某高层商住楼厚板转换层的结构设计

【摘 要】以工程实例，介绍厚板转换层结构的设计方法和施工方法。

【关键词】厚板转换层；分层浇筑；叠合成型

1 工程概况

工程位于长沙市五一大道芙蓉广场附近，其中商住楼是该项目四栋一类高层建筑群中的一栋。

商住楼地下3层，地上32层。1～2层为大空间商铺，一层层高5.2m,二层层高5.9m，为部分框支剪力墙结构；3～32层为住宅，三层层高3.3m, 四层及以上层高2.9m，为剪力墙结构。建筑总高度为98.4m。

工程建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为标

准设防类，设计地震分组为第二组，设计基本加速度值为0.05g，基本风压按100年一遇0.40kN/ m2取值。

基础采用大直径人工挖孔灌注桩，桩端持力层为强风化泥质粉砂岩。基础埋深11.2m。

因上部住宅的剪力墙轴网与下部商铺的柱网轴网难以对齐，故设计在三层楼板面采用厚板转换层的结构形式，板厚1600mm, 板面标高为11.1m。

2 结构整体设计

商住楼在地面以上设缝与其它三栋高层建筑脱开，成为独立的结构单元；一层的地下室顶板作为上部结构的嵌固层位置，一层的楼板厚度为180mm。

地面以上的填充墙体均采用轻质加气砼砌块，以减少建筑物总重量及上部结构传到转换层厚板上的竖向荷载。

在满足建筑功能的前提下，使上部剪力墙尽量落地并增加转换层下部剪力墙的数量，增强转换层下部刚度。结构布置尽量均匀，使刚心和质心接近，减小结构的扭转。

工程结构的整体计算采用SATWE软件，并采用PMSAP软件进行设计校核。

商住楼转换层下层和上层的柱墙结构平面布置图分别见图1和图2。

计算结果表明，工程的主要技术指标均满足设计规范要求。

3 转换层厚板的结构设计

3.1 转换层厚板的设计计算：

转换层厚板按SATWE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计算并运用厚板有限元分析软件进行计算校核。

转换层厚板砼强度等级C40，钢筋采用HRB400级，板厚1600mm；在厚板转换层下部框支柱和剪力墙之间位置设置800mm宽的暗梁，在转换层上部剪力墙之下的位置设置600mm宽的暗梁。

通过计算，转换层厚板的配筋上、下层均为28@150双层双向，每一方向的总配筋率为0.62%。

3.2 厚板转换层的设计构造：

3.2.1 为改尚厚板受力，在下部框支柱与剪力墙之间及上部剪力墙之下的厚板中设置暗梁，暗梁纵筋的配筋率为0.67 %，暗梁的抗剪箍筋面积配筋率不小于0.45%。

3.2.2 为防止厚板的板端沿厚度方向产生层状水平裂缝，在厚板周边配置14@200的钢骨架进行加强。

3.2.3 为有效传递水平荷载，对转换层上、下层的楼板均作加强，楼板厚板为150mm。

4 考虑转换层厚板分层浇筑叠合成型的施工方案的设计

转换层板厚为1600mm,其自重为40kN/ m2,另加上施工荷载，在其施工阶段的荷载对厚板的模板支撑体系要求很高，且下层楼盖不做加强都很难直接承受。

4.1 转换层厚板的分层浇筑叠合成型的计算：

建设、设计、施工单位一起进行多方案比较，经计算分析，决定将转换层厚板的砼分两次浇筑叠合成型，见图3：

图3 转换层厚板砼分层浇筑叠合成型示意图

4.1.1 第一次先浇筑转换层厚板下层砼700 mm厚，转换层的模板支撑体系仅考虑700mm厚的板厚砼自重以及施工荷载，模板支撑体系的满堂钢管脚手架从一层楼面起搭设到转换层厚板板底；下层700mm厚板的重量及其施工荷载由一层和二层楼板承受。

4.1.2 待先浇的下层厚板砼强度达到90%以上后，再浇筑转换层厚板的上层砼900 mm厚。利用已完成的下层700 mm厚板作为结构构件来承担上层900 mm厚的厚板自重及施工荷载。

4.2 转换层厚板的设计及构造措施：

4.2.1 根据转换层厚板在第二浇筑上层砼施工阶段的受力计算，在厚板下层砼板面上层配置14@100的双向钢筋，以满足下层厚板在上层厚板施工阶段的正截面受弯要求，增加厚板叠合前后的抗裂能力。

4.2.2 为增强厚板上下两层砼的有效结合，在下层厚板板面设置砼抗剪键，抗剪键尺寸为500 mm×500 mm×150 mm（h）,间距1500mm,并在每个抗剪键中配置414的钢筋，两端各深入上下层砼内500mm。

5 转换层厚板施工时采取的措施

转换层厚板施工时间在2005年10月，设计除了进行裂缝控制验算外，在施工中还采取了以下措施以提高砼的抗裂能力：

5.1 选用水化热较低的42.5MPa的矿渣水泥。

5.2 在砼中参入占水泥重量15%的Ⅰ级粉煤灰和占水泥重量8%的HEA砼微膨胀剂，以减少水泥用量，降低砼水化热。

5.3 采用“一平、二压、一光、拉毛”的施工工艺，加强砼的收面的二次抹压。

5.4 在厚板砼表面采用麻袋覆盖养护，在厚板侧面利用脚手架挂麻袋进行封闭养护，养护时间为14天。

5.5 在第二次浇的上层砼厚板中部多处埋入测温传感器，设置间距1500mm的DN40镀锌钢管，在管内通入冷水。根据测出的砼内部温度以及砼表面温度，调节预埋水管内的冷水用量，降低砼内部温度，保证厚板砼的内外温差小于25°。

6 结束语

工程于2008年竣工投入使用，经检测包括厚板转换层厚板在内的主体结构均为优良。

在抗震设防6度地区和非抗震地区，对于上下柱网轴线无法对齐的高层商住楼，采用厚板转换层是一种有效的方法，能够较好满足建筑功能和解决上部结构荷载向下有效传递的问题。

转换层厚板采用分层浇筑叠合成型的设计和施工方法，可以降低施工难度和工程造价，有效保证施工质量。

参考文献：

[1]高层建筑砼结构技术规范 JGJ3- 2002；北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]唐国兴. 高层建筑转换层结构设计与施工［M］；北京：中国建筑工业出版社，2002.