7筒体等结构设计.ppt

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1、,第七章 筒体结构,底 部大空间剪力墙结构,带 转换层的高层结构简介,第一节 筒体结构分类和受力特点,筒体是空间整截面工作结构，如同一根竖直在地面 上的悬臂箱形梁，具有造型美观、使用灵活、受力合理、 刚度大、有良好的抗侧力性能等优点，适用于30层或100 米以上的超高层建筑。筒体结构随高度的增高其空间作 用越明显，一般宜用于60米以上的高层建筑。目前全世 界最高的一百幢高层建筑约有三分之二采用筒体结构； 国内百米以上的高层建筑约有一半采用钢筋混凝土筒体 结构。,筒体结构可根据平面墙柱构件布置情况分为下列6种： （1）、筒中筒结构，它由中部剪力墙内筒和周边外框筒 组成。内筒利用楼电梯间、服务性房

2、间的剪力墙形成薄 壁筒筒由外，周边间距一般在3米以内的密柱和高度较高 的裙梁所组成，具有很大的抗侧力刚度和承载力。密柱 框筒在下部楼层，为了建筑外观和使用功能的需要可通 过转换层变大柱距。,（2）、框架-筒体结构，它是由中部的内筒和外周边大 柱距的框架所组成。此类结构外周框架不再与内筒整体 空间工作，其抗侧力性能类似框剪结构。 （3）、框筒结构，某些高层建筑为了使平面中有较大的 空间，以便更能灵活布置，中部不设置内筒，只有外周 边小柱距的框筒。 （4）、多重筒结构，建筑平面上由多个筒体套成，内筒 常由剪力墙组成，外周边可以是小柱距框筒，也可为开 有洞口的剪力墙组成。,（5）、束筒结构，由平面中

3、若干密柱形成的框筒组成， 也可由平面中多个剪力墙内筒、角筒组成。 （6）、底部大空间筒体结构，底部一层或数层的结构 布置与上部各层完全不一致，上部为筒中筒结构，底部 外周边变成大柱距框架，从而成为框架-筒体结构。 我国所用形式大多为框架-核心筒结构和筒中筒结 构，本节主要针对这二类筒体结构，其他类型的筒体结 构可参照使用。,外框筒在水平力作用下，不仅平行于水平力作用方 向的框架(称为腹板框架)起作用，而且垂直于水平力方 向的框架(称为翼缘框架)也共同受力。 剪力墙组成的薄壁内筒，在水平力作用下更接近薄 壁杆受力状况，产生整体弯曲和扭转。 框筒结构在受力时的一个特点就是剪力滞后，关于 剪力滞后现

4、象的概念，在在本书第二章、第二节中做了 介绍。,第二节 一般规定,研究表明，筒中筒结构的空间受力性能与其高宽比 有关，当高宽比小于3时，就不能较好地发挥结构的空 间作用。因此，筒体结构的高度不宜低于60米，筒中筒 结构的高宽比不宜小于3。 由于筒体结构的层数多、重量大，混凝土强度等级 不宜过低，以免柱的截面过大影响建筑的有效使用面积， 筒体结构的混凝土强度等级不宜低于C30。,当相邻层的柱不贯通时，应设置转换梁等构件。转 换梁的高度不宜小于跨度的。底部大空间为1层的筒体 结构，沿竖向的结构布置应符合以下要求： 1、必须设置落地筒； 2、在竖向结构变化处应设置肯、具有足够刚度和承载 力的转换层；

5、,3、转换层上、下层结构刚度比为 ， 宜接近1，非抗 震设计时 不应大于3，抗震设计时 不应大于2。 可按下列公式计算：,式中 、 底层和转换层上层的混凝土剪变模量； 、 底层和转换层上层的折算抗剪截面面积，可 按上述公式计算； 第i层全部剪力墙在计算方向的有效截面面 积(不包括翼缘面积)； 第i层全部柱的截面面积； 第i层的层高； 第i层柱沿计算方向的截面高度。 第i层的层高； 当第i层各柱沿计算方向的截面高度不相等时，可分 别计算各柱的折算抗剪截面面积。,楼盖结构应符合下列要求： 1、楼盖结构应具有良好的水平刚度和整体性，以保证 各抗侧力结构在水平力作用下协同工作；当楼面开 有较大洞口时，

