高层建筑厚板转换层的结构分析与设计

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◆结构设讨与研究应用

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【文章编号】：１６７２—４０１１（２００７）０２一０２２７一０３

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层建筑厚板转换层的结构分析与设计

岑继光

（广东省冶金建筑设计研究院）

【摘要】：通过对某高层建筑结构的设计实例，分析了

高层建筑带转换层结构设计中应注意的问题，探讨了厚板转换层的方案选择，结构布置、结构分析与结构措施。

【关键词】：高层建筑；厚板转换层；有限元分析【中图分类号】：Ｔｕ９７３【文献标识码】：Ｂ

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引言

近年来，高层建筑迅速发展，从建筑功能单一、体型简单向体型复杂、建筑功能多样化的方向发展，尤其是临街的高层建筑和商住楼，往往需要沿建筑物的竖向划分为不同用途的区段，诸如：底部用于商业，要求有大柱网大空问的厅堂及交通通道，上部楼层为酒店客房、住宅；下部楼层用于办公，上部楼层为酒店需要布置大空间的厅堂、大开问的客房等。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置，相应地要求不同的结构形式，这就不可避免地使结构正常布置与建筑功能产生矛盾，如何将他们之间的矛盾通过合理地转换过渡，沿竖向组合在一起，成为综合性多功能高层建筑结构体系的关健技术。因此，要将这些上下不能连续的竖向结构构件组合在一起，必须设置一种称为“转换层”的结构形式，来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，简单地说，就是设置一个转换层来“承上启下”，实现上、下竖向构件的过渡。

转换层结构形式有以下几种：梁式转换、箱式转换、桁架式转换、空腹桁架式转换、斜撑式转换、板式转换等。

２实例概况

本工程位于东莞市大岭山镇，由某房地产公司开发。总建筑层数为１７层，其中地下一层，地上１６层，地下一层为设备用房及停车场，层高４．２０ｍ；首层为住户大厅及商铺，层高为４．５０ｍ；二层为商铺，层高４．５０ｍ；３层～１６层为住宅，层高３．０ｍ，建筑物总高度为５６．１０ｍ二层天面设置转换层，为６度抗震设防，建筑总面积１９

３２０ｍ２。

本工程最大特点为首、二层要求大空间，柱网规整（８

ｍ

×８

ｍ），而上部为商住楼，剪刀墙布置较零散，很多剪刀墙没

有落在柱网上，与转换层以下的柱网错开较多，因而存在二次或三次转换的问题。

在转换层结构形式的选取问题上，考虑了如下几种常用的转换层结构型式的优缺点：

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方数据３．１

梁式转换，力的传递关系直接的明确，但当转换梁的跨

度较大时，转换梁的截面高度很大，将会影响转换层的建筑净空和层高；而当上部剪力墙布置不规则，较零散时，存在二次或三次转换，加长了力的传递途径和增加了节点构造的难度，自重较厚板轻。

３．２桁架式转换，利用转换层上、下层楼盖处的结构梁作为

上、下弦杆，附以转换层内腹托（直杆或斜杆），从而组成刚接的桁架；由于从受力性能上与大截面梁腹部局部挖空有相似之处，能提供很大的刚度来进行结构转换，并能充分利用构件的截面承载力和材料特性，适用与转换跨度较大的情况；但转换桁架的布置也会受到上下部结构柱网布置的限制，且上、下弦杆和节点的设计和施工是关键所在，自重较厚板轻。３．３‘箱式转换，以转换层的顶，底板和转换层内纵、横方向的肋墙构成箱体来进行结构转换，转换箱的平面内、外刚度与转换厚板相近，可以合理、可靠地传递、分配转换层上下的荷载，自重较厚板轻。但当转换层上下部柱网不规则时，转换箱体的内部肋墙布置也较复杂，而局部抗剪切和抗冲切承载力需重点解决，且箱体肋墙的开门、窗洞受到严格限制，会对建筑使用功能造成一定的影响。

３．４厚板转换，可不受上、下部结构轴线错开或布置不规则

的限制，同时，厚板本身的抗剪切、抗冲切承载力较高，其平面内、外刚度较大，可较好地控制变形。但由于转换板的厚度较大，自重亦较大，同时转换板在楼层处集中了很大的质量和刚度，在风或地震的水平力作用下会产生很大的反应，其上、下相邻楼层均会发生较大的层间位移，容易成为结构的薄弱层。

综合考虑了以上各种结构转换形式的优缺点后，结合本

工程上、下部结构布置的特点，决定采用厚板转换，转换板厚为９００ｍｍ，砼强度等级为Ｃ４０，钢筋采用ＨＲＢ３３５级。

４板式转换层结构的分析方法

当采用板式转换层进行上、下部结构的转换时，转换板的内力分布有特殊的规律及其对整个结构的影响是结构设计的关键，所以对转换板的内力分析采用正确合理的方法是至关重要的。目前工程上常用的分析厚板转换层和相应结构的方法主要有如下几种：４．１等效交叉梁系的分析方法

当转换板上、下部结构布置规则时，可以把转换板划分为双向交叉梁系，交叉梁系通过柱联节点或无柱联节点与

上、下部结构的竖向构件相连，参与结构的整体计算，根据整体分析所得的等效交叉梁系的内力，求得转换板板带的配

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３结构转换层的形式和选择