1、带厚板转换层的高层建筑结构设计分析摘要厚板转换层结构是高层建筑中常见的结构形式，本文着重分析了厚板转换结构的特点，并结合工程实例，通过相关计算，对带厚板转换层的高层建筑结构设计要点及抗震要求进行了分析。 关键词高层建筑；厚板转换；结构设计；计算；抗震 文章编号：2095-4085（2016）01-0038-02厚板转换层结构是高层建筑中常见的结构形式，文章从厚板转换结构的特点，构造要求，计算分析及抗震设防等方面进行全面分析与探讨，以期为建筑多功能设计提供帮助。1 厚板转换结构的特点由于厚板上下部分柱网错开较多且极不规则，因此其厚板竖向受力非常复杂，且由于结构上下竖向构件的不连续，刚度突变，在水2、平地震力作用受力下非常复杂。因此对厚板转换结构提出了更高的要求。其结构设计包括：（1）在柱与柱、柱与墙之间需要加强配筋，并设置较大宽度及高度。（2）转换板需要较大厚度以满足抗剪及抗冲切要求。从抗震角度考虑，厚板集中了较大刚度和质量，由于地震反应强烈，板本身受力巨大，且由于沿竖向刚度突然变化，相邻上下层受到的作用力较大，容易发生震害。（3）高位转换下厚板加剧了地震反应力的突变，为减少突变，控制刚度比尤其重要。2 高规对厚板转换结构要求高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）中第10.2.14条对厚板转换结构设计规定如下：（1）由抗弯、抗剪、抗冲切截面的验算确定转换厚板的厚度。（2）应按整3、体计算时划分的主要交叉梁系的剪力和弯矩设计值进行截面设计，配筋校核应按有限元法进行分析。（3）钢筋骨架网宜配置在厚板外周边。（4）在转换厚板内对转换厚板上下部的剪力墙、柱的纵向钢筋进行可靠锚固。（5）转换厚板上、下层的楼板应适当加强，楼板厚度不宜小于150mm。3 工程实例某高层建筑是集商住为一体的高层住宅建筑。设计地下两层，地上二十八层，总高度为97.2m。地上一到五层为商业，五层以上为住宅（三栋塔楼，分缝设计），转换层位于地上五层，属于高位转换。建筑物抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。抗震设防为乙类，建筑结构安全等级一级，场地类别为类，场地特征周期为0.35s，落地剪力4、墙与框支柱抗震等级为特一级。转换层以上为住宅剪力墙，墙厚为底部加强部位250mm，底部加强部位以上200mm；框支柱为15001500-15001800mm，除电梯井、楼梯间剪力墙上下贯通外，上部其余剪力墙与下部墙体均错开布置。柱网为85008500mm，经计算，转换层板厚为2000mm。转换层及以下墙柱混凝土强度等级为C50，转换层梁板混凝土强度等级为C40，转换层以上23层，每层荷载标准值为16.816.9kN/m2。3.1 结构计算分析结构抗震分析以地下室顶板为上部嵌固端进行计算。结构计算采用设计计算软件SATWE和PM-SAP，并采用MIDAS结构设计软件复核计算结果。在设计过程中计算5、应满足以下几点要求：（1）采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算；（2）抗震计算采用振型分解法进行强度计算和变形验算，同时采用弹性动力时程分析方法补充计算；（3）对转换层厚板进行有限元分析，按平面内无限刚，平面外有限刚进行计算，通过计算结果分析确定厚板内力及挠度，并按应力计算结果对配筋进行校核。3.2 厚板转换对整体结构抗震计算的影响建筑物转换层位于五层，属于高位转换。通过对地震作用下的楼层地震反应力曲线和层间位移角进行计算，可知，由于建筑物厚板高位转换，水平地震反应很大，楼层地震反应力曲线在转换层突变相当明显。本建筑物由于在6度抗震设防区，位移角由风荷载控制，在地震作用下位移角很6、小，转换层处存在显著突变。因此，应加强框支柱及转换厚板上、下部剪力墙、柱与转换厚板的连接，加强转换层及以下各层的侧向刚度，使水平地震作用可靠传递至底层，严格控制转换层厚板上下层竖向构件的轴压比，提高结构延性。3.3 主要抗震构造措施（1）提高纵筋配筋率及体积配箍率的延性和强度，要控制框支柱的轴压比。此结构框支柱抗震等级为特一级，轴压比控制在0.6以下。（2）在本建筑物设计时，落地剪力墙抗震等级为特一级，轴压比控制在0.5以下，竖向及水平分布筋的最小配筋率为0.4%，约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率为1.4%，配箍特征值比一级增大20%。（3）增大结构厚板转换层上下相邻层构件截面，厚板上一层剪7、力墙截面加厚至250mm，上下相邻层楼板加厚至150mm。4 关于厚板转换设计的几点建议（1）厚板转换应避免高位转换，转换层设置越高，其地震反应及层间位移角突变越明显。由于突变，转换结构中的厚板转换表现得更加明显，对抗震更为不利，高位厚板转换应用应慎重。（2）带厚板转换层高层建筑的结构布置宜简单、规则、均匀、对称，尽量减少结构刚心与质心的偏心；主要抗侧力构件宜尽可能布置在结构周边，尤其应注意加强厚板转换层下部结构的抗扭能力。（3）转换厚板以下与厚板单侧相接得落地剪力墙宜适当提高其厚度，以平衡厚板支座负弯矩，避免出现过大开裂。（4）为满足经济性要求，在厚板中不必均沿上部剪力墙轴线设暗梁，在转换层柱与柱，柱与墙之间设置即可；个别内力较大位置可附加钢筋，如附加抗弯短筋及抗剪拉筋。5 结语厚板转换为建筑多功能化提供了便捷，通过实际工程的设计与实践，加强概念设计，采取合理构造措施，厚板转换在低烈度设防地区应用是安全可靠且可行的。