轉(zhuǎn)換層的有效抗震措施

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程１０．６．２抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換層不宜設(shè)置在底盤屋面的上層塔樓內(nèi)；否則，應(yīng)采取有效的抗震措施。有效的抗震措施包括那些？條文說明只簡(jiǎn)單提到增大構(gòu)件內(nèi)力、提高抗震等級(jí)，太簡(jiǎn)略。首先，規(guī)范指的情況一般是有較大的裙房，或者在大裙房上有幾個(gè)塔樓的情況，這時(shí)下部由于有裙房地作用，所以剛度很大，而轉(zhuǎn)換層以上往往是抗震墻，所以在這二者之間就出現(xiàn)了薄弱層，在地震時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，要加強(qiáng)的部位應(yīng)該就是轉(zhuǎn)換層以下和裙房屋面之上的樓層。實(shí)際上建筑物的豎向剛度從下到上發(fā)生了由大－－>小－－>大的過程，所以要加強(qiáng)剛度小的部分。我認(rèn)為措施主要可以這樣分析：1）盡量將塔樓部分與裙房部分設(shè)縫處理，將裙房與塔樓分離，這就不存在這個(gè)問題了；2）盡可能將塔樓部分的剛度加大（轉(zhuǎn)換層之下），減小裙房部分的剛度，使得在裙房屋面上不出現(xiàn)剛度的明顯變化；3）將轉(zhuǎn)換層上部分抗震墻落下來，形成豎向連續(xù)的抗側(cè)力構(gòu)件；4）裙房屋面至轉(zhuǎn)換層均應(yīng)加大板厚，并雙層雙向配筋；5）中間這幾層在計(jì)算時(shí)都應(yīng)按薄弱層調(diào)整地震作用；6）轉(zhuǎn)換層以下全部按底層加強(qiáng)層確定抗震等級(jí)；7）加強(qiáng)裙房屋面部分與塔樓部分的連接，使得剛度可以良好傳遞。轉(zhuǎn)換層上面是剪力墻，下面是框架。剪力墻的剛度比框架的剛度是大很多的。于是在轉(zhuǎn)換層處不光是剛度突變，而且肯定不滿足《高規(guī)》4.4.2條的。所以轉(zhuǎn)換層上下幾層會(huì)形成薄弱層，根據(jù)抗震規(guī)范，地震力放大1.15倍（SATWE會(huì)自動(dòng)計(jì)算）。2.我認(rèn)為最好是將轉(zhuǎn)換層設(shè)在裙房頂層，因?yàn)槿狗靠梢栽龃笙虏拷Y(jié)構(gòu)剛度，這對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)恰好是有利的。若將轉(zhuǎn)換層設(shè)在塔樓內(nèi)，就正如2樓樓主所說，剛度是大-小-大變化了。3.轉(zhuǎn)換層不應(yīng)設(shè)置太高了，《高規(guī)》上10.2.5條，轉(zhuǎn)換層設(shè)在3層或3層以上，就是“高位轉(zhuǎn)換”了，框支柱及底部剪力墻要提高一級(jí)的。3.2樓樓主的第2點(diǎn)是否有筆誤？應(yīng)該是盡量減小”塔樓部分”而非“裙房部分”的剛度吧。方法無非是減小上部剪力墻肢數(shù)或?qū)挾取?.2樓樓主第6點(diǎn)，剪力墻底部加強(qiáng)部位應(yīng)取至轉(zhuǎn)換層上兩層。高規(guī)10.2.4。一、多塔樓結(jié)構(gòu)中間采用帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，這已經(jīng)是兩種復(fù)雜結(jié)構(gòu)在同一工程中采用，結(jié)構(gòu)的豎向剛度、抗力突變加之結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞途徑突變，要保證這種結(jié)構(gòu)安全，僅按《高規(guī)》和其他各項(xiàng)規(guī)定設(shè)計(jì)比較困難，所以設(shè)計(jì)者必須提出有效的抗震措施。二、多塔布置盡量規(guī)則：比如1、對(duì)稱布置。塔樓相對(duì)大底盤來說已經(jīng)是剛度突變部分，如果結(jié)構(gòu)布置上又使塔樓與底盤偏心則更加劇結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。2、多塔樓結(jié)構(gòu)的各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近，如果差異較大宜將裙房用防震縫分開。