2011年巖土工程師輔導(dǎo)資料:短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置

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在現(xiàn)代高層住宅的地下室和下部幾層,由于停車和商業(yè)用房需較大空間,就得通過轉(zhuǎn)換層來實(shí)現(xiàn)。在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,一般都只將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻落地,其于剪力墻框支。
    據(jù)研究表明[5],“框支剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí),轉(zhuǎn)換層附近層間位移角及內(nèi)力分布急劇突變,內(nèi)力的傳遞僅靠轉(zhuǎn)換層一層樓板的間接傳力途徑很難實(shí)現(xiàn);轉(zhuǎn)換層下部的‘框支’結(jié)構(gòu)易于開裂和屈服,轉(zhuǎn)換層上部幾層墻體易于破壞。這種結(jié)構(gòu)體系不利于抗震。高烈度區(qū)(9度及9度以上)不應(yīng)采用;8度區(qū)可以采用,但應(yīng)限制轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度,可考慮不宜超過3層;7度區(qū)可適當(dāng)放寬限制?!币虼耍ㄗh在6度抗震設(shè)防區(qū),短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度不宜超過5層,避免高位轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換層上下的層剛度比γ宜接近1,不宜超過2。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí),宜同時(shí)控制轉(zhuǎn)換層下部“框支”結(jié)構(gòu)的等效剛度(即考慮彎曲剪切和軸向變形的綜合剛度),使EgJg與EcJc接近。EgJg為剪力墻結(jié)構(gòu)的等效剛度,剪力墻結(jié)構(gòu)高度取框支層的總高度,其平面和層高與轉(zhuǎn)換層上部的剪力墻結(jié)構(gòu)相同;EcJc為轉(zhuǎn)換層下部“框支”結(jié)構(gòu)的等效剛度。研究表明[5],“控制轉(zhuǎn)換層下部‘框支’結(jié)構(gòu)的等效剛度對(duì)于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角和內(nèi)力突變是十分必要的,效果也很顯著?!?BR>    規(guī)范對(duì)框支柱的內(nèi)力、軸壓比、配筋等的要求都嚴(yán)于普通柱??蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí),如何定義框支柱,涉及到安全與經(jīng)濟(jì)的問題。根據(jù)圣維南原理,局部處理的影響只限于局部范圍,所以當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置較高(如高位轉(zhuǎn)換)時(shí),除轉(zhuǎn)換層附近樓層的內(nèi)力較復(fù)雜外,下面的結(jié)構(gòu)受到的影響很小,應(yīng)與普通框架結(jié)構(gòu)基本一樣,不必按框支柱處理。文獻(xiàn)[6]計(jì)算了兩個(gè)28層的結(jié)構(gòu),一為內(nèi)筒外框架結(jié)構(gòu),一為內(nèi)筒外框支結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層設(shè)在18層。計(jì)算結(jié)果表明,轉(zhuǎn)換層下二層的內(nèi)力影響很大,下三層的內(nèi)力誤差為15%,下五層的內(nèi)力已比較接近(誤差小于10%),下八層的內(nèi)力已基本一樣(誤差小于5%)。這說明框支柱只需在五層范圍內(nèi)加以考慮,其它層的柱子按普通框架柱處理即可。因此,建議當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置不超過五層時(shí),轉(zhuǎn)換層下的各層柱均按框支柱處理;當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置超過五層時(shí),轉(zhuǎn)換層下相鄰的五層柱按框支柱處理,而其它層的柱按普通框架柱處理。由于高位轉(zhuǎn)換對(duì)抗震不利,所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免高位轉(zhuǎn)換。