高层结构转角窗设计
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建筑规划与设计
浅谈高层结构转角窗设计
李 娜 汉嘉设计集团股份有限公司北京分公司
摘 要： 随着经济的高速发展和城市化的进程，高层住宅的 建设越来越多样化，在建 筑 平 面 布 局，标 高 设 计 更 新 颖，实 用，美 观，其中转角窗以它室内 可 视 角 度 开 阔，室 外 立 面 造 型 丰 富 的 优 点，被越来越多的人所青睐。
关键词： 高层结构，转角窗 转角窗的出现虽然满足建筑立面美观的效果要求及业主使 用功能的要求，但容易出 现 结 构 问 题，在 许 多 层 高 层 建 筑 转 角 窗 结构设计中应该引起注意。 因角窗上设置在结构 上 并 不 是 最 好 的 选 择，正 常 情 况 下，应 限制高层剪力墙结构的转角窗。当所需的设置必须采取相应措 施，确保工程结构安全。 根 据 笔 者 的 工 程 设 计 经 验，通 过 具 体 设 计案例中说明如何对转角窗部分采取加强措施。 位于浙江温州瑞安的某住宅项目，抗震设防分类为标准设防 类建筑，场地类别为四类，抗震设防烈度为 6 度，地震动峰值加速 度为 0． 05g ，地震动反应谱特征周期为 0． 75s。设计地震分组为 第二组，结构体系为剪力墙结构，抗震等级为四级。 该目占地面积 22886． 78 平方米，总建筑面积 81733 平方米， 地上建筑面积： 63361 平方米，其中住宅建筑面积 59159，地上部 分为 6 栋高层住宅，地下两层车库。其中 1#楼地上 26 层，地下两 层，建筑面积 7770． 43 平方米，从第 1 层至 26 层主卧室均设置转 角窗。建筑布置图如下图所示： 建筑剖面图
三、四级抗震等级底部加强区的墙体厚度不应小于层高或无 支长度的 1 /20，且不应小于 160mm； 而其他部位则不应小于层高 或无支长度的 1 /20。
一二级转角窗墙抗震等级的底部加强区和一层应使用约束 边缘构件，其阴影区最小配箍率应符合规范。非加固区也应采取 约束边缘构件，但体积最小配筋率根据计算轴向压缩比要适当减 少特征值。
1． 2 控制转角窗单向宽度尺寸，该转角 窗 为 不 落 地 转 角 飘 窗，飘窗 Y 向长度 2300mm，X 向长度 1400mm。
1． 3 控 制 外 墙 厚 度，该 剪 力 墙 结 构 地 下 两 层 墙 厚 设 为 300mm，地上墙厚 200mm，由于转角部位为受力薄弱部位，故将水 平方向墙厚设计为 300mm，增加转角部位的刚度，提高抗扭转力。
2． 2 增加转角窗房间楼板板厚。由于角窗转角处局部板块没 有竖
向构件的可靠约束，只有角窗悬挑梁的简单约束，因此，根据 经验，该角部房间楼板厚度不得小于 150 mm ，本工程取 150 mm。
2． 3 对于转角窗所在房间，楼板配筋双层双向配筋，且在该板 内按上图设置一道斜向暗拉梁。转角窗处楼板处于房屋外角边 缘，其外角边界是由梁 支 承 而 不 是 墙 支 承，且 扭 转 刚 度 较 差。 故 在墙肢端点处宜设置与楼板等厚度的暗梁，梁宽可取与暗柱长度 相等。暗梁的配筋宜上下相同，配筋率不宜低于 0． 2% ，并宜配置 箍筋，宜不小于直径 8mm 间距 250mm。
控制剪力墙长厚比： 转角窗、两侧墙体采用整肢墙，避免墙肢 开洞，不应采短肢剪力墙（ 即截面高厚比小于 8 ） 。该转角窗房 间，水 平 X 方 向 最 短 墙 肢 3900mm，垂 直 Y 向 墙 肢 长 度 为 5500mm，水平段底部加强部位墙厚 300mm，非底部加强部位墙厚 250mm，满足高厚比大于 8 的要求。
1． 首先，通过加大墙体截面厚度，减少转角窗开窗长度等措 施，提高转角窗部位的安全性：
1． 1 转角窗洞口两侧墙肢均属于无端柱无翼墙，根据规范： 一、二级底部加强区的墙体厚度不应小于层高或无支长度的 1 / 16，且不应小于 200mm； 而其他部位则不应小于层高或无支长度 的 1 /20，且不应小于 160mm。
