高层住宅外转角飘窗结构设计处理分析.doc

高层住宅外转角飘窗结构设计处理分析【摘要】转角飘窗是近年来常见的一种建筑形式，由于在外转角设置转角飘窗，使结构在外转处出现相对的薄弱位置，通过对整体结构考虑及转角飘窗处的受力进行分析，提出有效的构造措施，满足建筑功能使用要求，保证结构的安全性主要通过两个方面解决其在结构设计上出现的问题：一是通过结构设计计算阶段控制结构的扭转变形，二是通过对转角飘窗位置采取一系列的构造加强措施，来增强结构转角处抗扭转刚度关键词】外转角飘窗；结构加强构造措施；解决转角结构扭转随着建筑工程的不断发展，现代高层住宅建筑设计为满足新的建筑风格及其建筑立面造型要求，住宅设计要求房间内有两个方向的开阔视野，增大其房间的使用空间，建筑设计师往往把建筑物外转角处的房间窗设计成转角凸飘窗， 窗台高度高出楼面 500mm 左右，让人可以坐在窗台休息观景，转角的角度一般设计成 90 度直角或弧形这样的外转角结构平面布置，在整体连接只能采用悬臂梁外挑支承纵向或横向梁结构连接体系，悬臂梁端部位置设计计算时只能按铰接简化处理如下图一所示：由于外转角处的位置不能布置剪力墙，外转角交点无法变为刚接点，外转角点所布置的边梁只能按铰接处理，外转角梁的宽度也不能够设计得太宽，一般梁宽 B=200～250mm，在水平力或地震力的作用下，建筑物出现扭转、平动及弯曲变形，加上混凝土内应力变形等，建筑物的转角结构构件受力已经复杂，而在建筑物的转角设置凸飘窗加剧了其受力的复杂性，它削弱了结构的整体性和抗扭转刚度，而且扭转变形比较大的位置都是出现在外转角点，容易出现斜裂缝或构件破坏，故在抗转扭设计时应加倍重视。

在结构平面布置上除必须满足计算转扭规则外，应对外飘窗转角交点出现的薄弱处、容易造成扭转破坏位置进行必要结构加强措施措施 1：结构设计计算分析时应考虑扭转耦联影响措施 2：在结构平面布置上，除满足建筑布置要求外，尽可能将结构平面布置设计成对称形式，重心与形心除满足规范要求外，尽可能接近重合楼层的墙、柱纵横两个方向刚度做到基本一致，转角两个方向剪力墙有条件或创造条件布置翼缘墙及布置联肢墙，而此墙的抗震等级提高一级，沿层高设置约束边缘构件，有条件时尽量将剪力墙加厚，适当加大剪力墙配筋层间刚度变化要控制好，不要将结构设计成扭转不规则，必须控制楼层间的最大弹性位移，使整栋建筑物在水平力、地震力作用下，产生最小的扭转力，减少转角梁的扭转变形，避免出现转角破坏措施 3：转角梁除计算按梁的最大正负弯矩配筋外，适当加大配筋，增加延性，梁上部及下部钢筋布置，最外侧钢筋选取两侧梁计算配筋最大者进行贯通，内侧或中间钢筋须弯折伸入邻梁锚固长 laE，沿转角梁内、外两侧设置加强抗扭纵筋，纵筋间距宜采用不大于 150mm，6 度抗震时抗扭纵筋宜采用直径不小于 16 钢筋， 7 度抗震时抗扭纵筋宜采用直径不小于 18钢筋，如图二所示：措施 4：一般房间的楼板厚度常规为 h=100mm，为加强楼板的刚度传递水平力，外转角处楼板厚度宜不少于 150mm，且板配筋宜不少于 10@150 双层双向配置，在不影响使用功能及美观的情况下， 如在基础、地下室顶板、首层商铺、设备层等设置斜向框架梁与剪力墙连接。

如不能设置框架梁，最好在楼板设置宽度不少于 400mm 暗梁，暗梁钢筋上下各 418，箍筋采用不少于 8@100 的四肢箍且沿暗梁全长设置， 两端锚入剪力墙内 laE，如图二所示：措施 5：转角梁除箍筋按抗剪、抗扭计算配置外，也应适当增大，满足强剪弱弯要求，并沿转角梁全长加密，箍筋间距不宜大于 100mm，高出楼面的叠合梁箍筋同转角梁相同，按上下两组箍筋组合配置，箍筋形状按抗扭构造要求措施 6：转角飘窗高出楼面部分采用钢筋混凝土结构，高出楼面的叠合梁钢筋按框架梁构造要求与剪力墙连接，使叠合梁与外转角梁形成一个整体构件，增大外转角梁的抗扭刚度，叠合梁水平抗扭纵筋按措施 3 进行配置，上、下层飘板按计算进行双层配筋，飘板厚度不宜小于 120mm，上、下层飘板外端部边缘配置不宜小于 214 钢筋飘窗两侧的竖向侧板采用钢筋混凝土结构， 侧板厚度宜不小于 100mm，飘窗竖向钢筋混凝土侧板上、下端与飘窗的水平钢筋混凝土板连接，钢筋搭接长度按规范要求进行搭接，侧板必须与剪力墙连接浇捣把剪力墙与楼板，凸出飘窗板、外转角梁、竖向侧板等上、下层全部连接起来，形行一个钢筋混凝土窗框筒，以增大转角的水平抗扭转刚度，叠合梁、窗飘板及侧板配筋按构造要求加强配置，如下图三所示：上述几种构造措施均为加强转角抗扭方法，使之抗震时扭转不容易产生破坏，使结构处于安全。

结论：随着现代建筑风格及样式的多样，外转角飘窗普遍出现在多高层的住宅设计中，因此对于转角飘窗的结构设计及构造应给予重视建筑设计的发展对结构设计提出新的要求，对于高层建筑结构设计中的转角飘窗出现结构扭转、转角飘窗所发生的危害问题，通过分析，找到了解决问题的方法，并且加深了在结构设计理解和应用工程结构设计中结构概念设计及结构分析至关重要，要将结构设计合理，就要不断学习，只有弄清楚结构构件的受力特点，才能灵活运用规范及所 ?用的构造措施，在设计工作中积累设计经验，设计出结构安全又经济适用的工程作者简介：姓名：向志亮，学历：大专，籍贯：广东省清远市清新区， 当前职称：中级（结构工程师），研究方向：建筑结构设计。