6、洞的周边应予以加强； 2、楼盖结构的布置宜使竖向构件受荷均匀；,3、要保证刚度及承载力的条件下，楼盖结构宜采用较 小的截面高度，以降低建筑物的层高和减轻结构自 重； 4、楼盖可根据工程具体情况选用现浇的肋形板、双向 密肋板、无粘结预应力混凝土平板，核心筒或内筒 的外墙与外框柱间的中距大于12m时，宜另设内柱或 采用预应力混凝土楼盖等措施。,角区楼板双向受力，梁可以采用三种布置方式： 1、角区布置斜梁，两个方向的楼盖梁与斜梁相交，受 力明确。此种布置 ，斜梁受力较大，梁截面高，不 便机电管道通行；楼盖梁的长短不一，种类多。 2、单向布置，结构简单，但有一根主梁受力大。单向 平板布置，角部沿一方向

7、设扁宽梁，必要时设部分 预应力筋。 3、双向交叉梁布置，此种布置结构高度较小，有利降 低层高。,楼盖外角板面宜设置双向或斜向附加钢筋，防止角 部面层混凝土出现裂缝。附加钢筋的直径不应小于8mm， 间距不宜大于150mm。 筒体墙的正截面承载力宜按双向偏心受压构件计算； 截面复杂时，可分解为若干矩形截面，按单向偏心受压 计算；斜截面承载力可取腹板部分，按矩形截面计算； 当承受集中力时，尚应验算局部受压承载力。,筒体墙的配筋和加强部位，以及暗柱等设置，与剪 力墙相同。一级和二级框架等于核心筒结构的核心筒、 筒中筒结构的内筒，其底部加强部位在重力荷载作用下 的墙体平均轴压比不宜越过下表的规定，并应按

8、规定设 置约束边缘构件或构造要求的边缘构件。,剪力墙最大平均轴压比 表71,注：,1、N为重力荷载作用下剪力墙肢的轴力设计值；,2、A为剪力墙墙肢截面面积；,3、 为混凝土轴心抗压强度设计值。,核心筒或内筒的外墙不宜连续开洞。个别小墙肢的 截面高度不宜小于1.2m，其配筋构造应按柱进行。 结构的角柱承受大小相近的双向弯矩，其承载力按 双向偏心受压构件计算较为合理 。由于角柱在结构整 体受力中起重要作用，计算内力有可能小于实际受力情 况，为安全计算，角柱的纵向钢筋面积宜乘以增大系数 1.3。,在筒体结构中，大部分水平剪力由核心筒或内筒承 担，框架柱或框筒柱所受剪力远小于框架结构的剪力， 由于剪跨

9、比明显增大，其轴压比限值可适当放松。抗震 设计时，框筒柱和框架柱的轴压比限值可沿用框架-剪力 墙结构的规定。 楼盖梁搁置在核心筒或内筒的连梁上，会使连梁产 生较大剪力和扭矩，容易产生脆性破坏，宜尽量避免。,第三节 框架-核心筒结构、框架核心筒伸臂结构,结构的周边为柱距较大的框架，而实腹筒布置在内 部时，形成框架核心筒结构。它与筒中筒结构在平面 上可能相似，但受力性能却有很大区别。 在水平荷载作用下，密柱深梁框筒的翼缘框架柱承受 较大的轴力，当柱距加大、裙梁的跨高比加大时，剪力 滞后严重，柱轴力将随着框架柱距的加大而减小，但它 们仍然会有一些轴力，也就是还有一定的空间作用。正 是由于这一特点，有

10、时把柱距较大的周边框架称为“稀 柱筒体”。,不过当柱距增大到与普通框架类似时，除角柱外， 其它柱子的轴力将很小，由量变到质变，通常可忽略沿 翼缘框架传递轴力的作用，就直接称之为框架以区别于 框筒。框架核心筒结构抵抗水平荷载的受力性能与筒 中筒结构有很大的不同，它更接近于框架剪力墙结构。 由于周边框架柱数量少、柱距大，框架分担的剪力和倾 覆力矩都少，核心筒称为抗侧力的主要构件，所以框架 核心筒结构必须通过采取措施才能实现双重抗侧力体 系。,核心筒宜贯通建筑物全高。核心筒的宽度不宜小于 筒体总高的，当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构 整体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。 核心筒应具有良好的

