带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计

带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计摘要:本文主要探讨关于带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计，并且总结了其结构转换层的各种方案、结构分析、结构布置、与处理构造，通过此工程总结了带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计主要研究方向和问题处理。关键词:主次梁转换层;超限高层建筑;结构设计;结构转换层Pickto:thispapermainlydiscussesabouttheprimaryandsecondarygirdertransferfloorwiththeoverrunhighrisestructuredesign,andsumsuptheirstructureconversionlayersofvariousscheme,structureanalysis,structurelayout,andprocessingstructure,throughtheprojectwithsummarizedtheprimaryandsecondarygirdertransferflooroftheoverrunhighrisestructuredesignmainresearchdirectionanddealingwithproblems.Keywords:primaryandsecondarygirdertransferfloor;Overrunhighrise;Structuredesign;Structureconversionlayer中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：引言随着社会生产力不断提升和进步，高层建筑逐渐向复杂的体型及功能丰富发展。超限高层建筑的设计原理从结构受力上分析，楼层上部较小而下部大，所以好的建筑结构设计必须保证下层楼层的刚度，故下层的墙体多、柱网较密，上层楼层则能逐渐减少墙体和支柱的数量，从而扩大柱网。而从高层建筑的功能结构上看，下层的自由空间则要远多余上层，这样更适合居住要求。从而得出，超限高层建筑的结构设计需要一个合理的布局。结构选型与结构布置应用框架剪力墙的建筑结构设计原理。建筑底层一般要求自由空间较大，所以采用采用框架剪力墙结构；而建筑中层采用剪力墙结构用于过渡，而较高楼层的内力的传递需经转换构件。而厚板转换传力路线质量大、受力复杂、不清晰，导致转换层旁构件应力集中现象普遍，且造价费用高，所以采用主次梁转换。2、相对应转换梁结构设计法。因为超限高层建筑的主次梁结构具备施工简单、受力明确，同时，一般都会开设适合的洞口在转换梁受力小的部位，所以可以满足建筑设施的管线布置和建筑功能的基本要求。转换梁的设计结构需要根据具体的工程建设要求来制定，如此才能设计出适合带主次梁转换层超限高层建筑的稳定结构。结构分析等效侧向刚度比的控制超限高层建筑转换层的上部楼层的侧向刚度设计要低于下部楼层的侧向刚度，不然会导致下部楼层的的变形而建筑下层将会变成整个建筑的薄弱环节和薄弱层，对整个建筑项目造成巨大的负面影响，整体性将不合格。所以，为了杜绝这种现象的发生，通常要对相应建筑下层楼层的侧向刚度指数进行规定和设计。且侧向刚度不能低于建筑上层楼层的百分之七十，或符合上下三层的百分之八十的侧向刚度平均值。超限高层建筑侧向刚度比需要依据建筑设计中的混凝土强度、剪力墙厚度、混凝土的强度等级系数以及柱子截面尺寸等要素来确定。其下部楼层设计中的侧向刚度应依照和符合高层建筑的相应规定的限制，通过转换层为界，结构下层与上层的等效侧向刚度比例最好大约为1，当为非抗震设计时0.5则是等效侧向刚度比的最低值，而当抗震设计时最小值为0.8。具体工程设计的刚度比则需要加强概念方面的设计，依照具体及已经详细化的规范来设计底层楼层侧向的刚度比的大小和详细参数。需要控制超限高层建筑侧向刚度比以及层间位移角比值的大小，并对工程所需的侧向刚度的设计数值大小进行定位和评判，使工程项目设计更具合理性及精确性。