10.2 带转换层高层建筑结构
10.2.1 在高层建筑结构的底部,当上部楼层部分竖向构件(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。
10.2.2 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高。
10.2.3 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本规程附录E的规定;
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l宜符合以下规定:
非抗震设计:l≤3B且l≤36m;
抗震设计:
底部为1~2层框支层时:且l≤2B且l≤24m
底部为3层及3层以上框支层时:l≤1.5B且l≤20m
其中 B——楼盖宽度。
7 落地剪力墙与相邻框支柱的距离,1~2层框支层时不宜大于12m,3层及3层以上框支层时不宜大于10m。
10.2.4 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。
10.2.5 底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合本规程第4.8节的规定。对部分框支剪力墙结构,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本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用,已经为特一级时可不再提高。
10.2.6 带转换层的高层建筑结构,其薄弱层的地震剪力应按本规程第5.1.14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。
10.2.7 带转换层的高层建筑结构,其框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用:
1、每层框支柱的数目不多于10根的场合,当框支层为1~2层时,每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的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取基底剪力的3%;
2、每层框支柱的数目多于10根的场合,当框支层为1~2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基底剪力的30%。
框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁(不包括转换梁)的剪力、弯矩,框支柱轴力可不调整。
10.2.8 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50%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200mm、直径不小于16mm的腰筋;
3、框支梁支座处(离柱边1.5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0.9ft/fyv;抗震设计时,特一、一和二级分别不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。
10.2.9 框支梁设计尚应符合下列要求:
1、框支梁与框支柱截面中线宜重合;
2、框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,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,尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。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;
3、框支梁截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求:
4、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本规程第10.2.8条第3款的规定;当洞口靠近框支梁端部且梁的受剪承载力不满足要求时,可采取框支梁加腋或增大框支墙洞口连梁刚度等措施;
5、梁纵向钢筋接头宜采用机械连接,同一截面内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;
6、梁上、下纵向钢筋和腰筋的锚固宜符合图10.2.9的要求;当梁上部配置多排纵向钢筋时,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la(非抗震设计)或laE(抗震设计);
7、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,被洞口削弱的截面应进行承载力计算。
10.2.10 转换层上部的竖向抗侧力构件(墙、柱)宜直接落在转换层的主结构上。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上剪力墙时,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,不宜采用框支主、次梁方案。
10.2.11 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本规程第6.4.3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特征值应比本规程表6.4.7规定的数值增加0.02,且柱箍筋体积配箍率不应小于1.5%。
10.2.12 框支柱设计尚应符合下列要求:
1、框支柱截面的组合最大剪力设计值应符合下列要求:
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1/12;
3、一、二级与转换构件相连的柱上端和底层的柱下端截面的弯矩组合值应分别乘以增大系数1.5、1.25,其他层框支柱柱端弯矩设计值应符合本规程第6.2.1条的规定;
4、一、二级柱端截面的剪力设计值应符合本规程第6.2.3条的规定;
5、框支角柱的弯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;
6、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;
7、纵向钢筋间距,抗震设计时不宜大于200mm;非抗震设计时,不宜大于250mm,且均不应小于80mm。抗震设计时柱内全部纵向钢筋配筋率不宜大于4.0%;
8、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laE(抗震设计)或la(非抗震设计);
9、非抗震设计时,框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,箍筋体积配箍率不宜小于0.8%,箍筋直径不宜小于10mm,箍筋间距不宜大于150mm。
10.2.13 框支梁上部墙体的构造应满足下列要求:
1、当框支梁上部的墙体开有边门洞时,洞边墙体宜设置翼缘墙、端柱或加厚(图10.2.13),并应按本规程第7.2.16条约束边缘构件的要求进行配筋设计;
2、框支梁上墙体竖向钢筋在转换梁内的锚固长度,抗震设计时不应小于laE,非抗震设计时不应小于la;
3、框支梁上一层墙体的配筋宜按下列公式计算:
4、转换梁与其上部墙体的水平施工缝处宜按本规程第7.2.13条的规定验算抗滑移能力。
10.2.14 特一、一、二级落地剪力墙底部加强部位的弯矩设计值应按墙底截面有地震作用组合的弯矩值乘以增大系数1.8、1.5、1.25采用;其剪力设计值应按本规程第7.2.10条的规定进行调整,特一级的剪力增大系数应取1.9。落地剪力墙墙肢不宜出现偏心受拉。
10.2.15 部分框支剪力墙结构,剪力墙底部加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋最小配筋率,抗震设计时不应小于0.3%,非抗震设计时不应小于0.25%;抗震设计时钢筋间距不应大于200mm,钢筋直径不应小于8mm。
10.2.16 框支剪力墙结构剪力墙底部加强部位,墙体两端宜设置翼墙或端柱,抗震设计时尚应按本规程第7.2.16条的规定设置约束边缘构件。
10.2.17 落地剪力墙基础应有良好的整体性和抗转动的能力。
10.2.18 抗震设计的矩形平面建筑框支层楼板,其截面剪力设计值应符合下列要求:
10.2.19 抗震设计的矩形平面建筑框支层楼板,当平面较长或不规则以及各剪力墙内力相差较大时,可采用简化方法验算楼板平面内的受弯承载力。
10.2.20 转换层楼板厚度不宜小于180mm,应双层双向配筋,且每层每方向的配筋率不宜小于0.25%,楼板中钢筋应锚固在边梁或墙体内;落地剪力墙和筒体外周围的楼板不宜开洞。楼板边缘和较大洞口周边应设置边梁,其宽度不宜小于板厚的2倍,纵向钢筋配筋率不应小于1.0%,钢筋接头宜采用机械连接或焊接。与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强。
10.2.21 箱形转换结构上、下楼板厚度不宜小于180mm。板配筋时除应考虑弯矩计算外,尚应考虑其自身平面内的拉力、压力的影响。
10.2.22 厚板设计应符合下列要求:
1、转换厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定;
2、转换厚板可局部做成薄板,薄板与厚板交界处可加腋;转换厚板亦可局部做成夹心板;
3、转换厚板宜按整体计算时所划分的主要交叉梁系的剪力和弯矩设计值进行截面设计并按有限元法分析结果进行配筋校核。受弯纵向钢筋可沿转换板上、下部双层双向配置,每一方向总配筋率不宜小于0.6%,转换板内暗梁抗剪箍筋的面积配筋率不宜小于0.45%;
4、为防止转换厚板的板端沿厚度方向产生层状水平裂缝,宜在厚板外周边配置钢筋骨架网进行加强;
5、转换厚板上、下部的剪力墙、柱的纵向钢筋均应在转换厚板内可靠锚固。
6、转换厚板上、下一层的楼板应适当加强,楼板厚度不宜小于150mm。
10.2.23 框架-核心筒结构、筒中筒结构的上部密柱转换为下部稀柱时可采用转换梁或转换桁架,转换桁架宜满层设置,其斜杆的交点宜作为上部密柱的支点。转换桁架的节点应加强配筋及构造措施,防止应力集中产生的不利影响。
10.2.24 采用空腹桁架转换层时,空腹桁架宜满层设置,应有足够的刚度保证其整体受力作用。空腹桁架的上、下弦杆宜考虑楼板作用,竖腹杆应按强剪弱弯进行配筋设计,加强箍筋配置,并加强与上、下弦杆的连接构造。空腹桁架应加强上、下弦杆与框架柱的锚固连接构造。