【www.zhangdahai.com--叙职履职报告】
摘 要：文章通过长沙德胜广场高位厚板转换工程实例，对厚板转换的结构布局，主要设计技术措施、施工技术措施及施工工况验算进行了详细介绍，总结出一些可用于其它类似工程的经验与建议。
关键词：厚板转换；SATWE-SLABCAD分析
中图分类号：TU318
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2012）04-0098-03
1 引言
目前，我国城市中心地带商住一体化的建筑日益增多，即该建筑结构上部为小开间、小跨度的住宅，下部为大开间、大跨度的商场。为了满足建筑功能上的转变，结构需进行转换。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中介绍了梁式、桁架式、箱形、厚板等转换形式，其中非抗震设计和6度抗震设计的转换，及7、8度抗震设计的地下室的转换可采用厚板。本文对长沙德胜广场厚板转换设计进行介绍，总结出一些可用于其它类似工程的经验与建议。
2 工程概况
本文着重研究的长沙德胜广场位于长沙市天心区，劳动广场西北角，东靠黄兴南路，南临劳动西路，西距湘江约600m，为框支剪力墙结构，地下4层，地上33层，四层楼面为架空转换层，转换层采用高位厚板转换，转换层以上为剪力墙结构。地上部分结构长约130.25m，宽约45.70m，结构总高度为98.5m。地下室顶板为结构的嵌固端，地下室顶板以上为双塔结构，两塔结构净距为300mm。根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）本工程按丙类建筑进行抗震设防设计。本工程采用2009年以前规范进行设计，结构抗震设防烈度为 6度 ，设计基本地震加速度值为 0. 05g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为II类。本工程框支框架抗震等级为二级，框支柱及剪力墙底部加强部位抗震等级为一级，非底部加强部位剪力墙抗震等级为三级；地下负一层结构抗震等级同一层，地下负二层及以下层结构抗震等级为三级。本工程于2009年动工，现已部分工程施工完成。
图1、图2、图3给出了负一层、三层、六~三十三层建筑平面图，图4给出了建筑南 立面图，可大致了解该工程的概况。
本文中着重对结构双塔中的右塔进行分析介绍。
3 结构布局及SATWE抗震参数分析
结构四层以下为框架-剪力墙结构，由于结构上部剪力墙与下部柱网完全不能对齐，如采用梁式转换，主次梁关系复杂，受力很不明确，故采用厚板进行结构转换。右塔最大柱网为8.6mx9.3m，转换厚板板厚为2m，跨厚比约为4，与转换厚板相连的无转换裙楼屋面板厚设计为600mm，以保证结构在转换层的平面内整体刚度，同时在楼面两种不同板厚交界处能形成合理的过渡，不会产生板应力集中。经SATWE中SLABCAD计算，板跨最大挠度为3.19mm，满足规范规定的厚板平面外刚度的要求。为使结构能满足高规附录E中转换层上、下结构侧向刚度比规定，结构除上部落地剪力墙核心筒外，在裙楼部分的电梯、楼梯间处增设两个剪力墙核心筒。结构最大框支中柱尺寸为1400 mm x1400mm，转换层核心筒外围剪力墙墙厚为500 mm，内部剪力墙墙厚为300mm，局部墙厚为200mm。转换层以上第一层落地核心筒剪力墙墙厚为250mm，其余剪力墙墙厚也为250厚。转换层以上第二层剪力墙墙厚均为200厚。2m转换厚板位于第四层楼层标高以上为1.4m，位于于第四层楼层标高以下为0.6m，转换层的结构平面如图5所示。
（1）结构考虑扭转耦连的以平动为主第一自振周期T=2.93s，以扭转为主的第一自振周期Tt为2.42s，前者与后者的比值满足《高规》规范，结构周期合理，具备一定的抗扭刚度。
（2）SATWE位移计算结果中，地震作用结构X方向在X+5%偶然偏心地震力组合下第二十层出现最大层位移与层间位移角，最大层位移为18.57mm，最大层间位移角为1/1827；地震作用结构Y方向在Y地震力组合下第三十五层出现最大层位移与层间位移角，最大层位移为43.11mm，最大层间位移角为1/1102。两个方向的位移角均符合高规1/1000的要求，说明结构整体刚度是合适的。
（3）SATWE计算结果楼层抗剪承载力，本层与上一层的承载力之比X向最小为0.83，Y向最小为0.78，均位于第三层，符合高规规定的不小于0.65的要求。
（4）通过前文所述的结构布局措施，转换层上部与下部结构等效侧向刚度比，X方向刚度比为0.6662，Y方向刚度比为0.99，小于高规规定的1.3。
4 结构设计中主要的技术措施
4.1转换厚板中钢筋的配置