三、除滿足規(guī)范的各項(xiàng)要求外，尚應(yīng)滿足幾項(xiàng)加強(qiáng)措施1、為保證結(jié)構(gòu)底盤和塔樓的整體作用，底盤屋面樓板厚度不宜小于150mm，并應(yīng)加強(qiáng)配筋構(gòu)造，板面的負(fù)彎矩配筋宜貫通。底盤屋面的上下層結(jié)構(gòu)的樓板也應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。當(dāng)?shù)妆P樓層為轉(zhuǎn)換層時(shí)，其底盤屋面樓板的加強(qiáng)措施應(yīng)符合《高規(guī)》10.2.20和10.6.3條規(guī)定。2、多塔樓之間的底盤屋面梁應(yīng)加強(qiáng)；3、各塔樓與底部裙房相連的外圍柱、剪力墻，從固定端到裙房上一層的高度范圍內(nèi)，柱的縱向鋼筋的最小配筋率宜適當(dāng)提高，柱箍筋宜在裙房上下層的范圍內(nèi)全高加密；剪力墻宜按《高規(guī)》7.2.16規(guī)定設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。四、帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足《高規(guī)》第10.2節(jié)的各項(xiàng)規(guī)定。盡可能減少轉(zhuǎn)換；使水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件傳力直接；強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度，弱化轉(zhuǎn)換層上部的主體結(jié)構(gòu)剛度，使轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)剛度、變形接近。如加大下部筒體厚度、提高砼等級(jí)，上部剪力墻開洞、減小墻厚等。我所謂的減小“裙房的剛度”指在轉(zhuǎn)換層之下，裙房中非塔樓部分的剛度；即在裙房部分a部分是塔樓之下的部分，b部分是非塔樓的部分，將a部分的剛度增加，減小b部分的剛度，這樣在裙房屋面處剛度的突變就小了帶大底盤的高層建筑，本身由于結(jié)構(gòu)在底盤上收進(jìn)為塔，結(jié)構(gòu)豎向就不規(guī)則，多塔時(shí)結(jié)構(gòu)振型復(fù)雜，很多文章和試驗(yàn)均指出結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和高振型影響會(huì)很明顯。如果結(jié)構(gòu)布置不合理，將更進(jìn)一步導(dǎo)致豎向剛度突變、扭轉(zhuǎn)振型反應(yīng)和高振型影響加劇。高層混凝土規(guī)程僅給出了對(duì)于多塔大底盤結(jié)構(gòu)的一些原則性要求，如第10-6-1條，限制結(jié)構(gòu)塔樓與底盤的偏心等。而抗震設(shè)計(jì)時(shí)，如果將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在底盤屋面以上的塔樓內(nèi)，就是說同時(shí)采用了轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)和多塔樓結(jié)構(gòu)兩種不利形式，結(jié)構(gòu)的豎向剛度突變，內(nèi)力傳遞途徑突變，結(jié)構(gòu)抗力已經(jīng)不是普通的結(jié)構(gòu)分析所能達(dá)到的了，也就是說抗力也產(chǎn)生突變的情況?，F(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程畢竟不是百科全書，不可能對(duì)不熟悉、或者說不完全掌握的結(jié)構(gòu)形式規(guī)定得具體到位。如果實(shí)在避免不了，必須要做這樣結(jié)構(gòu)形式的話，我想首先是保障結(jié)構(gòu)平面和豎向布置盡可能規(guī)則，這是最基本的要求。當(dāng)然，這需要結(jié)構(gòu)專業(yè)和建筑專業(yè)充分的配合，但是畢竟抗震工程不是單靠結(jié)構(gòu)專業(yè)就可以獨(dú)自完成的，同樣需要建筑專業(yè)的把握。結(jié)構(gòu)布置應(yīng)符合規(guī)范、規(guī)程關(guān)于轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、多塔結(jié)構(gòu)的有關(guān)條文規(guī)定，特別是對(duì)扭轉(zhuǎn)控制，應(yīng)盡可能提高結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度，減小塔樓與底盤的偏心，并且盡可能多地讓豎向構(gòu)件落地。