带箱形转换层高层建筑结构抗震分析与设计

工作；设计要点

前言

带箱形转换层高层建筑结构抗震设计需要结构设计人员在对于抗震能力进行分析之后，在优化建筑基本功能和强度的前提下做到的设计优化。设计工作需要在切合基本的抗震原理后，才能够在此基础上设计出更加具有工程强度的高层建筑。

1 带箱形转换层高层建筑结构抗震分析

带箱形转换层高层建筑结构包括了诸多内容，以下从建筑基本功能、选择计算程序、程序使用要点、剪力墙荷载水平、符合工程实际等方面出发，进行了高层建筑结构抗震的不同方面的分析。

1.1 建筑基本功能

在这一过程中需要合理的体现出高层建筑本身的高尚和时髦，并且在这一过程中适当的引入室外景观造景来完善建筑的功能。其次，建筑基本功能的优化还需要对于剪力墙布置的位置进行进一步的优化，只有这样才能够切实的满足建筑结构强化的目标。在这一过程结构设计人员还能够通过有效的配合建筑本身的使用功能来更加合理来对于测力构件进行强化，实际上能够提升结构的刚度和抗风要求。

1.2 选择计算程序

设计人员需要对于模拟剪力墙进行合理的应用，才能够在此基础上掌握好必要的计算程序。其次，设计人员在对于计算程序进行应用的过程中，还需要对于部分有限元分析软件进行合理的应用，才能够做好具体的减震设计，以及在设计完毕之后的复核工作。在这一阶段中设计人员需要对于较为突出的位置进行合理的优化，并且在优化的前提下避免独立框支角柱的出现，才能够对于落地剪力墙的整体数量进行有效的控制。其次，设计人员在选择计算程序的过程中，如果不考虑到箱体空间的实际受力性能，并且以此为基础来选择设计方法，则有可能会使得抗震设计趋于保守。例如设计人员可能会倾向于增大梁的配筋，但是这种建模方法往往会对于结构的动力情况分布造成影响，其结果就是建筑结构的动力反应模式并不符合建筑的实际情况。实际上这种计算方法仅仅会在竖向荷载相对安全，但是对于抗震设强度的需要往往无法满足。与此同时，设计人员在选择计算程序的过程中要坚持实际结构中楼板对整体结构刚度有贡献的原则，并且在其他配置上也要确保构造要求配筋可以满足实际受力要求，然后对于结构以及计算中存在的不合理的地方进行进一步的分析。

1.3 程序使用要点

计算程序的使用有着其本身的要点。在这一过程中结构设计人员在计算程序的使用过程中还应当在平面输入时应正确的指定转换构件，从而能够在此基础上将计算程序整体的规范性不断提升，并且对于计算内力进行进一步的优化与放大，从而能够在此基础上使得程序得到更加全面的应用。与此同时，结构设计人员在计算程序的使用过程中还应当对于框支柱的水平地震剪力进行一定程度的调整，从而能够在此基础上有效的减少梁对墙产生的平面外弯矩。由于计算程序的使用非常便利，因此对于转换层以外部位的杆件而言具有良好的分析精度，并且可以期待满足预期的设计要求。在计算程序使用时有时还可以将其与FEQ（或者是TBFEM以及TBSA）进行配套的使用，来提升模型节点的自由度和内在计算力。如果在计算时计算分析结果较为保守，则可以使用ETABS、SAP2000和SAP84等软件来得到较为精确的计算结果。

1.4 剪力墙荷载水平

在对于剪力墙进行载荷分析的过程中，首先将其指定为连续梁或者是框架梁，然后在根据类型的不同对其进行合理的优化。其次，工作人员在剪力墙荷载水平的分析过程中应当对其进行合理的定义，只有在完善定义的前提下才能够确保内力分析工作整体的准确程度和实际的有效性。与此同时，结构设计人员在分析剪力墙荷载水平的过程中还应当确保剪力墙的荷载应能够准确的传至其下部构件上，最终有效的确保墙肢荷载作用在梁上。

