四角筒双向多重大跨度错位连体结构体系创新与关键技术问题探索

基于实际工程需求,某项目塔楼沿高度方向存在4次梁托柱转换,且上、下层相邻的转换梁分别在南北、东西侧交错设置,形成多重转换结构体系。由于建筑立面造型须形成横平竖直的矩形方格网形式,选择型钢混凝土转换梁、转换柱能同时兼顾建筑造型和结构受力的需求,由此提出一种四角筒双向多重大跨度错位连体的新型结构体系。经过计算分析,X,Y向框架部分承担倾覆力矩百分比分别为21%,22%,层位移曲线呈弯剪型,此结构体系符合框架-剪力墙结构受力特性。基于大震弹塑性时程计算和关键构件优化对比分析,提出采用"宽扁"形式的转换梁截面,其上支承8个楼层的转换梁上托柱增加为3根,转换梁以上所支承的楼层中底层和顶层柱改为方钢管混凝土柱等改进措施。为合理解决转换柱抗剪承载力不足的关键问题,在转换柱所在楼层的两侧相邻跨,与转换柱相连处增设一段钢板混凝土剪力墙,其内置钢板与转换梁内型钢梁连为一体,形成转换柱和钢板剪力墙共同承担水平剪力的构造措施,并通过转换梁有限元对比计算分析验证传力的合理性,为妥善解决此类问题提供一个新思路。考虑长期荷载作用时的大跨度梁抬柱结构,转换梁及其相邻上一楼层梁柱内力可能会产生突变,结构设计阶段应予以重点考虑该因素影响。