1． 4 梁高控制，该转角部位为不落地飘窗，因此梁高可以适当 加高兼做窗下墙。
其次，在结构设计上对转角部位进行控制：
2．
Hale Waihona Puke 2． 1 加强转角窗洞口两侧暗柱截面尺寸： 墙厚 X400mm，配筋 如下表所示：
墙厚
主筋
箍筋
底部加强区
300
6Φ18
Φ8◎100
非底部加强区
250
6Φ16
Φ8◎150
相 较 于 同 层 其 它 暗 柱 的 钢 筋 直 径 提 高 一 个 级 别，采 用 三 级钢。
2． 4 提高转角窗部位梁高： 转角窗上梁的设计： 首先，电算时输 入 应 折 算 粱 高 按 普 通 框 架 梁 输 入。 该 过 梁 两个方向均为悬挑构件，梁部分是相同的，当两个方向悬臂跨度 为一副梁，形成二次关系，在不同方向的悬臂长度差异并不大，长 跨度仍可能有一个悬臂力，最终它会相互铰接的关系。该输入方 法使计算模型与构件实际受力情况一致。 其次，梁的配筋通 常 根 据 电 算 结 果，再 适 当 调 整。 也 可 采 手 算方法用以估算或校核电算结果。连梁的负弯在连梁梁肋两侧 配置足够数量的构造腰 筋，腰 筋 规 格 同 墙 体 水 平 筋，其 作 用 一 是 抵抗因梁之间相互搭接产生的扭矩： 二是抵抗转角部位的扭转 作用。 本工程中由于转角处为不落地飘窗，窗台高度 700mm，因此 设计时，可以将转角梁截面加高，该部位梁截面高度为 1200mm， 宽度同墙宽，梁顶标高较结构板面提高 630，作为飘窗窗台。 3、在设计中对于转角窗的施工提出相应要求： 3． 1： 梁施工方案分两次建设，以下部分的低墙现浇混凝土楼 板梁，与层墙浇筑混凝土，即每层墙体混凝土浇注，而浇注层梁层 部分位于上层梁板下面。 3． 2 施工缝处理： 支持模板，使用硬化混凝土水泥表面浆膜， 把松散的石头或混凝土充分润湿，然后冲洗干净，不留多余水分。 彻底清除连梁箍筋铁和附着的水泥浆。调整箍筋间距位置，检查 是否带紧固件。混凝土浇筑前，铺设混凝土构件在 20 毫米厚的 水泥砂浆中。 3． 3 建 筑 混 凝 土： 混 凝 土 是 混 凝 土 层，每 层 厚 度 不 超 过 300mm。 结语
浅谈高层结构转角窗设计
李 娜 汉嘉设计集团股份有限公司北京分公司
摘 要： 随着经济的高速发展和城市化的进程，高层住宅的 建设越来越多样化，在建 筑 平 面 布 局，标 高 设 计 更 新 颖，实 用，美 观，其中转角窗以它室内 可 视 角 度 开 阔，室 外 立 面 造 型 丰 富 的 优 点，被越来越多的人所青睐。
关键词： 高层结构，转角窗 转角窗的出现虽然满足建筑立面美观的效果要求及业主使 用功能的要求，但容易出 现 结 构 问 题，在 许 多 层 高 层 建 筑 转 角 窗 结构设计中应该引起注意。 因角窗上设置在结构 上 并 不 是 最 好 的 选 择，正 常 情 况 下，应 限制高层剪力墙结构的转角窗。当所需的设置必须采取相应措 施，确保工程结构安全。 根 据 笔 者 的 工 程 设 计 经 验，通 过 具 体 设 计案例中说明如何对转角窗部分采取加强措施。 位于浙江温州瑞安的某住宅项目，抗震设防分类为标准设防 类建筑，场地类别为四类，抗震设防烈度为 6 度，地震动峰值加速 度为 0． 05g ，地震动反应谱特征周期为 0． 75s。设计地震分组为 第二组，结构体系为剪力墙结构，抗震等级为四级。 该目占地面积 22886． 78 平方米，总建筑面积 81733 平方米， 地上建筑面积： 63361 平方米，其中住宅建筑面积 59159，地上部 分为 6 栋高层住宅，地下两层车库。其中 1#楼地上 26 层，地下两 层，建筑面积 7770． 43 平方米，从第 1 层至 26 层主卧室均设置转 角窗。建筑布置图如下图所示： 建筑剖面图
三、四级抗震等级底部加强区的墙体厚度不应小于层高或无 支长度的 1 /20，且不应小于 160mm； 而其他部位则不应小于层高 或无支长度的 1 /20。
一二级转角窗墙抗震等级的底部加强区和一层应使用约束 边缘构件，其阴影区最小配箍率应符合规范。非加固区也应采取 约束边缘构件，但体积最小配筋率根据计算轴向压缩比要适当减 少特征值。