11、整体性，并满足下列要求： 1、墙肢宜均匀、对称布置； 2、筒体角部附近不宜开洞； 3、抗震设计时，核心筒的连梁可通过配置交叉暗柱、 设水平缝或减小梁的高跨比等措施来提高连梁的 延性。,4、核心筒的外墙厚度，对一、二级抗震等级的底部加 强部位不应小于层高1/16的及200mm ，对其余情况 不应小于层高的1/20及200mm，配筋不应少于双排； 在满足承载力以及轴压比限值(仅对抗震设计)时， 核心筒内墙可适当减薄，但不应小于160mm; 实践证明，纯无梁楼盖会影响框架-核心筒结构的 整体刚度和抗震性能，因此，在采用无梁楼盖时,仍应 在各层楼盖设置周边柱间框架梁。,各层框架柱的总剪力 应按下述规定

12、予以调整。 满足 楼层，其框架总剪力不必调整，不满 足时，其框架总剪力标准值应按 和 二者 的较小值采用。 框架核心筒结构中常常在某些层设置伸臂，连接 内筒与外柱，以增强其抗侧刚度，称为框架核心筒 伸臂结构。,伸臂是由刚度很大的桁架、空腹桁架、实腹桁架等 组成。通常是沿高度选择一层、两层或数层布置伸臂构 件。下伸臂的作用原理：在结构侧移时，它使得外柱拉 伸或压缩，从而使得柱承受较大轴力，迎风柱受拉，背 风柱受压，增大了外柱抵抗的倾覆力矩；由于伸臂本身 刚度较大，伸臂使得内筒产生反向的约束弯距，内筒的 弯距图改变，内筒弯距减小；内筒反弯也同时减小了侧 移。伸臂加强了结构抗侧刚度，因此把设置伸臂的

13、楼层 称为加强层或刚性层。,一般情况下，框架核心筒结构的楼盖跨度较大, 需要设置楼板梁，那么设置伸臂后，就可以减小楼板梁 高度，可采用预应力梁或减小梁间距等各种方法以满足 竖向荷载要求，这样有利于减小层高或增加净空。 伸臂对结构受力性能影响是多方面的，增大框架中 间柱轴力、增加刚度、减小侧移、减小内筒弯距是其主 要优点，是设置伸臂的主要目的。,伸臂也带来一些不利影响，它使得内力沿高度发生 突变，内力的突变不利于抗震，尤其对柱不利。设置伸 臂时，伸臂所在层的上、下相邻层的柱弯距、剪力都有 突变，不仅增加了柱配筋设计的困难，而且上、下柱与 一个刚度很大的伸臂相连。地震作用下这些柱子容易出 现塑性铰

14、或被剪坏，使得结构沿高度的刚度突变，对抗 震不利。因此在非抗震区，设置伸臂的利大于弊，而在 地震区，必须慎重设计，否则会弊大于利。,伸臂层柱子内力突变的大小与伸臂刚度有关，伸臂 刚度越大，内力突变越大；伸臂刚度与柱子刚度相差越 大，则越容易形成薄弱层（柱端出现塑性铰或被剪坏）。 因此，如何设置和设计伸臂是框架核心筒伸臂结构 设计的主要问题。,第四节 筒中筒结构,研究表明，筒中筒结构的空间受力性能与其平面形 状和构件尺寸等因素有关，选用圆形和正多边形等平面， 能减小外框筒的“剪力滞后”现象，使结构更好地发挥 空间作用，矩形和三角形平面的“剪力滞后”现象相对 较严重，矩形平面的长宽比大于2时，外框

15、筒的“剪力滞 后”更突出，应尽量避免；三角形平面切角后，空间性 质也会相应改善。,筒中筒结构的平面外形宜选用圆形、正多边形、椭圆 形或矩形等，内筒宜居中，设计时要尽可能增大建筑使用 面积，内外筒之间一般不设柱，若跨度过大也可设柱以减 小水平构件跨度。矩形平面的长宽比不宜大于2。内筒的边 长一般为外筒边长（或直径）的1/2左右，为高度的1/12 1/15，如有另外的角筒和剪力墙时，内筒平面尺寸还可适 当减小。内筒宜贯通建筑物全高，竖向刚度宜均匀变化。 三角形平面宜切角，外筒的切角长度不宜小于相应边长的 1/8,其角部可设置刚度较大的角柱或角筒；内筒的切角长 度不宜小于相应边长的1/10，切角处的

