化,对结构的抗震极为不利,应采取严格而有效的抗震措施;而在框架转换中,转换虽然也改变了上部框架柱对竖向荷载的传力路径,但转换层上部和下部的框架刚度变化不明显,属于一般托换,对结构的抗震能力影响不大,其抗震措施可比框支转换适当降低。 由于高规[1]在第10.2节中没有明确区分框支转换和框架转换,加大了对转换结构设计的难度。因此,结合相关规定,明确转换结构的概念,区分并把握好转换结构类型是做好转换结构设计工作的重要前提。 1、高规第10.2.1条规定,“在高层建筑的底部,当上部楼层部分竖向构件(剪力墙、框架柱)不能直接连续贯通落地时,应设置结构转换层”。理解上述规定时应注意规范的下列关键用词:
(2)对框架柱转换时,由于转换层上下不存在明显的刚度突变问题,因此,对一般框架转换可不限制转换层的位置。可将地面以上1/3房屋高度范围内确定为建筑的底部,此范围内的框架转换应采取适当加强措施。
和一般框支转换不同,局部框支转换的框支剪力墙数量少,且楼面结构对转换层有较强的约束,此类转换,一般不会产生明显的结构薄弱层效应。
并提高转换结构的抗震等级。框支框架的抗震等级应提高一级,特一级时不再提高。房屋的最大适用高度可按一般框架-剪力墙或筒体结构采用(注意:此时房屋的最大适用高度的限值可不考虑结构的框支问题)。 注意:上述适用于“框架-剪力墙或筒体结构”的规定同样适用于剪力墙结构,这是因为,相对于框架-剪力墙或筒体结构中的剪力墙,剪力墙结构中的剪力墙由于其分布更加均匀,各单片剪力墙的重要程度要低于“框架-剪力墙或筒体结构”中的剪力墙。
除满足上述对局部框支转换的一般要求外,还应适当加强与之相关部位的构造措施,确保转换的合理有效。 规范对框架柱的转换没有明确的层数限制,结构设计时只需要满足高规对框架柱转换的要求,不必执行高规对部分框支剪力墙结构的设计要求。
参考执行广东和江苏的规定;当为重要结构、被转换的上部柱数量较多、其承受的竖向荷载较大、转换梁的跨度较大、周围楼板对转换构件约束较差、转换层在建筑底部区域、或当被转换的框架柱非常重要(被转换的框架柱失效将导致结构的全部或局部倒塌)时,可确定为重要的框架转换(见图4), 应参照建筑底部范围的框支转换而采取适当的加强措施,必要时应按性能设计要求设计转换构件。 高规第10.2.2条规定:“底部带转换层的框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构,其转换位置可适当提高”。需要说明的是,规范的上述规定有其特殊的适用前提,由于在框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构中,底部大空间一般不涉及对核心筒剪力墙的转换,主要是对外框架及外筒密柱的转换,此类转换从本质上讲属于框架转换的范畴,其侧向刚度突变比部分框支剪力墙结构有很大改善,因此,转换层位置可比表1适当提高。当实际工程中确需对核心筒或内筒剪力墙的转换时,仍然需要按表1控制转换位置,并严格执行规范对框支转换的设计规定。 1、对框支转换应按高规的相关要求采取严格的抗震措施,必要时,对框支转换进行抗震性能设计。同时也应区分局部框支转换和非局部框支转换的关系。对局部框支转换可参考广东和江苏规定的要求,仅对相关部位采取必要的结构措施;对特殊的局部框支转换,应适当加强抗震措施;
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