探析高层框支剪力墙结构设计
摘 要：文章结合工程实践，主要介绍了高层建筑的结构方案，重点探讨了梁式转换结构设计和转换构件设计的特点和应注意的一些问题。
关键词：高层建筑剪力墙框支体会
目前，一些框支剪力墙结构由于底部几层有较大的空间，能适用于各种建筑的使用功能要求。主要广泛应用于底层为商店、餐厅、车库、机房，上部为住宅、公寓、饭店、综合楼等高层建筑。但是，这种结构在受力上也有明显的缺点：传力不直接，结构竖向刚度变化很大，甚至是突变，地震作用下易形成结构薄弱层，加上构造复杂，给结构设计带来较大难度。为了满足建筑功能的要求，结构必须设置转换层进行结构转换柱下部大空间框支剪力墙结构可以在建筑物下部形成一层或多层的大空间，通过结构转换层，用框架柱代替剪力墙以满足建筑功能的要求。 1 工程概况
本工程总建筑面积为214338.36㎡，住宅部分首层架空，转换层以上为25层、27层、28层住宅。一层为地下室和两层为车库，地下一层局部设核六级人防及设备用房，平时用作停车库。本建筑抗震设防类别为丙类。建筑结构的安全等级为二级。 2 梁式转换层的结构设计分析 2.1抗震等级的确定
本工程转换层以下为框架—剪力墙结构，转换层以上为纯剪力
墙结构，是多种结构形式共存的复杂高层建筑，因而不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统地确定抗震等级，而应该严格按照现行规范的不同章节，有针对性地分别确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。该工程属“框支剪力墙”结构，地上高度79.4m，转换层设在三层楼面(属高位转换)，7度抗震设防，其框支框架抗震等级为一级，加强部位剪力墙抗震等级为一级，非底部加强部位剪力墙抗震等级为二级。 2.2结构竖向布置
高层建筑的侧向刚度宜下大上小，且应避免刚度突变，然而带转换层的结构显然有悖于此,因此《高规》对转换层结构的侧向刚度作了专门规定。对该工程而言，属于高位转换，转换层上下等效侧向刚度比宜接近于1，不应大于1.3。在设计过程中，应把握的原则归纳起来就是要强化下部，弱化上部，尽量避免出现薄弱层。可采用的方法有以下几种：
（1）与建筑专业协商，使尽可能多的剪力墙落地，必要时甚至可以在底部增设部分剪力墙(不伸上去)。这是增大底部刚度最有效的方法。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，还通过与建筑专业协商，让两侧各有一片剪力墙落地，并且北部还有一大片l型剪力墙也落地。这些措施大大增强了底部刚度。
（2）加大底部剪力墙厚度，减小上部剪力墙厚度，转换层以下剪力墙厚度取为300~500mm,上部厚度取为200mm。
（3）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太多。
（4）提高底部柱、墙混凝土强度等级，采用c55混凝土。 2.3结构平面布局
工程转换层下部为框架-剪力墙结构，体形复杂，不规则；转换层上部为纯剪力墙结构，由于建筑布置的不对称，剪力墙的布置经过多次试算，最后结果是质量中心与刚度中心偏差不超过1m，结构偏心率较小。除核心筒外，其余部位剪力墙布置分散、均匀，且尽量沿周边布置，以增强整体抗扭效果。查阅计算结果，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.81，各楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与楼层平均值的比值不大于1.4，均满足平面布置及控制扭转的要求。可见工程平面布局规则合理，抗扭效果良好。 3 结构设计与计算
本工程采用中国建筑科学研究院pkpmcad工程部编制的《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》satwe（2006.10）进行分析计算。计算时柱脚从－1层起计计算结构层数。计算时地下室顶板作为嵌固端。计算结果如表1所示。
表1：2栋1座楼住宅(24层)前六个结构计算周期 振型号 周期 平动系数 扭转系数 1 2.0417 0.97 0.03 2 1.9651 0.99 0.01 3 1.6544 0.04 0.96 4 0.6295 0.98 0.02
高层框支剪力墙结构设计