16、筒壁宜适当加厚。,除形状外，外框筒的空间作用的大小还与柱距、 墙面开洞率，以及洞口高宽比及层高与柱距之比等有关 矩形平面框筒的柱距越接近层高、墙面开洞率越小，洞 口高宽比与层高柱距比越接近，外框筒的空间作用越强； 由于外框筒的侧向荷载作用下的“剪力滞后”现象，使 角柱的轴向力约为邻柱的12倍,为了减小各层楼盖的翘 曲，角柱的截面可适当放大。外框筒应符合下列要求：,1、柱距不宜大于4m，框筒柱的截面长边应沿筒壁方向布 置，必要时可采用T形截面； 2、洞口面积不宜大于墙面面积的60，洞口高宽比宜与 层高与柱距之比值相似； 3、角柱截面面积可取为中柱的12倍，必要时可采用L形 角墙或角筒。,筒中筒结

17、构的外框筒墙面上洞口尺寸，对整体工作 关系极大，为发挥框筒的筒体效能，外框筒柱一般不宜 采用正方形和圆形截面，因为在相同梁柱截面面积情况 下，采用正方形截面，梁柱的受力性能远远差于扁宽梁 柱（表72）。 为了不使斜裂缝过早出现，或混凝土过早破坏，外 框筒梁和内筒连梁的截面尺寸同剪力墙连梁一样，应符 合一定的要求，见公式（562）（564）。,连梁的构造配筋应符合下列要求： (1)、非抗震设计时，箍筋直径不应小于6mm;抗震设计时, 箍筋直径不应小于10mm; (2)、非抗震设计时，箍筋间距不应大于150mm；抗震设 计时，箍筋间距沿梁长不变，且不应大于100mm， 当梁内设置交叉暗撑时，箍筋间

18、距不应大于150mm; (3)、框筒梁上、下纵向钢筋的直径均不应小于16mm，腰 筋的直径不应小于10mm，腰筋间距不应大于200mm。,框筒受力性能与梁、柱截面形状的关系比较 表72,注：N1为角柱轴力：N2为中柱轴力。N1/N2越大剪力滞后越明显，结构难以发 挥空间整体作用。也就是说，我们如果要充分发挥筒体的空间整体 作用，我们尽可能的使轴力比N1/N2小点，不要过大。,跨高比不大于2的框筒梁和内筒连梁宜采用交叉暗 撑；跨高比不大于1的框筒梁和内筒连梁应采用交叉暗 撑，且应符合下列规定： 1、梁的截面宽度不宜小于300mm； 2、全部剪力应由暗撑承担。每根暗撑应由4根纵向钢筋 组成，纵筋直

19、径不应小于14mm,其总面积As应按公式 （565）、（566）计算。,3、两个方向的斜筋均应用矩形箍筋或螺旋箍筋绑扎成小 柱，箍筋直径不应小于8mm，加密区长度不应大于200 mm及 (梁截面宽度的一半)；端部加密区的箍筋 间距不应大于100mm，加密区长度不应小于600mm及 (梁截面宽度的2倍)； 4、纵筋伸入竖向构件的长度 ,非抗震设计时 可取 ； 抗震设计时 宜取 ； 5、梁内普通箍筋的配置应符合框架结构梁的构造要求。,下面是关于框架核心筒结构与筒中筒结构的一点 简单比较。 与筒中筒相比，框架核心筒结构的自振周期长， 顶点侧移及层间位移都大，框架核心筒的抗侧刚度远 远小于筒中筒结构。

20、 框架核心筒翼缘框架的柱子不仅轴力小，柱数量 又较少，翼缘框架承受的总轴力要比框筒小得多，轴力 形成得倾覆力矩也小得多。框架核心筒结构中实腹筒 称为主要得抗侧力部分，而筒中筒结构中抵抗剪力以实 腹筒为主，抵抗倾覆力矩则以外框筒为主。,一般情况下，筒中筒结构的外框筒都能承担较多剪 力和倾覆力矩，筒中筒结构都可以达到双重抗侧力体系 的要求，因此现行“混凝土高规”中没有再提出框筒与 实腹筒剪力分配比例的要求。但对于框架核心筒结构， 当外框架的柱距大，或柱子数量很少时，框架分担的剪 力和倾覆力矩都很小，往往不能达到双重抗侧力体系的 要求，这就是为什么“混凝土高规”中要对框架核心 筒提出剪力分配比例要求

