考虑上、下层结构体系和柱网轴线变化的转换方法

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：有少数建筑物上部与下部建筑布置完全不同，例如有些上部为公寓式建筑，采用适合于公寓布置的轴线和剪力墙结构体系，下部是公共建筑，地下室还要做车库，必须采用另外一种轴线布置的框架—剪力墙结构。

有少数建筑物上部与下部建筑布置完全不同，例如有些上部为公寓式建筑，采用适合于公寓布置的轴线和剪力墙结构体系，下部是公共建筑，地下室还要做车库，必须采用另外一种轴线布置的框架—剪力墙结构。这种结构中不仅上部、下部结构类型不同，而且轴线也对不上，分别布置在上、下轴线上的竖向构件也不能贯通，无法直接传力。这种结构的传力途径被破坏，转换构件设计和结构设计都十分困难，可能采用的方案是箱形（交叉梁系）转换构件或厚板转换构件进行间接传力。

图9-14 实腹大梁式与空腹桁架式转换层的试验对比（同济大学）

a）试验模型裂缝和破坏形态 b）塑性铰的分布和出现次序 c）转换层顶部的水平位移滞回曲线

图9-15 多级传递的框支剪力墙

采用2～3m厚的钢筋混凝土厚板作转换构件，是典型的沿高度刚度和质量不均匀的结构，对抵抗地震作用十分不利。这种转换层本身的刚度很大，它相当于上部结构的“基础”，但“基础”又支承在有侧移的“柔软底层”上；与其他楼层相比，厚板重量很大，造成沿高度质量分布严重不均匀，具有大质量楼层结构的地震反应会加剧；厚板上面和下面的剪力墙、柱等构件与厚板相比，刚度和承载力相差更大，更容易在端部出铰而形成软弱层和薄弱层。当采用厚板或箱形转换层时，由于不能避免转换层本身和上、下楼层的刚度差，必须采取加强上、下柱和剪力墙抗弯、抗剪能力的措施，特别是厚板或箱形板下面的支承构件，刚度和承载力都必须加强，甚至使它们大震下不屈服，对于与厚板直接连接的上部构件，其下端宜按嵌固端的构造要求处理。箱形板实际是在厚板中间挖掉部分混凝土，形成交叉梁系构成的转换层，相对于厚板，减小了本身重量和刚度，但是，交叉梁并非正交，构造仍然十分复杂。

由于上部荷载和下部支承点的布置不规则，厚板或箱形板本身应力复杂，目前还没有很完善的厚板转换层的计算和设计方法，厚板的大体积混凝土和密布钢筋也会给施工带来复杂性。

在抗震结构中，要尽量避免这种上、下结构形式和布置不相同、且轴线对不上的结构转换，特别是避免厚板转换层。如果建筑布置能做到上下轴线基本一致，大部分竖向构件对齐，那么可以采用规则的交叉梁系转换层，既可减小重量，又能改善传力机制。我国规范规定只有非地震区和6度设防地震区，或在地面以下，才可以采用厚板转换层，箱形转换层也不宜应用在楼层较高的部位。实现建筑使用上合理性和结构布置上合理性的结合，要求建筑师与结构工程师进行创造性地思维和合作。

考虑上、下层结构体系和柱网轴线变化的转换方法

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