各塔樓本身層數(shù)、平面和剛度應(yīng)盡可能接近，避免相差過大。不同塔樓的轉(zhuǎn)換層布置避免采用不同的轉(zhuǎn)換方式，并對(duì)轉(zhuǎn)換層向上兩層、向下直至底盤頂層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取加強(qiáng)措施，如適當(dāng)加大板厚、盡量減少板上開洞或盡可能只開小洞、雙向配筋等等。計(jì)算上至少采用兩種不同力學(xué)模型的軟件進(jìn)行分析，并對(duì)轉(zhuǎn)換構(gòu)件、底盤頂層和轉(zhuǎn)換層以上部位進(jìn)行局部應(yīng)力有限元分析。對(duì)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算，不能只依據(jù)軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟承┸浖?jì)算結(jié)構(gòu)并不真實(shí)。這需要設(shè)計(jì)者手工復(fù)核。當(dāng)然，計(jì)算中應(yīng)對(duì)構(gòu)件內(nèi)力、抗震等級(jí)等作提高處理?！@些都只是概念設(shè)計(jì)的要求，由此而來可以采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，例如提高構(gòu)件體積配箍率、提高關(guān)鍵部位的構(gòu)件配筋率、設(shè)置型鋼等等，具體采取什么樣的措施，要根據(jù)結(jié)構(gòu)具體情況確定，不能一概而論。但是，畢竟概念設(shè)計(jì)只是基于現(xiàn)有的、成熟的建筑結(jié)構(gòu)和地震震害調(diào)查得來，可以指導(dǎo)我們?nèi)ピO(shè)計(jì)，但是就象計(jì)算機(jī)不是萬能的一樣，光憑概念設(shè)計(jì)也不充分，應(yīng)該進(jìn)行必要的模型試驗(yàn)。通過模型分析，獲得對(duì)該結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，并在關(guān)鍵部位采取必要的措施。從法規(guī)上，這倒好說，這樣的結(jié)構(gòu)屬于超限工程，應(yīng)該報(bào)抗震專項(xiàng)審查，到時(shí)候?qū)＜覀儠?huì)給出針對(duì)性意見。如果哪位仁兄、師姐遇到了這樣的情況，倒不失為一個(gè)好機(jī)會(huì)。好了，我的爛磚拋完了，請(qǐng)各位發(fā)表意見。迎cshetao積極參加討論，這個(gè)問題應(yīng)該說是個(gè)復(fù)雜的問題，沒有清晰明確的答案（起碼我是沒有的，還望指教），討論的目的是為找出一個(gè)盡量?jī)?yōu)化的解決方法，盡管不一定能有所結(jié)果，通過圖紙審查應(yīng)該不是目的。cshetao的說法我基本理解，在這種情況下確實(shí)是一種復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化的一種辦法，但這種辦法不解決所有問題，地震作用放大3倍左右代價(jià)未免太大，我覺著比起將結(jié)構(gòu)改為鋼結(jié)構(gòu)或鋼骨結(jié)構(gòu)一定不經(jīng)濟(jì)（其實(shí)這個(gè)比較基本不成立，問題的性質(zhì)不一樣，也許我理解的不對(duì)，cshetao沒有說明在相同建筑方案的前提下將結(jié)構(gòu)改為鋼結(jié)構(gòu)或鋼骨結(jié)構(gòu)如何做）。把地震烈度提高一度半以后是否就能保證在大震下結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)？建筑物的整體安全度提高這點(diǎn)倒是同意。結(jié)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)部位我認(rèn)為到不一定是突變部位，突變部位足夠強(qiáng)以后最薄弱環(huán)節(jié)就會(huì)轉(zhuǎn)移?？拐疬€是應(yīng)該從耗能的角度，盡可能控制塑性絞出現(xiàn)的部位和次序。這種結(jié)構(gòu)地震作用應(yīng)該放大，但放大的量值得商榷，地震作用應(yīng)有的放矢地放大。關(guān)于構(gòu)造與計(jì)算的關(guān)系，cshetao的觀點(diǎn)我認(rèn)為值得商榷。