21、的原因，规程规定与钢筋混凝 土框架剪力墙结构的要求相同，即钢筋混凝土外框架 抵抗的剪力必须调整增大到 、 二者中较小值。,第五节 底层大空间剪力墙结构设计的基本要求,一、结构类型 底部大空间剪力墙结构，系指上部剪力墙结构，底 部数层为落地剪力墙或筒体和支承上部剪力墙的框架(简 称框支)组成的协同工作结构体系。这种结构类型由于底 部有较大的空间，能适用于各种建筑的使用功能要求， 因此，目前已被广泛应用于底部为商店、餐厅、车库、 机房等用途，上部为住宅、公寓、饭店和综合楼等高层 建筑。,由于这种结构的侧向刚度在底层楼盖处发生突变， 在地震作用下，底层框架易遭受较大震害。为改善结构 的受力性能，提高

22、抗震性能，在结构平面布置中可以将 一部分剪力墙落地，并贯通至基础，称为落地剪力墙； 而另一部分剪力墙则在底层改为框架，底层为框架的剪 力墙称为框支剪力墙。这种体系在水平力作用下，可形 成落地剪力墙与框支剪力墙协同工作的体系。借助于框 支剪力墙，可形成较大的使用空间；依靠落地剪力墙， 可以增强和保证水平荷载的传递，增强抗震能力。,下图为框支剪力墙和落地剪力墙协同工作体系的底 层结构平面示意图和协同工作体系的计算简图。,图72 框支剪力墙与落地剪力墙底层结构平面示意图,图73 框支剪力墙与落地剪力墙底层结构立面示意图,底部大空间剪力墙结构，从底部平面布置可分为下 列三种类型： 1、上部楼层和底部大

23、空间建筑外形尺寸基本一致的一 般底部大空间剪力墙结构； 2、上部楼层和底部大空间建筑平面外形尺寸不一致， 底部在高层主楼的一侧或两边具有多层裙房的底部 大空间剪力墙结构； 3、底部为多层裙房，上部有两个或多个高层塔楼的大 底盘大空间剪力墙结构。,底部大空间剪力墙结构，从剪力墙布置可分为下列三类： 1、底部由落地剪力墙或筒体和框架组成大空间，上部为 一般剪力墙、鱼骨式（仅有内纵墙而外墙预制）剪力 墙的底部大空间剪力墙结构； 2、底部由落地筒体、少数横墙和框架组成大空间，上部 为筒体、小开间或大开间横墙、少纵墙组成的底部大 空间上部少纵墙剪力墙结构； 3、底部为高层部分的落地剪力墙、筒体、框架和裙

24、房的 框架、剪力墙组成底部大底盘大空间，上部塔楼一般 剪力墙的大底盘剪力墙结构。,二、一般规定 在高层建筑结构的底部，当上部楼层分竖向构件 (剪力墙、框架柱)不能直接连续贯通落地时，应设置结 构转换层，在结构转换层布置转换结构构件。转换结构 构件可采用梁、桁架、空腹桁架、箱形结构、斜撑等。 非抗震设计和6度抗震设计时转换构件可采用厚板，7、 8度抗震设计的地下室的转换构件可采用厚板。,底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面 以上的大空间层数，8度时不宜超过3层，7度时不宜超 过5层，6度时其层数可适当增加；底部带转换层的框 架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构，其转 换层位置可适当提

25、高。 底部带转换层的高层建筑结构的布置应符合以下 要求：,1、落地剪力墙和筒体底部墙体应加厚； 2、转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合高 规附录E的规定；底部大空间为1层时，可近似采用 转换层上、下层结构等效剪切刚度比表示转换层上、 下层结构刚度的变化，宜接近1，非抗震设计时 不应大于3，抗震设计时不应大于2。 宜接近1， 非抗震设计时 不应大于2，抗震设计时 不应大 于1.3。,3、框支层周围楼板不应错层布置； 4、落地剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部； 5、框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边门洞，不宜 在中柱上方设门洞； 6、长矩形平面建筑中落地剪力墙的间距 宜符合以下规 定

