梁式轉(zhuǎn)換層高層建筑結構設計

梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑結構設計

摘要：轉(zhuǎn)換層是高層建筑設計中的常用結構，具有傳力明確和施工簡單等特點。文章總結了梁式轉(zhuǎn)換層的設計原則和計算要求，并從結構布置的角度分析了設計要點。關鍵詞：梁式轉(zhuǎn)換層；結構布置；設計要點中圖分類號：tu97文獻標識碼：a文章編號：引言

現(xiàn)代建筑趨于高層化和體型復雜化發(fā)展，在結構設計中多功能和多造型的要求越來越多，為了滿足發(fā)展的需要和建筑功能的變化多樣，轉(zhuǎn)換層結構在高層建筑中的應用越來越多。相較于其他類型的轉(zhuǎn)換層，梁式轉(zhuǎn)換層具有設計施工簡單、經(jīng)濟合理和轉(zhuǎn)換構件明確的優(yōu)點。本文就其設計中應注意的設計要求進行了概括，分析了轉(zhuǎn)換層構建中樓板及框支梁等的設計特點，對整體的結構布置進行了探討總結。

2.高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層設計原則與計算要求2.1梁式轉(zhuǎn)換層設計原則

轉(zhuǎn)換層是地震發(fā)生時高層建筑中的薄弱環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換層的存在使建筑物豎向的整體剛度突變，不利于結構抗震，在建造中要遵循一定的設計原則：

1)在設計中盡量降低需結構轉(zhuǎn)換的豎向構件的使用率，盡可能應用直接落地的豎向構件，當整體建筑中轉(zhuǎn)換構件越少時，形成的剛度突變就越小。轉(zhuǎn)換層相對較少的結構是對抗震有利的結構。[1]

轉(zhuǎn)換層本身也應具有足夠的剛度設計，一般情況下梁高不小于跨度的1/6的設計是保證轉(zhuǎn)換層以及其下部連接構件內(nèi)力合理分配的基礎，剪力墻柱、轉(zhuǎn)換梁等構件的受力性能良好才能更穩(wěn)定的完成結構轉(zhuǎn)換。

2)設計中盡量對稱布置轉(zhuǎn)換層以上的柱子和剪力墻，在轉(zhuǎn)換梁發(fā)生變形時，梁上立柱的柱腳會有較大的轉(zhuǎn)角，極易引起柱的彎曲和剪切，并且使立柱產(chǎn)生極大的內(nèi)力發(fā)生超筋，故梁上立柱應盡可能設在轉(zhuǎn)換梁跨中。[2]考慮到抗震性能，對剪力墻的比例也必須進行一定的控制，一般橫向落地剪力墻的數(shù)目占比橫向墻總數(shù)宜大于1/2。

3）考慮建筑整體剛度，轉(zhuǎn)換層在高層建筑的豎向位置盡可能設計在較低的范圍，較高位置的轉(zhuǎn)換層易使框支剪力墻結構在轉(zhuǎn)換層附近的內(nèi)力、剛度及傳力途徑發(fā)生突變，形成薄弱環(huán)節(jié)。當設計中必須出現(xiàn)高位轉(zhuǎn)換時應綜合考慮轉(zhuǎn)換層下部框支結構的剛度，控制彎曲、軸向變形及剪切的綜合效應，盡量降低內(nèi)力突變的情況�？傊�要盡量強化轉(zhuǎn)換層下部空間的強度和剛度，一般通過加大豎向構件主題結構的橫截面積、增設剪力墻以及提高混凝土強度的方法來實現(xiàn)，在設計調(diào)整構件剛度時同時也要注意均衡協(xié)調(diào)分布整體剛度。[3]

4）帶轉(zhuǎn)換層結構設計的計算要求準確全面，其作為整體結構中的重要部分應采用符合實際受力變形狀態(tài)的計算模型進行立體的結構分析計算，并附加多模型程序進行抗震計算及高位轉(zhuǎn)換等相關計