我所說的構(gòu)造其實(shí)包含了概念設(shè)計(jì)的一部分內(nèi)容，不僅僅是指更高的抗震等級(jí)，cshetao計(jì)算時(shí)將地震作用提高一度半的同時(shí)是否在確定抗震等級(jí)時(shí)也應(yīng)將地震作用提高一度半。結(jié)構(gòu)計(jì)算的確可以提供一些有關(guān)結(jié)構(gòu)規(guī)則性的量化指標(biāo)，但這只是一個(gè)驗(yàn)證而已。對(duì)于某一方面不可避免的不規(guī)則，結(jié)構(gòu)布置和方案在其他方面就應(yīng)最大限度的保證其規(guī)則、簡(jiǎn)單，不可避免的不規(guī)則因素盡量減少。其實(shí)一個(gè)結(jié)構(gòu)在大的布置確定以后，對(duì)于一些計(jì)算得出的參數(shù)（扭轉(zhuǎn)周期和平動(dòng)周期之比、位移比等）是否符合規(guī)則結(jié)構(gòu)的特征是可以預(yù)見的。也許所處地區(qū)不同，各地的經(jīng)濟(jì)情況不一樣，我所在的地區(qū)，業(yè)主對(duì)于用鋼量、截面尺寸非常敏感，適應(yīng)市場(chǎng)實(shí)在是沒辦法。這里的市場(chǎng)環(huán)境，將地震烈度提高一度半，肯定會(huì)被干掉的，郁悶啊。再談一下地震烈度提高一度半的實(shí)際操作問題。前面我并沒有同意此類不規(guī)則建筑出現(xiàn)在9度區(qū)的意思，只是想說8度區(qū)簡(jiǎn)單提高一度半會(huì)有問題。cshetao前面說了，“8度區(qū)可提高1度進(jìn)行設(shè)計(jì)”，那么意味著在7度半?yún)^(qū)，相同的建筑方案此類不規(guī)則結(jié)構(gòu)與8度區(qū)在抗震上是完全一樣的。很顯然，此類不規(guī)則結(jié)構(gòu)在8度區(qū)更不利，其抗震方面的安全度反而更低，我認(rèn)為不合理。至于“只將結(jié)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)提高1.5度”的說法更不妥，結(jié)構(gòu)各部位的抗震能力不匹配，假設(shè)在7度區(qū)，加強(qiáng)部位按8.5度，其它按7度？也許理解不對(duì)，還望指點(diǎn)。由于總體結(jié)構(gòu)豎向傳力構(gòu)件的不連續(xù)，而是通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分配，再向下傳遞，由于轉(zhuǎn)換層上下的差異，特別是高位轉(zhuǎn)換對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分配,規(guī)范這條可以結(jié)合一般轉(zhuǎn)換層的特點(diǎn)和塔樓轉(zhuǎn)換特點(diǎn)采取一下措施1，轉(zhuǎn)換層的升高，其一影響的就是首層地震剪力的增加，所以應(yīng)該保證落地剪力墻的數(shù)量，最好加強(qiáng)底部的剛度2，盡量拉大上部剪力墻的間距，減小墻肢長(zhǎng)度和數(shù)量，改變墻厚等措施來調(diào)整轉(zhuǎn)換層上下剛度，使它的變化比較均勻，盡量接近3，如果是采用梁式轉(zhuǎn)換，因?yàn)檗D(zhuǎn)換梁的剛度比框支柱大得多，為保證結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)機(jī)構(gòu)破壞，應(yīng)該嚴(yán)格控制好框支柱的延性，就是說控制好框支柱的軸壓比，體積配箍率（軸壓比〈0.55，柱的配筋率〉1。6%，可以采用芯柱加復(fù)合加密箍筋）4，加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，提高轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的承載能力和變形能力（混凝土強(qiáng)度采用C40~C55，板厚200~250，，配筋采用大直徑、高強(qiáng)度鋼筋，減少鋼筋根數(shù)）5，因?yàn)榕c轉(zhuǎn)換層相近的的墻體要與轉(zhuǎn)換層共同工作，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上移時(shí)應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下各樓層的墻，柱截面和配筋，以減少轉(zhuǎn)換層位置上移時(shí)對(duì)其下各層地震總剪力和總彎距增大的不利影響好久沒到這里，先給大家問聲新年好！