26、： 非抗震设计： 抗震设计： 底部为12层框支层时： 底部为3层及3层以上框支层时： 其中 B楼盖宽度。,7、落地剪力墙与相邻框支柱的距离，12层框支层时 不宜大于12，3层及3层以上框支层时不宜大于10m。 底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加 强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度 及墙肢总高度的1/8二者的较大值。,底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合高 规表4.8节的规定。对总值框支剪力墙结构，当转换层的 位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强 部位的抗震等级尚宜按高规表和表的规定提高一级采 用，已以为特一级时可不再提高。 带转换层的高层建筑结构，其薄

27、弱层的地震剪力应按 高规第条的规定乘以1.15的增大系数。特一、一、二 级转换构件水平地震作用计算内力应分别乘以增大系数1.8、 1.5、1.25；8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震的 影响。,带转换层的高层建筑结构，其框支柱承受有地震剪 力标准值应按下列规定采用： 1、至少每层框支柱的数目不多于10根的场合，当框支 层为 时，每根柱所受的剪力应正在取基底剪力的 2；当框支层为3层及3层以上时，每根柱所受的 剪力应至少基底剪力的3； 2 、每层框支柱的数目多于10根的场合，当框支层为层 时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20； 当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱承受剪力 之和应取

28、基底剪力的30。,在剪力墙结构中，不允许将全部或大部分剪力墙设 计成框支，必须有一定数量的落地剪力墙，形成底部大 空间剪力墙结构，也就是说，落地剪力墙可以弥补框支 剪力墙的软弱。一方面，设置了落地剪力墙后，结构在 框支层的变形很小；另一方面，通过转换层以上数层楼 板的传递，框支剪力墙的大部分剪力转移到落地剪力墙 上，从而避免软弱层引起的震害。在我国，底部大空间 剪力墙结构应用十分广泛，是具有中国特色的一种结构 体系。,剪力墙直接支承在柱子上形成框支剪力墙，它的转 换层形式很简单，框支柱上一层的剪力墙就是转换部位， 但是这部分墙的应力分布十分复杂，通常取出一层剪力 墙高度，称为转换层（实际的内力

29、传递范围并不一定局 限在这一层），在转换层全部或部分高度将剪力墙加厚， 称为“托梁”。“托梁”不是一般概念的梁，剪力墙内 应力向支承柱传递的应力传力流与“拱”相似，必须有 “拉杆”平衡它向外的推理，因此“拱”和“拉杆”就 存在于转化部位中，“托梁”是转换部位中的加强部 分（加厚），以承受拉应力为主。,框支剪力墙转换部位是应力分布复杂的部位，结构分 析时将转换层简化为杆件不能得到其真实的应力，要求对 该转换部位进行局部的平面有限元补充分析，并要求进行 特殊设计。 框支剪力墙是最典型的具有软弱层的结构，上部剪力 墙的抗侧刚度很大，而底部柱子抗侧刚度很小，上、下刚 度相差悬殊，在水平荷载作用下底部框

30、架的层间变形将很 大，通常都在底部柱两端出现塑性铰，地震作用产生的层 间侧移会很大，框架柱不可能承受如此大的变形而常常破 坏。凡是采用了框支剪力墙结构的建筑在大地震中基本 遭受了严重破坏。,下面是一些主要的设计概念： 1、加强框支层刚度，要求转换层及其上、下楼层层刚 度基本均匀。应当有一定比例的、贯穿上下直至基 础的落地剪力墙（或实腹筒），需要时，可适当加 大落地剪力墙下部厚度或提高其混凝土等级，以增 加下部各层刚度，使转换层上、下结构整体抗侧刚 度接近；如下部抗侧刚度仍然不足，可另外布置一 些筒体或剪力墙，使转换层一下的结构具有足够的 抗侧刚度，以减小层间位移。,2、提高框支层构件的承载力，

31、避免出现薄弱层。除了 上、下楼层刚度要求基本均匀外，转换层以下的框 支柱和剪力墙的承载力和延性都要加强，避免造成 刚度又小、承载力也没有富余而形成的薄弱层，因 此，对于框支剪力墙和落地剪力墙还需要采取特殊 设计措施，以保证其承载力和延性。,在弹性阶段，在转换层以上框支剪力墙承受的剪力 和落地剪力墙接近，转换层以下大部分剪力转移到落地 剪力墙上，使得落地剪力墙底部承受很大剪力，而框支 柱承受的剪力很小。框支剪力墙承受的倾覆力矩不转移， 因此框支柱承受的轴向力仍然很大。在弹塑性截断，一 般是落地剪力墙首先出现裂缝或出现塑性铰，落地剪力 墙刚度降低，框支柱承受的剪力将会增大，因此，规程 规定框支柱的