关于剪力墙的剪应力设置的基本要点一般情形下剪力墙的剪应力水平的结构设置要根据其工程项目的基数来确定。超高高层建筑下的转换层的剪力墙在常见地震状况下的水平剪应力是0.025，转换层上层楼层的剪力墙的剪应力较小为0.017，因此确保在一般的地震状态下建筑的剪力墙不至于产生剪切破坏。项目设计进程中，产生了通过弹性状态下水平地震作用的增大系数方法来设计转换结构,而这种方法的一般思路是:如果项目结构在罕遇地震状态下仍显示弹性状态,根据一般规范给出的罕遇地震和多遇地震的水平地震的影响系数的最大值max的比例来扩大多遇地震状态作用下的水平地震作用效果,同事此时把材料分项系数以及荷载分项系数同时取为1.0。所以内力结构在转换的结构设计为G+T=R+6.95E,而G为重力的荷载作用一般值,R为多遇地震状态作用下的水平的地震影响下的标准值;且与此相应的内力组合的通常转换结构类型设计采用特定材料不为设计值而采用标准值。通过此方法来设计可以得出在罕遇地震状态作用情况下,转换层的剪力墙所能承受最大剪应力仅为0.146,可以确保在规定程度的罕遇地震状态下剪力墙不至于产生剪切破坏。高层结构转换层设计过程中的关键问题依据建设部颁布关于超限高层建筑的工程项目抗震设防的专门审查技术要点规范的，只要归类为超限高层建筑项目工程，必须具备以下拥有主次梁之间转换层的超限高层建筑的结构方面设计的必须的主要抗震措施。超限高层建筑的转换层设计方面应根据具体的设计项目来进行有效设计分析，并依照相关的建设部门颁布的规范来进行超高高层建筑项目中工程的抗震能力结构部分的设计，超高高层建筑结构的设计以及抗震措施内容要点有以下几点：1、确保在大空间底层需求的裙房中具备有足够的刚度，严禁沿竖向的刚度方面变化的差距会过大，依照规定来限制转换层的上下结构构造的侧向刚度比例在抗震设计要求时，转换层上一层结构的侧向刚度比例不得大于其自身结构侧向刚度的70以上，依据高规附录E控制下的转换层上下结构构造的等效侧向刚度比重最好大于10，但不得超过13。同时应确保一定比例的剪力墙实体落地，加强剪力墙混凝土强度等级，提升其性能比例，而为了使纵横墙的形状尽量形成一个简体，必须要缩小洞口尺寸。2、提升转换层整体结构构造的刚度条件。限高的高层建筑结构设计过程中对转换层结构设计应符合整体的结构设计规范，是整个转换层平面楼板内的侧向的刚度和整体性来进行强化，如果使用现浇的混凝土楼板方式，一般楼板的厚度大约为200mm，并且还要加强转换层结构中上下两层设计结构的平面内刚度大小，；结构的布置设计模式为左右对称，在其较薄弱的部位应使用加强楼板的配筋及厚度。而对于整体设计结构的分析中，必须评估对转换层的薄弱地方的平面楼板的变形产生对建筑结构设计受力方面的影响程度大小。其调整方式为应用剪刀墙一般布置方式来完成，从而实现了整体的结构设计规范，并使有关的刚性与结构相吻合，避免了失误及设计问题的产生与存在。3、合理地设计框支及剪力墙的转换层结构以下竖直构造的配筋率大小。按建设部相关规范来进行设计以确保整体构造的稳定和结构的抗倾覆能力提升；与此同时，为了达到增强结构整体性的目的，现浇楼板应用钢筋混凝土来稳固结构。需要确保核心筒的内部结构中的楼板厚至少为150mm，并且相关的围护材料必须为新型轻质材料来构建，加上双层双向的配筋，这样的构造可以减轻建筑自身实际重量，并且大大减小产生地震时的建筑的反应。4、控制地震状态作用下的超限高层建筑结构中的层间位移角和风荷载，要满足规范要求中对重力荷载能力代表值的比例值与地震产生中基底剪力的限定；来控制转换层结构底部加强区的剪力墙以及其它各部分框支柱、剪力墙、及非框支柱轴压力大小的比例。5、通过超限高层建筑模拟的地震中安全性的评估报告来评定，并提供人工地震模拟中的两个典型的地震波中加速度的记录进行评估，以此来完成对整个结构弹性受力情况分析。而且，还可以采用两个完全不同模型空间条件下的力学实验对整个程序进行中的数据进行分析和计算，从而使计算的数据来更好的对超限高层建筑的结构设计的整体性进行评估和把握。小结带主次梁转换层的超限高层建筑在结构设计中不仅需要注重结构选型和布置，而且需要通过对等效侧向刚度比以及剪力墙剪应力的分析和控制，从而妥善的解决在设计及建造过程中所会产