【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)換層；框支剪力墻 

　　1.工程概況 

　　1.1某高層建筑，由7 棟32 層住宅樓組成。地下室 3 層，為車庫及設(shè)備用房；首層架空，層高為 6.3m；2 層以上為住宅，層高為3m ；本工程設(shè)計使用年限為 50 年，安全等級為二級，建筑物抗震類別丙類；基本風壓為 0.70 kN/m2（50年一遇），100 年一遇風壓為0.77 kN/m2；地面粗糙度為 B 類；建筑場地為Ⅱ類，地震設(shè)防烈度：7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。為滿足建筑的使用功能及立面要求，結(jié)構(gòu)于二層設(shè)置了梁板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，除電梯和樓梯剪力墻直接落地及適當位置布置剪力墻外，其余剪力墻由轉(zhuǎn)換梁托換，以框支柱支承。 

　　2.結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置 

　　2.1抗震等級的確定 

　　本工程為7度抗震設(shè)防，轉(zhuǎn)換層以上非底部加強部位剪力墻抗震等級按二級，底部加強部位剪力墻抗震等級按一級，轉(zhuǎn)換層以下的框支框架按一級。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 （ JGJ3-2010）中第4.3.1條的規(guī)定，丙類建筑應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求。 

　　2.2轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置 

　　目前結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的做法有：厚板轉(zhuǎn)換層、桁架轉(zhuǎn)換、巨型梁轉(zhuǎn)換等結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換型式。在工程實踐中，以轉(zhuǎn)換梁的形式最常見，它設(shè)計和施工簡單，受力明確，廣泛應(yīng)用于底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中，本工程通過比較采用了巨型梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，它是用大梁將上部剪力墻托住，托梁由框支柱支撐。 

　　3.框支剪力墻結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計 

　　3.1結(jié)構(gòu)平面布置要規(guī)則、對稱、建筑平面避免過大的凹槽、內(nèi)收及樓板大面積開洞以及抗震規(guī)范要求不允許出現(xiàn)的不規(guī)則平面。因為在地震作用下產(chǎn)生的水平力要靠樓蓋均勻地傳遞到各個豎向構(gòu)件（剪力墻、柱）上，如果樓板不連續(xù)、或者不規(guī)則，各個豎向構(gòu)件就會傳力不均，使其平面質(zhì)量中心與剛度中心不重合，使結(jié)構(gòu)繞剛心發(fā)生扭轉(zhuǎn)，導致同層構(gòu)件同一方向上產(chǎn)生不同位移，嚴重時導致結(jié)構(gòu)整體破壞，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須對結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則扭轉(zhuǎn)問題提起足夠重視。 

　　3.2除核心筒落地外，落地剪力墻的布置宜對稱，在滿足建筑使用要求的前提下盡可能使結(jié)構(gòu)平面外圍的上部剪力墻落地貫通，同時剪力墻的布置盡量使結(jié)構(gòu)剛度中心與結(jié)構(gòu)質(zhì)心重合，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的位移。 

　　3.3控制轉(zhuǎn)換層上下樓層剛度比、及轉(zhuǎn)換層下部與上部的等效剛度。加強框支層剛度，要求轉(zhuǎn)換層及上、下樓層剛度基本均勻，使轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)移剛度接近；當下部剛度不夠足時，可以適當加大底部剪力墻的混凝土強度等級、厚度、增設(shè)剪力墻等。 

　　3.4《高規(guī)》附錄E規(guī)定當?shù)撞恐挥?至2層框支層時，要求計算的轉(zhuǎn)換層下部與上部等效剪切剛度比非抗震時不應(yīng)小于0.4，抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.5；當?shù)撞靠蛑�層在三層及以上時，要求計算的轉(zhuǎn)換層下部與上部等效剪切剛度比非抗震時不應(yīng)小于0.5，抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.8。但是筆者認為設(shè)計人員不能以規(guī)范的最低要求控制，轉(zhuǎn)換層下部與上部等效剛度比如果接近1最好。 

　　3.5加強轉(zhuǎn)換層下部樓層，避免在轉(zhuǎn)換層以下出現(xiàn)薄弱層，增大落地剪力墻抗剪抗彎能力，同時控制框支柱的軸壓比，框支柱采用復合箍全高加密形式，來增強框支柱的延性變形能力。轉(zhuǎn)換層以下結(jié)構(gòu)混凝土強度等級不能太高，否則混凝土構(gòu)件塑性能力差，抗震性能受阻。在框支柱截面大小受限及當?shù)鼗炷�土強度等級受限的前提下，可以采用芯柱或者加型鋼的辦法來提高軸壓比及延性性能的要求。 

　　3.6轉(zhuǎn)換層上部宜少采用短肢剪力墻，盡量布置普通剪力墻，因為短肢剪力墻的抗震等級要比普通剪力墻抗震等級高、抗震措施要求比普通剪力墻要求更嚴格，短肢剪力墻抗側(cè)能力也不及普通剪力墻，不利于優(yōu)化設(shè)計。 