32、设计剪力要进行调整，剪力和弯距都相应 加大。,由于框支柱上、下端都与刚度很大的构件连接（上 端与转换梁、下端与基础连接），柱端部容易出现水平 裂缝和斜裂缝，在构造上必须注意柱箍筋的配置，一般 采用复式箍筋，对于底层或两层框支剪力墙，则要求框 支柱全高都加密箍筋，多层框支柱的最上层和最低层应 全层加密箍筋。抗震要求较高的结构宜采用钢骨混凝土 柱，若采用空腹桁架做转换构件，可改善柱端的不利条 件。,三、框支梁 框支梁受力复杂，宜在结构整体计算后，按有限元 进行详细分析，由于框支梁与上部墙体的混凝土强度等 级及厚度的不同，竖向应力在柱上方集中，并产生大的 水平拉应力，详细分析结果说明，框支梁一般为偏

33、心受 拉构件，并承受较大的剪力。当加大框支梁的刚度时能 有效地减小墙体地拉应力。,框支梁设计应符合下列要求： 1、 梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率，非抗震设计时 分别不应小于0.30；抗震设计时特一、一和二级 分别不应小于0.60、0.50和0.40； 2、偏心受拉的框支梁，其支座上部纵向钢筋至少应有 沿梁全长贯通，下部纵向钢筋应全部直通到柱内， 沿梁高应配置间距不大于、直径不小于的腰筋；,3、框支梁支座处(离柱边1.5倍梁截面高度范围内)箍 筋应加密，加密区箍筋直径不应小于10mm，间距不 应大于100mm。加密区箍筋最小面积含箍率，非抗震 设计时不应小于 ;抗震设计时，特一、一 和三级分别

34、不应小于 、 和 。 框支墙门洞下方梁的箍筋也应按上述要求加密。,4、框支梁与框支柱截面中线宜重合； 5、框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽， 不宜小于其上墙体截面厚度的2倍,且不宜小于400mm； 当梁上托柱时，尚不应小于梁宛方向的柱截面宽度。 梁截面高度，抗震设计时不应小于计算跨度的1/6， 非抗震设计时不应小于计算跨度的1/8；框支梁可采 用加腋梁；,6、框支梁截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求：,无地震作用组合时,有地震作用组合时,7、当框支梁上部的墙体开有门洞或梁上托柱时，该部位 框支梁的箍筋应加密配置，箍筋直径、间距及配箍率 不应低于以上刚述的规定；当洞口靠近框支梁端

35、部且 梁的受剪承载力不满足要求时，可采用框支梁加腋或 增大框支墙洞口连梁刚度等措施； 8、梁纵向钢筋接头宜采用机械连接，同一截面，内竞接 头钢筋截面面积不应超过全部纵筋截面面积的50， 接头位置应避开上部墙体开洞部位，梁上托柱部位及 受力较大部位；,9、当梁上部配轩多排纵向钢筋时，其内排钢筋锚入柱 内的长度可适当减小，但不应小于钢筋锚固长度 (非抗震设计)或 (抗震设计)； 10、框支梁不宜开洞，若需开洞时，洞口位置宜远离框 支柱边，上、下弦杆应加强抗剪配筋，开洞部位应 配置加强钢筋，或用型钢加强，被洞削弱的截面应 进行承载力计算。,四、框支柱 转换层上部的竖向抗侧力构件(墙、柱)宜直接落在

36、转换层的主结构上。当结构竖向布置复杂，框支主梁承 托剪力墙并承托转换次梁及其主剪力墙时，应进行应力 分析，按应力校核配筋,并加强配筋构造措施。B级高度 框支剪力墙高层建筑的结构转换层，不宜采用框支柱设 计应符合下列要求： 1、柱内全部纵向钢筋配筋率应符合高规第条的规 定；,2、抗震设计时，框支柱箍筋应采用复合螺旋箍或井字 复合箍，箍筋直径不应小于10mm ，箍筋间距不应 大于100mm和6倍纵向钢筋直径的较小值，并应沿柱 全高加密； 3、抗震设计时，一、二级柱加密区的配箍我处值应比 高规表6.4.7规定的数值增加0.02，三级时应符 合高规表规定；柱加密区箍筋体积配箍率，一、 二级不应小于1.