① 虽本工程采用厚板转换，但在转换厚板中仍设置暗梁，与框支柱或剪力墙相连的暗梁宽为700mm，其余上部剪力墙下设置500mm宽暗梁，暗梁中最小配筋率按0.9%控制，且暗梁中纵筋不小于厚板计算所需钢筋值，500mm宽暗梁箍筋为12@150(4)，700mm宽暗梁箍筋为12@150(6)，以加强以上板处的强度。
② 根据SATWE中SLABCAD计算结果，板内除配置高规要求的每一方向不小于0.6%配筋率的通长钢筋外，板底、框支柱板顶处均需附加钢筋。板底附加钢筋伸入板跨四周的暗梁内；板顶位置，在框支柱柱顶两个方向各1/4跨范围内配置从暗梁边算起，伸入板跨中不小于1/4板跨长度的附加钢筋网片。
③ 为控制温度应力，且为满足砼规范中该条要求：当板厚大于2m时，宜沿板厚度方向设置不超过1m间距的构造钢筋网片，本工程转换厚板中，在第二次浇注的1200mm板中增设了12@200的构造钢筋网片。
4.2转换厚板下框支柱的抗冲切验算
由SATWE分析结果可知，转换厚板下单个框支柱的轴力设计值较大，最大达46000kN左右。虽设计采用2m厚板，局部柱位置板受冲切承载力仍不能满足砼规范要求，本工程采用以下两个措施：
① 在不影响建筑使用前提下，在不满足板冲切承载力的柱下增设柱帽，增大柱受冲切的截面面积。
② 在冲切力小于板不先发生斜压破坏截面要求的前提下，在框支柱处板顶部配置弯起钢筋。
以上两种措施的具体做法详见图6柱帽大样示意。增设柱帽做法的目的仅为解决局部柱位置板受冲切承载力的问题，故该处柱帽的构造可不满足高规8.1.9条相关规定的要求。
4.3转换厚板中钢筋应力监控
在转换厚板钢筋绑扎时，可预先根据SATWE中SLABCAD板应力分析的结果，在板应力较大处板钢筋上预埋应变片，将钢筋的应力变化由传感器引出。厚板施工完成后，可利用传感器获取数据，随时监控厚板中钢筋应变的变化，一则可根据此数据的变化采取相应预案，二则可对此数据进行分析，验证SATWE中SLABCAD的分析结果，为以后的厚板转换设计提供一些有用的经验。
5 厚板转换施工技术措施及施工工况验算
5.1降低砼水化热和控制砼温度应力
由于该转换厚板为2m，属大体积砼，砼在浇注凝固胶结的过程将产出大量的水化热。为防止砼烧坏，2m转换厚板分两次浇注，第一次浇注800mm，第二次浇注1200mm，且厚板在施工过程中应采取可靠的冷却措施。
① 厚板中应预埋两层直径50mm、间距为1.5m的冷却水降温钢管；
② 厚板层采用C40强度、低水化热砼，并严格控制砼中水泥的用量；
③ 厚板中砼掺入一定量的减水剂，同时加入一定量的粉煤灰，以改善砼的和易性。
④ 根据实验结果，在厚板层砼中掺入一定型号和百分比的微膨胀剂。
5.2转换厚板浇注时底模考虑
由厚板施工时底模下单根立杆可承载的最大承载力，及立杆施工可达到的最小间距这两个条件反算，可得出本工程2m厚板须分两次浇筑，按第一次浇注800mm第二次浇注1200mm考虑。钢筋砼容重约为26kN/m3，则第一次浇注的800mm砼将产生20.8 kN/m2荷载，加之施工面应考虑不小于5 kN/m2施工活荷载，则第一次浇注的砼底模需考虑标准值为25.8 kN/m2荷载。如该施工时的短暂荷载由转换厚板下一层的楼面来承受，则增加的梁高将影响层高仅为4.3m商场的使用，故该施工荷载考虑全部由一层顶板承受，该施工荷载工况参与一层楼面梁板荷载组合设计，设计增厚的板、增高的梁又能提供更大的平面内刚度，有利于结构顶板的嵌固。另负一层层高为5.1m，增加的梁高对建筑功能不会造成很大的影响。待第一次浇注的800mm砼板达到90%以上强度后，可作为第二次浇注1200mm砼的底模，第一次浇注的800mm板顶部按计算增设双向分布钢筋。
5.3两次浇注砼厚板界面之间的抗剪
由于转换厚板分两次浇注，在两次浇注的界面之间将形成薄弱面。为增强两次浇注砼表面之间的粘结，设计中采取了在第一次浇注800mm厚度表面上浇注素砼墩的做法，素混凝土墩尺寸为500X500X300（axbxh），墩中心间距为1000mm。素砼墩上预留插筋，可作为板钢筋施工绑扎时架立用的板凳筋，厚板上部钢筋与板凳筋采用点焊连接，详见图7。
6 设计中有待改善的工作
① 本工程的转换厚板采用SATWE中SLABCAD进行计算设计，虽设计中考虑到计算结果的精度，厚板有限元分析单元划分时单元网格长度均不大于1m，但该转换厚板有限元计算没有采用其它力学模型的软件进行复核。
②本工程结构的整体计算采用SATWE有限元分析软件，经反复调整，结构计算的各抗震参数虽都能满足相关规范的要求，但没有采用其它力学模型的软件对结构进行全面得抗震性能上的研究。
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