框支转换结构设计总结

一个框支转换结构设计的总结之一[转]

2009-05-23 13:13

新市场项目结构设计结果的总结

一，工程概况：

新市场改造项目由xx市xx房地产开发公司在xx市平原路西段路北建造。一类商住楼，地上二层裙房为商业，地下一层主要布置设备用房和商业。6栋塔楼在标高为±0.000处连为一块，地上十七层，地下一层。总面积九万平方米，其中6栋塔楼五万多平方米。建筑高度52.25m。目前4#、5#、6#已经施工三层，1#、2#、3#基坑正在开挖。

二，方案阶段

结构设计的原则：

(1).化繁为简

(2).对采用的措施找到权威依据

方案阶段按以上两原则：根据甲方意图，通过在标高为±0.000以上部位设缝，将一个很不规则的平面简化。

问题1：地下室连为一体，是否属于《高规》多塔结构。很多书本均有解释，比较权威的是采用黄小坤《高规》若干问题解说。明确了不为多塔结构。

问题2：标高为0.000处作为嵌固端确定。根据《抗规》和《高规》均要求采用剪切刚度计算，但是甲方不同意塔下剪力墙过多。参考《高层建筑箱形与筏形基础技术规程》5.1.3.2条，满足1.5倍即可。其次《上海规程》6.1.19条规定也是1.5倍。参考《高规》宣贯培训材料，对于刚度计算可按抗规等效刚度方法满足2.0。

为了满足甲方意图，本工程采用以下方案：高层塔楼按剪切1.5倍计算，同时按《抗规》等效刚度方法复核满足2.0倍。最后整个地下室一起建模满足剪切2.0倍。同时注意，地下室剪力墙的间距满足规范要求（<40m）和相应的构造要求。到此解决以上问题。

HiStruct注：本人认为某些规范规定采用1.5倍刚度比是针对地下室的侧移刚度(V/d)而言，此时可考虑地下室的侧向约束。实际上若不考虑地下室外土的侧向约束，针对大裙房地下室中的单个塔楼而言，要求地下室一层与上部的剪切刚度比满足1.5也是可以接受的。一般建议还是根据规范的要求采用剪切刚度比确定结构嵌固部位更合适。

三，施工图阶段

设计遇到问题：

(1).地下室面积比较大（16258㎡）

(2).属于复杂高层结构设计（转换梁）

(3).采用部分型钢设计

(4).结构体系：塔楼采用了框支剪力墙结构，框支层位于第二层。二层裙房采用框架结构，基础梁板式筏基。

1. 基础工程建设计

问题：a.超长结构 b.筏板基础偏心

超长问题通过采用添加KL- HEA型膨胀防水剂和设置后浇带。来解决温度应力对结构构件产生超过国家标准规定的裂缝。筏板基础偏心问题通过在裙房基础和塔楼基础之间设置抗水板将其分开。

后浇带分为两种：

后浇带A：用于减轻砼收缩不利影响，结构构件中的受力钢筋可不断开，应在两个月后浇注。

后浇带B:用于消除基础沉降差，结构构件中的受力钢筋宜断开，应在主体结构完成和沉降基本稳定后方可浇筑。由于面积较大，此时每隔一个后浇带的距离，设置膨胀加强带，宽度为2米。

沉降后浇带和沉降膨胀加强带在和主楼相邻位置设置。

HiStruct注：沉降后浇带在满足设计要求的情况下可解决主裙楼的沉降差问题，设置抗水板并在底部加软垫层减小主裙楼刚度差异的互相影响，并减小抗水板内力，是一个好办法，但是还是应适当加大此处配筋率为宜。