37、5%，三级非抗震设计不应小于1.0%， 特一级的框支柱箍筋体积配筋率不应小于1.6%。,框支柱截面的组合最大剪力设计值应符合下列要求： 1、支柱设计尚应符合下列要求：,无地震作用组合时,有地震作用组合时,2、柱截面宽度，非抗震设计时不宜小于400mm，抗震设 计时不应小于450mm；柱截面高度，非抗震设计时不 宜小于框支梁跨度的1/15,抗震设计时不宜小于框支 梁跨度的1/15； 3、一、二级与转换构件相连的柱上端的底层的柱下端 截面的弯矩组合值应应力分别乘以增大系数1.5、 1.25，其他层框支柱端弯矩设计值应符合高规 第6.2.1条的规定； 4、二级柱端截面的剪力设计值应符合高规第条的 规

38、定；,框支角柱的矩设计值和剪力设计值应分别在本条第3、4 款的基础上乘以增大系数1.1；一、二级框支柱由地震作用 产生的轴力应分别乘以增大系数 1.5、1.2，但计算柱轴压 比时不宜考虑该增大系数；纵向钢筋间距，抗震设计昧宜大 于200mm；非抗震设计时，不宜大于250mm,且圴不应小于80mm。 抗震设计时柱内全部纵向钢筋配筋率不宜大于4.0%；框支柱 在上部墙体范围内的纵向钢筋应伸入上部墙体内不少于一 层，其余柱筋应锚入梁内或板内。锚入梁内的钢筋长度，从 柱边算起不应小于 (抗震设计)或 (非抗震设计)；非抗 震设计时，框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，箍筋 体积配箍率小宜小于0.8%，

39、箍筋直径不宜小于10mm,箍筋 间距不宜大于150mm。,第六节 带转换层高层建筑结构简介,随着现代化高层建筑功能多样化的要求，在建筑 竖向布置上，通常要求上部某些结构构件（如柱、剪 力墙）不落地，而需要设置巨大的横梁或桁架以支撑 这些不落地的柱或剪力墙，有时甚至需改变竖向承重 体系，这时就需设置转换层，将上下两种不同的结构 体系进行转换、过渡。,1、上层和下层结构类型转换 这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架剪力墙 结构的层间转换，它将上部的剪力墙结构转换为下部 的框架，以便使得下部获得较大的自由空间。北京南 洋饭店（24层，H=85m），第5层为转换层，剪力墙的 托梁高4.5m，底柱最大直径

40、为1.6m。,2、上、下层柱网、轴线改变 转换层上、下的结构形式没有改变，但通过转换层 使下层柱的柱距放大，形成大柱网，并常用于外框筒的 下层以形成较大的入口。香港新鸿基中心（51层，H 178.6m）筒中筒结构，5层以上为办公室，1-4层为商业 用房。外框筒柱距为2.4m，无法安置底层入口，采用2.0 m5.5m的预应力大梁进行结构轴线转换，将下层柱距扩 大为16.8m和12m。,3、同时转换结构形式和结构轴线布置 上部楼层部分剪力墙结构通过转换层改变为框架时， 柱网轴线与上部楼层轴线也错开，形成上下结构形式不 一，轴线也不对齐的布置。深圳华侨大酒店（28层， H103.1m），6层以上为客

41、房，大开间剪力墙结构，纵 向四轴线内廊式布置，而下部5层则改变为单跨框架，纵 向双轴线。,二、转换层的结构形式 为将上部巨大的竖向荷载和水平作用有效的传递到 下部的结构构件，转换层一般需要具有很大的刚度和整 体性。工程中常用转换层的结构形式有梁式、箱式、板 式及桁架式、空腹桁架式。 梁式转换层应用较为广泛，它设计、施工简单、受 力明确，一般用于底部大空间剪力墙结构。当需要纵横 墙同时转换时，可采用双向梁布置方式。,单向托梁、双向托梁如果连同上下层较厚的楼板共 同工作，可以形成刚度很大的箱形转换层。 当上下柱、轴线错开较多，难以用梁承托时，可以 做成厚板，形式板式承台转换层。板式转换层的下层柱 网可以灵活布置，无须与上层结构对齐，当自重很大， 材料用量较多。,附录1： 规则框架承受均布及倒三角形分布水平力作用 时反弯点的高度比。 附录2： 参考文献,谢 谢！,