对转换层、加强层的简单介绍

发布于：2015-08-13 22:33:13 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

本帖最后由 huangzheng1992 于 2015-8-13 22:36 编辑

复杂高层建筑结构包含带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构和多塔楼结构。复杂高层建筑均为不规则结构，受力复杂，应采用两个不同力学模型的计算程序计算，对受力复杂部位应采用有限元法等方法进行详细的应力分析，了解应力分布情况，并按应力进行配筋校核。应按双向地震作用及偶然偏心的不利值对结构进行规则性判别。

在高层建筑结构的底部，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，形成带转换层高层建筑结构。

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较小的框支柱，转换层上下的侧向刚度比很大，形成结构薄弱层或软弱层，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。

一般情况下，可控制落地剪力墙的面积不小于全部剪力墙面积的 50% 。

广东省和江苏省规定 : 当框架 - 剪力墙或筒体结构仅少量剪力墙不连续，需转换的剪力墙面积不大于剪力墙总面积的 8% 时，可仅加大水平力转换路径范围内的板厚、加强此部分的板配筋，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。

带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度应从地下室顶板算起，宜取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的 1 ／ 10 。转换结构构件可采用转换梁、桁架、空腹桁架、箱形结构、斜撑等，非抗震设计和 6 度抗震设计时可采用厚板， 7 、 8 度抗震设计时地下室的转换结构构件可采用厚板。

工程设计中为减小上部剪力墙结构的刚度并减小地震作用，对上部剪力墙进行开洞处理，墙肢较短有的甚至为短肢剪力墙。

当框架 - 核心筒、筒中筒结构的侧向刚度不能满足要求时，可利用建筑避难层、设备层空间，设置适宜刚度的水平伸臂构件，形成带加强层的高层建筑结构。必要时，加强层也可同时设置周边水平环带构件。水平伸臂构件、周边环带构件可采用斜腹杆桁架、实体梁、箱形梁、空腹桁架等形式。

钢筋混凝土框架 - 核心筒结构中，当结构的侧向刚度不能满足设计要求时，可利用设备层及避难层设置结构加强层。加强层的设置可使周围框架柱有效地发挥作用，以增强结构的侧向刚度。设置加强层可有效减小风荷载作用下结构的水平位移，满足高层建筑在风荷载作用下的舒适度要求。但加强层设置引起结构侧向刚度和结构内力的突变，设置不当将形成结构薄弱层，在地震作用下，难以实现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的抗震设计理念。因此，在地震区设置加强层应慎重。在高烈度地区应避免采用加强层， 9 度时不应设置加强层。

当加强层仅布置水平伸臂构件 ( 即不设置周边环带 ) 时，其承受的弯矩和剪力最大。

当加强层在布置水平伸臂构件的同时还设置周边环带时，其承受的弯矩和剪力降低较多。

理论研究及结构试算表明 : 水平伸臂构件的刚度变化在一定范围内对结构的顶点位移影响明显，刚度过大后影响不明显。结构设计时应合理选择伸臂构件的刚度，以减少对结构侧向刚度的影响，避免内力剧增。

加强层的布置： (1) 沿房屋高度设置加强层时，可不必追求最有效部位，只要建筑允许，可沿高度设置多道加强层，每道加强层的刚度尽量小，避免结构侧向刚度的突变。

(2) 加强层内桁架或实体梁宜布置在核心筒墙与外围框架柱之间，形成水平伸臂桁架。在外伸臂加强层的周边设置周边环带，虽不能明显地减少结构的整体位移，但可减少水平伸臂构件的剪力和弯矩、减少加强层上下楼板的翘曲影响。