斑竹辛苦了。我又看了一下這里的貼子，我覺得關(guān)注和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)主要有兩個(gè)方面：1、通過措施如提高地震作用、構(gòu)造措施要求來實(shí)現(xiàn)高位轉(zhuǎn)換；2、剛度設(shè)計(jì)的連續(xù)性；就我個(gè)人的觀點(diǎn)，應(yīng)該首先是在設(shè)計(jì)的時(shí)候要確定一定的剛度目標(biāo)，特別是類似的有轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)，剛度設(shè)計(jì)在高層設(shè)計(jì)中的重要可以不再多說了。一般而言，我們?cè)谠O(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)的時(shí)候有幾點(diǎn)是不利的：1、在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段由于沒有合理的概念設(shè)計(jì)方法，所以對(duì)剛度的設(shè)計(jì)是盲目的，往往到初步設(shè)計(jì)時(shí)依靠電腦計(jì)算才對(duì)剛度有一定的了解，此時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件已經(jīng)較困難了；2、在設(shè)計(jì)時(shí)往往通過加大結(jié)構(gòu)的剛度的辦法來通過設(shè)計(jì)計(jì)算。通常的做法是如果轉(zhuǎn)換層上部的剛度較大，就通過加大轉(zhuǎn)換層以下的剛度來滿足規(guī)范要求，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)時(shí)存在一個(gè)誤區(qū)：就是設(shè)計(jì)計(jì)算過不了關(guān)，難道減小了還能過關(guān)？其實(shí)不然，通過減小轉(zhuǎn)換層上部的剛度同樣有效；而且我們?cè)O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)即使用短肢墻結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層上的墻、柱的軸壓比都很低，主要控制斷面大小的因素是轉(zhuǎn)換層上一層處的剪力，這就給調(diào)整轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)的剛度調(diào)整創(chuàng)造了可能性；一般通過調(diào)低上部結(jié)構(gòu)的剛度，盡量讓轉(zhuǎn)換層上部的剛度均勻（由于轉(zhuǎn)換層上部往往是賓館、住宅等，平面已相對(duì)較對(duì)稱和均勻，使得調(diào)整成為可能）。我就曾經(jīng)做過這樣的比較，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)的墻、柱減弱的時(shí)候反而比加大的時(shí)候要受力好。3、提高對(duì)結(jié)構(gòu)的荷載、地震作用和要求。其實(shí)這樣做的結(jié)果就是將結(jié)構(gòu)的剛度增加，從表面上是結(jié)構(gòu)的總體抗震能力提高了，但過大的剛度在地震作用時(shí)恰恰是不利的，過大的剛度使得結(jié)構(gòu)的慣性增加，從而使得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上的地震作用也增加。所以，以我個(gè)人的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)要確立剛度目標(biāo)，使得在正常的風(fēng)荷載下不出現(xiàn)較大的變形和位移，又使得結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)有足夠的延性以減小地震作用。我來說兩句，不知對(duì)否。首先，規(guī)范指的情況一般是有較大的裙房，或者在大裙房上有幾個(gè)塔樓的情況，這時(shí)下部由于有裙房地作用，所以剛度很大，而轉(zhuǎn)換層以上往往是抗震墻，所以在這二者之間就出現(xiàn)了薄弱層，在地震時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，要加強(qiáng)的部位應(yīng)該就是轉(zhuǎn)換層以下和裙房屋面之上的樓層。實(shí)際上建筑物的豎向剛度從下到