2. 还有两个问题比较重大：

基础埋深和主体塔楼结构地基承载力的深度修正。对于基础埋深，强调了从有可靠侧限位置算起。本工程在标高为±0.000处连为一体。因此，要保证楼板连续，尽量不开洞，一定要保证在主楼位置不开洞，以形成传递水平力的条件。由于建筑使用功能的要求，常在板中开洞以形成中空。此时，需要结构师和建筑师紧密配合，满足规范对结构布置的要求。对于基础的地基承载力的深度修正，宜将基础底面以上范围内的荷载，按基础两侧超载考虑：当超载宽度大于基础宽度两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。3. 主体结构设计模型

对于转换结构的设计，采用PKPM程序中SATWE时要注意刚度比计算方法的选择。

a.剪切刚度

(1).判断地下室嵌固点

(2).一层转换结构的刚度比

(3).上海地区钢砼结构

b.剪弯刚度

多层转换结构的刚度比

c.地震剪力与层间位移的比

本工程由于计算分析需要以上三种刚度比计算方法均用到，加上基础整体分析，共分6个模型。

模型1：内力配筋，设计图纸模型

无刚性楼板假定，地震剪力与地震层间位移的比

模型2：位移、周期比计算

刚性楼板假定，地震剪力与地震层间位移的比

模型3：1.5倍地下室嵌固的判定（主楼）

刚性楼板假定，剪切刚度

模型4：2.0倍地下室嵌固的判定（整体）

刚性楼板假定，剪切刚度

模型5：转换结构刚度比的判定

刚性楼板假定，剪弯刚度

模型6：基础计算

模施工加载2，生成传给基础的刚度

4. 框支剪力墙结构计算模型

有三个问题需要注意。

a. 墙元细分最大控制长度应取得尽量小，建议为1。这是为了转换梁与上部剪力墙协调变形更合理。

b. 转换梁应该考虑轴向变形的影响，所以要考虑弹性楼板，转换梁才能计算轴力。

c. 框支转换属于竖向不连续，应强制为薄弱层，此时刚度比值无关。

对于转换高层属于复杂高层建筑结构，一般情况下容易形成超限结构，即特别不规则结构。

(1).扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值1.2倍。

(2).侧向刚度不规则：该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%或小于其上相邻三个楼梯侧向刚度平均值80%。

(3).竖向抗侧力构建不连续

(4).凹凸不规则

(5).楼板局部不连续

(6).楼层承载力突变

本工程一开始超出前三项，形成了特别不规则结构，为了避免通过调整相邻上下层刚度和扭转不规则，使其只有一项竖向不连续，对有条件的情况下，建议尽量调整。

5. 型钢结构的设计

其设计采用STS工具箱节点连接计算与绘图工具设计。对柱脚采用外包式柱脚。

6. 对于其他问题概述

a. 对于剪力墙结构设计，根据《高规》对于约束边缘构件非阴影部分箍筋及拉筋的规定，可以采用全部拉筋。根据中国建筑就设计研究院结构专业设计研究院主编的国家标准图集（04SG330）给出了两种配置方式，本工程按它第1条设计。

b. 框支柱承受的地震剪力调整，在0.2Q中输入一个负值，PKPM会自动调整满足规范要求。框支托梁的应力分析按FEQ计算。目前FEQ无法计算框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙，可以用有限元程序进行补充计算。

c. 复杂高层要求采用两个不同力学模型的三维空间分析软件进行

计算，并采用弹性时程分析补充计算，本工程采用了SATWE和PMSAP进行了大指标对比，基本吻合，主要问题是PMSAP中剪力墙连梁超筋。弹性时程分析，每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于阵型分解反应谱法的65%。多条时程分析的底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80%，均满足要求。

HiStruct注：框支剪力墙结构应特别注意转换层楼板的平面内应力设计，平面内抗剪承载力设计，以减小楼板的开裂程度即刚度折减程度，进而保证楼板具有足够的能力传递上下层竖向构件之间的剪力。

分析某高层住宅局部框支结构设计若干要点

摘要：本文是结合工程实际对高层住宅局部框支结构设计中框—剪结构中转换层、框支柱和剪力墙的计算与分析等进行了阐述。

关键词：局部框支转换层设计与分析

前言