1.5 符合工程实际

符合工程实际往往要求工作人员采取合理的施工方法来确保抗震能力满足工程的实际使用需要。设计精确性提升应当从选择出优秀的计算程序开始，然后设计人员可以以此为前提来对于三层面板做出更好的设计，然后得到底层的计算高度，最终能够期待双层板的合理优化。最终能够有效的避免刚度过小问题的出现，实际上能够避免设计浪费现象的发生和扩大。

2 带箱形转换层高层建筑结构抗震设计

2.1 工程基本情况分析

在对于带箱形转换层高层建筑结构如何提高抗震性能进行分析时，通过以哈尔滨乐业大厦作为例子进行分析。探讨该大厦在设计过程中在结构上的优点。哈尔滨乐业大厦的上层部分部分合计11层，首层的层高4.5m，具体平面图如图1，箱体的高度为3.0m。其余各层的高度均为标准3m高度，具体平面图如图2，屋面标高47.2m，结构型式为框支剪力墙结构。箱形转换的层顶和底板厚度都为20cm，其余部分的厚度均为10cm。因此可以将其视为结构相对简单的商用高层建筑。其次，哈尔滨乐业大厦结构平面为较为标准的矩形，在建筑结构上较为体规则，高宽比1.82。哈尔滨乐业大厦的建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度。

2.2 框支柱结构设计

结构设计人员在框支柱结构设计的过程中首先应当确保所有的框支柱的受力都能够较为均匀，并且在这一过程中轴压比也得到了有效的控制。设计者根据工程的复杂程度和设计精度要求，设计时可选择整体分析或者是局部分析。其次，结构设计人员在框支柱结构设计的过程中还应当将剪压比控制在一定系数之内。与此同时，结构设计人员在框支柱结构设计的过程中还应当确保体积配箍率大于115%，从而能够在此基础上使得柱具有一定的延性并且可以实现强剪弱弯。

2.3 做好剪力墙设计

带箱形转换层高层建筑结构抗震设计需要结构设计人员做好剪力墙设计。结构设计人员在做好剪力墙设计的过程中首先应当在建筑四角布置不同厚度的剪力墙。其次，结构设计人员在做好剪力墙设计的过程中为了能够有效的改善混凝土的受压性能，则需要合理的增大结构本身的延性，因此结构设计人员在设计过程中需要有效的控制墙肢的轴压比在20%以内。与此同时，结构设计人员在做好剪力墙设计的过程中还应当切实的满足15%的最小配筋率的限值，并且在构造处理上，对于此类短墙除满足墙的相关要求外，同时按柱的构造要求配置纵筋和箍筋，来有效的提升结构整体的强度。

2.4 框支梁设计工作

框支梁设计工作本身有着相应的关键点。在这一过程中工作人员需要对于设计模式进行不同程度的强化，强化的目标应当设计到对于主梁强度的提升和框架整体模式的优化。其次，设计人员在进行框架质量提升的过程中还应当对于梁高的实际情况进行一定程度的控制，在这一过程中控制的要点需要放到尺寸的控制和优化上，只有在这一前提下才能够在此基础上为带箱形转换层高层建筑结构抗震设计起到重要的助力。

2.5 楼板设计工作

带箱形转换层高层建筑结构抗震设计还需要做好楼板的设计工作。结构设计人员在楼板设计工作时首先应当确保箱体的上下层板厚保持在一个较为平衡的范围内。其次，结构设计人员在楼板设计工作时还应当着眼于对于箱体的上下层板主要采用ANSYS有限元软件进行内力分析。与此同时，结构设计人员在进行楼板设计工作的过程中应当于设计中将楼板裂缝控制在规定的范围内，最终能够达到良好的设计效果。

3 结语

带箱形转换层高层建筑的设计需要从不同的方面着眼，并且以建筑优化为前提来对于主梁和框架的结构刚度进行不断的提升。但是在这一过程中需要注意的是，设计人员应当对于设计中存在的不合理的地方进行及时的优化，最终能够在坚持优点、放弃缺点的基础上来切实的提升建筑整体的工程质量。