某高層商住樓厚板轉換層的結構設計

【摘 要】以工程實例，介紹厚板轉換層結構的設計方法和施工方法。

【關鍵詞】厚板轉換層；分層澆筑；疊合成型

1 工程概況

工程位于長沙市五一大道芙蓉廣場附近，其中商住樓是該項目四棟一類高層建筑群中的一棟。

商住樓地下3層，地上32層。1～2層為大空間商鋪，一層層高5.2m，二層層高5.9m，為部分框支剪力墻結構；3～32層為住宅，三層層高3.3m， 四層及以上層高2.9m，為剪力墻結構。建筑總高度為98.4m。

工程建筑結構安全等級為二級，抗震設防烈度為6度，抗震設防類別為標

準設防類，設計地震分組為第二組，設計基本加速度值為0.05g，基本風壓按100年一遇0.40kN/ m2取值。

基礎采用大直徑人工挖孔灌注樁，樁端持力層為強風化泥質粉砂巖。基礎埋深11.2m。

因上部住宅的剪力墻軸網與下部商鋪的柱網軸網難以對齊，故設計在三層樓板面采用厚板轉換層的結構形式，板厚1600mm， 板面標高為11.1m。

2 結構整體設計

商住樓在地面以上設縫與其它三棟高層建筑脫開，成為獨立的結構單元；一層的地下室頂板作為上部結構的嵌固層位置，一層的樓板厚度為180mm。

地面以上的填充墻體均采用輕質加氣砼砌塊，以減少建筑物總重量及上部結構傳到轉換層厚板上的豎向荷載。

在滿足建筑功能的前提下，使上部剪力墻盡量落地并增加轉換層下部剪力墻的數量，增強轉換層下部剛度。結構布置盡量均勻，使剛心和質心接近，減小結構的扭轉。

工程結構的整體計算采用SATWE軟件，并采用PMSAP軟件進行設計校核。

商住樓轉換層下層和上層的柱墻結構平面布置圖分別見圖1和圖2。

計算結果表明，工程的主要技術指標均滿足設計規范要求。

3 轉換層厚板的結構設計

3.1 轉換層厚板的設計計算：

轉換層厚板按SATWE整體計算時所劃分的主要交叉梁系的剪力和彎矩設計值進行截面計算并運用厚板有限元分析軟件進行計算校核。

轉換層厚板砼強度等級C40，鋼筋采用HRB400級，板厚1600mm；在厚板轉換層下部框支柱和剪力墻之間位置設置800mm寬的暗梁，在轉換層上部剪力墻之下的位置設置600mm寬的暗梁。

通過計算，轉換層厚板的配筋上、下層均為28@150雙層雙向，每一方向的總配筋率為0.62%。

3.2 厚板轉換層的設計構造：

3.2.1 為改尚厚板受力，在下部框支柱與剪力墻之間及上部剪力墻之下的厚板中設置暗梁，暗梁縱筋的配筋率為0.67 %，暗梁的抗剪箍筋面積配筋率不小于0.45%。

3.2.2 為防止厚板的板端沿厚度方向產生層狀水平裂縫，在厚板周邊配置14@200的鋼骨架進行加強。

3.2.3 為有效傳遞水平荷載，對轉換層上、下層的樓板均作加強，樓板厚板為150mm。

4 考慮轉換層厚板分層澆筑疊合成型的施工方案的設計

轉換層板厚為1600mm，其自重為40kN/ m2，另加上施工荷載，在其施工階段的荷載對厚板的模板支撐體系要求很高，且下層樓蓋不做加強都很難直接承受。

4.1 轉換層厚板的分層澆筑疊合成型的計算：

建設、設計、施工單位一起進行多方案比較，經計算分析，決定將轉換層厚板的砼分兩次澆筑疊合成型，見圖3：

圖3 轉換層厚板砼分層澆筑疊合成型示意圖

4.1.1 第一次先澆筑轉換層厚板下層砼700 mm厚，轉換層的模板支撐體系僅考慮700mm厚的板厚砼自重以及施工荷載，模板支撐體系的滿堂鋼管腳手架從一層樓面起搭設到轉換層厚板板底；下層700mm厚板的重量及其施工荷載由一層和二層樓板承受。

4.1.2 待先澆的下層厚板砼強度達到90%以上后，再澆筑轉換層厚板的上層砼900 mm厚。利用已完成的下層700 mm厚板作為結構構件來承擔上層900 mm厚的厚板自重及施工荷載。

4.2 轉換層厚板的設計及構造措施：

4.2.1 根據轉換層厚板在第二澆筑上層砼施工階段的受力計算，在厚板下層砼板面上層配置14@100的雙向鋼筋，以滿足下層厚板在上層厚板施工階段的正截面受彎要求，增加厚板疊合前后的抗裂能力。

4.2.2 為增強厚板上下兩層砼的有效結合，在下層厚板板面設置砼抗剪鍵，抗剪鍵尺寸為500 mm×500 mm×150 mm（h），間距1500mm，并在每個抗剪鍵中配置414的鋼筋，兩端各深入上下層砼內500mm。

5 轉換層厚板施工時采取的措施

轉換層厚板施工時間在2005年10月，設計除了進行裂縫控制驗算外，在施工中還采取了以下措施以提高砼的抗裂能力：

5.1 選用水化熱較低的42.5MPa的礦渣水泥。

5.2 在砼中參入占水泥重量15%的Ⅰ級粉煤灰和占水泥重量8%的HEA砼微膨脹劑，以減少水泥用量，降低砼水化熱。

5.3 采用“一平、二壓、一光、拉毛”的施工工藝，加強砼的收面的二次抹壓。

5.4 在厚板砼表面采用麻袋覆蓋養護，在厚板側面利用腳手架掛麻袋進行封閉養護，養護時間為14天。

5.5 在第二次澆的上層砼厚板中部多處埋入測溫傳感器，設置間距1500mm的DN40鍍鋅鋼管，在管內通入冷水。根據測出的砼內部溫度以及砼表面溫度，調節預埋水管內的冷水用量，降低砼內部溫度，保證厚板砼的內外溫差小于25°。

6 結束語

工程于2008年竣工投入使用，經檢測包括厚板轉換層厚板在內的主體結構均為優良。

在抗震設防6度地區和非抗震地區，對于上下柱網軸線無法對齊的高層商住樓，采用厚板轉換層是一種有效的方法，能夠較好滿足建筑功能和解決上部結構荷載向下有效傳遞的問題。

轉換層厚板采用分層澆筑疊合成型的設計和施工方法，可以降低施工難度和工程造價，有效保證施工質量。

參考文獻：

[1]高層建筑砼結構技術規范 JGJ3- 2002；北京：中國建筑工業出版社，2002.

[2]唐國興. 高層建筑轉換層結構設計與施工［M］；北京：中國建筑工業出版社，2002.