1． 2 控制转角窗单向宽度尺寸，该转角 窗 为 不 落 地 转 角 飘 窗，飘窗 Y 向长度 2300mm，X 向长度 1400mm。
1． 3 控 制 外 墙 厚 度，该 剪 力 墙 结 构 地 下 两 层 墙 厚 设 为 300mm，地上墙厚 200mm，由于转角部位为受力薄弱部位，故将水 平方向墙厚设计为 300mm，增加转角部位的刚度，提高抗扭转力。
2． 2 增加转角窗房间楼板板厚。由于角窗转角处局部板块没 有竖
向构件的可靠约束，只有角窗悬挑梁的简单约束，因此，根据 经验，该角部房间楼板厚度不得小于 150 mm ，本工程取 150 mm。
2． 3 对于转角窗所在房间，楼板配筋双层双向配筋，且在该板 内按上图设置一道斜向暗拉梁。转角窗处楼板处于房屋外角边 缘，其外角边界是由梁 支 承 而 不 是 墙 支 承，且 扭 转 刚 度 较 差。 故 在墙肢端点处宜设置与楼板等厚度的暗梁，梁宽可取与暗柱长度 相等。暗梁的配筋宜上下相同，配筋率不宜低于 0． 2% ，并宜配置 箍筋，宜不小于直径 8mm 间距 250mm。
控制剪力墙长厚比： 转角窗、两侧墙体采用整肢墙，避免墙肢 开洞，不应采短肢剪力墙（ 即截面高厚比小于 8 ） 。该转角窗房 间，水 平 X 方 向 最 短 墙 肢 3900mm，垂 直 Y 向 墙 肢 长 度 为 5500mm，水平段底部加强部位墙厚 300mm，非底部加强部位墙厚 250mm，满足高厚比大于 8 的要求。
1． 首先，通过加大墙体截面厚度，减少转角窗开窗长度等措 施，提高转角窗部位的安全性：
1． 1 转角窗洞口两侧墙肢均属于无端柱无翼墙，根据规范： 一、二级底部加强区的墙体厚度不应小于层高或无支长度的 1 / 16，且不应小于 200mm； 而其他部位则不应小于层高或无支长度 的 1 /20，且不应小于 160mm。
1． 4 梁高控制，该转角部位为不落地飘窗，因此梁高可以适当 加高兼做窗下墙。
其次，在结构设计上对转角部位进行控制：
2．
Hale Waihona Puke 2． 1 加强转角窗洞口两侧暗柱截面尺寸： 墙厚 X400mm，配筋 如下表所示：
墙厚
主筋
箍筋
底部加强区
300
6Φ18
Φ8◎100
非底部加强区
250
6Φ16
Φ8◎150
相 较 于 同 层 其 它 暗 柱 的 钢 筋 直 径 提 高 一 个 级 别，采 用 三 级钢。
2． 4 提高转角窗部位梁高： 转角窗上梁的设计： 首先，电算时输 入 应 折 算 粱 高 按 普 通 框 架 梁 输 入。 该 过 梁 两个方向均为悬挑构件，梁部分是相同的，当两个方向悬臂跨度 为一副梁，形成二次关系，在不同方向的悬臂长度差异并不大，长 跨度仍可能有一个悬臂力，最终它会相互铰接的关系。该输入方 法使计算模型与构件实际受力情况一致。 其次，梁的配筋通 常 根 据 电 算 结 果，再 适 当 调 整。 也 可 采 手 算方法用以估算或校核电算结果。连梁的负弯在连梁梁肋两侧 配置足够数量的构造腰 筋，腰 筋 规 格 同 墙 体 水 平 筋，其 作 用 一 是 抵抗因梁之间相互搭接产生的扭矩： 二是抵抗转角部位的扭转 作用。 本工程中由于转角处为不落地飘窗，窗台高度 700mm，因此 设计时，可以将转角梁截面加高，该部位梁截面高度为 1200mm， 宽度同墙宽，梁顶标高较结构板面提高 630，作为飘窗窗台。 3、在设计中对于转角窗的施工提出相应要求： 3． 1： 梁施工方案分两次建设，以下部分的低墙现浇混凝土楼 板梁，与层墙浇筑混凝土，即每层墙体混凝土浇注，而浇注层梁层 部分位于上层梁板下面。 3． 2 施工缝处理： 支持模板，使用硬化混凝土水泥表面浆膜， 把松散的石头或混凝土充分润湿，然后冲洗干净，不留多余水分。 彻底清除连梁箍筋铁和附着的水泥浆。调整箍筋间距位置，检查 是否带紧固件。混凝土浇筑前，铺设混凝土构件在 20 毫米厚的 水泥砂浆中。 3． 3 建 筑 混 凝 土： 混 凝 土 是 混 凝 土 层，每 层 厚 度 不 超 过 300mm。 结语