　　3.7盡量不要采取高位轉(zhuǎn)換或者更高位轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換層層數(shù)超過規(guī)范要求的層數(shù)時），轉(zhuǎn)換層以下層數(shù)越多抗震性能越不好，因為高位轉(zhuǎn)換時剛度和質(zhì)量都較大，轉(zhuǎn)換層隨之升高，相當于結(jié)構(gòu)重心上移、剛心上移，不利于抗震優(yōu)化設(shè)計。 

　　3.8由于轉(zhuǎn)換層質(zhì)量大、剛度突變，除轉(zhuǎn)換層本層樓蓋加強外，設(shè)計上宜加強轉(zhuǎn)換層上、下樓層的樓蓋剛度。 

　　4.一些常見問題的解決方法 

　　4.1對剪壓比超限的連梁處理 

　　剪壓比超限問題在剪力墻中是很常見的，尤其是在高烈度區(qū)，經(jīng)常是計算完后多處洞口上連梁超限。處理方法是一般先減連梁高度，以減少連梁吸收的地震力，如果仍然超筋，說明該連梁兩側(cè)的墻肢過強或者是吸收的地震力太大。對于減少連梁的高度仍然超筋連梁的設(shè)計，應(yīng)按《高規(guī)》該連梁截面能承受的最大剪力計算連梁抗剪箍筋，再根據(jù)該剪力值計算出連梁端部彎矩（為簡化起見，假設(shè)反彎點在中點），并作適當折減，然后根據(jù)該彎矩值計算連梁縱筋。當多遇地震來臨時，連梁端部彎矩很快達到極限抗彎承載力，出現(xiàn)塑性鉸，端部彎矩不再增加。由于彎矩與剪力之間的導數(shù)關(guān)系，連梁中的剪力也不再增加。而在設(shè)計時，已經(jīng)保證了在端部彎矩達到極限抗彎承載力，抗剪能力是有富余的，此時抗剪不會破壞。在這種情況下，連梁仍能保證對豎向荷載的承載能力，同時對墻肢有一定的約束能力，并具有變形耗能能力，破壞具有一定延性，基本上滿足設(shè)計對連梁的基本要求。 

　　4.2轉(zhuǎn)換層上部剪力墻超筋的處理 

　　框支剪力墻結(jié)構(gòu)由于轉(zhuǎn)換層上下構(gòu)件不連續(xù)、剛度突變以及轉(zhuǎn)換梁豎向變形等因素，設(shè)計者在計算過程中往往會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換層上部一層或者兩層剪力墻出現(xiàn)超筋現(xiàn)象。 

　�。�1）當出現(xiàn)剪力墻邊緣構(gòu)件超筋警告時，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整剪力墻截面、改變結(jié)構(gòu)布置或者手工復核配筋率是否超出規(guī)范的控制要求。 

　�。�2）當剪力墻水平筋超筋時，這種情況多數(shù)是結(jié)構(gòu)布置不合理，必須調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)布置。 

　　4.3剪力墻平面外剛度及承載力都相對很小，如何確定不同板厚、不同墻厚及不同跨度情況下使得剪力墻出現(xiàn)平面彎矩最小且滿足相應(yīng)墻厚的平面承載力要求，達到經(jīng)濟、安全最優(yōu)化結(jié)果，是一個值得探討的問題。 

　　按偏心受壓構(gòu)件正截面配筋來確定剪力墻的平面承載力，配筋設(shè)計偏于安全，但配筋量有點偏大，當高寬比不同時，其折減系數(shù)取多少也是需要繼續(xù)研究的問題。 

　　5.框支剪力墻的適用范圍 

　　當?shù)讓有枰�大空間時，采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部剪力墻，就形成框支剪力墻。剪力墻一般可以分為平面的剪力墻以及筒體剪力墻。前者通常應(yīng)用于鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)，還有升板結(jié)構(gòu)中。為了能夠提高結(jié)構(gòu)剛度和強度，提高在地震中的抗震性，在一些部分也可以采用現(xiàn)澆或預制裝配鋼筋混凝土剪力墻。這種現(xiàn)澆的剪力墻模式是通過與周圍梁柱一起澆筑的，具有良好的整體性。而筒體型往往見于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及懸吊的體系中，一般電梯間、樓梯間、輔助用房等用隔墻圍成，這些筒壁都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，它的強度剛度較大，能夠承載更高的水平荷載。 

　　6.結(jié)語 

　　我們應(yīng)注意框支剪力墻結(jié)構(gòu)是一種抗震不利形式，其結(jié)構(gòu)抗震性能較差，造價高，應(yīng)盡量避免使用。但它能滿足現(xiàn)代建筑不同功能組合的需要，結(jié)構(gòu)設(shè)計又不可避免此種結(jié)構(gòu)形式，對此采取積極措施改善其抗震性能，盡可能減少材料消耗。 

　　參考文獻 

　　[1]方曉云.帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)塑性層的合理位置[J].科技創(chuàng)新導報，2008.19. 

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