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淺析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結構設計的要點

摘要：本文介紹了高層建筑結構轉(zhuǎn)換層的發(fā)展趨勢,重點探討了梁式轉(zhuǎn)換層結構設計的要點,可供類似工程設計參考。關鍵詞：高層建筑結構梁式轉(zhuǎn)換層結構設計1．轉(zhuǎn)換層結構的概括

隨著高層建筑的發(fā)展，建筑物的功能不再單一，如公寓、旅館、辦公樓等均在建筑物下部設置商店、銀行、公共大廳、會議中心、停車場等需要較大跨度的公共空間。建筑物功能的改變要求建筑結構形式的改變，而上、下結構形式的變化，就需要一個轉(zhuǎn)換結構，以完成上部結構力傳遞至下部結構的要求。

（1）從結構角度看，轉(zhuǎn)換層結構的功能主要有：上、下層結構形式的轉(zhuǎn)換，上、下層結構軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，上、下層結構形式和結構軸網(wǎng)同時轉(zhuǎn)換。

（2）轉(zhuǎn)換層結構的幾種主要形式：梁式轉(zhuǎn)換層結構，板式轉(zhuǎn)換層，箱形轉(zhuǎn)換結構，析架轉(zhuǎn)換結構。

（3）梁式轉(zhuǎn)換層：現(xiàn)代高層建筑由于使用功能要求大空間，往往需要采用轉(zhuǎn)換層結構。梁式轉(zhuǎn)換層結構是目前高層建筑中實現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換最常用的結構形式，其傳力途徑采用墻柱轉(zhuǎn)換梁-柱（墻）的形式，具有傳力簡單、明確的優(yōu)點，便于計算、分析，且造價較節(jié)省。從70年代中期，國內(nèi)開始嘗試使用梁式轉(zhuǎn)換層，到現(xiàn)在短短的幾十年時間內(nèi)，梁式轉(zhuǎn)換層的工程應用發(fā)展很快。從國內(nèi)外1

棟高層建筑采用的轉(zhuǎn)換層的統(tǒng)計結果來看，采用梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑有81棟，約占77%.但是由于梁式轉(zhuǎn)換層結構形式的多樣性，作為主要受力構件的轉(zhuǎn)換梁表現(xiàn)出的受力特征也各不相同。實際工程中梁式轉(zhuǎn)換層的結構形式多種多樣，從跨度上，可分為單跨、雙跨及多跨；從上部墻體形式上，可分為滿跨和不滿跨、開洞和不開洞和開窗洞；從棍凝土結構梁式轉(zhuǎn)換層施工技術及其可靠性的研究轉(zhuǎn)換梁功能上，可分為托墻和托柱；從轉(zhuǎn)換梁形式上，可以分為加腋與不加腋；從轉(zhuǎn)換梁結構采用材料上，又可分為鋼筋混凝土、預應力混凝土和鋼骨混凝土、鋼結構等。2．轉(zhuǎn)換層的結構形式及設計原則

轉(zhuǎn)換層的主要結構形式在《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(jgj3-201*)中，規(guī)范對轉(zhuǎn)換粱的最小高度和寬度作如下規(guī)定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的2倍，且不易小于400mm;當梁上托柱時，尚不應小于梁寬方向的柱截面寬度。進行抗震設計時轉(zhuǎn)換梁高不小于其跨度的1/6;非抗震設計時，轉(zhuǎn)換梁高不小于跨度的1/8。

（1）轉(zhuǎn)換層設計原則：轉(zhuǎn)換層的豎向布置，轉(zhuǎn)換結構可根據(jù)其建筑功能和結構傳力的需要，沿高層建筑高度方向一處或多處靈活布置；也可根據(jù)建筑功能的要求，在樓層局部布置轉(zhuǎn)換層，且自身的這個空間既可作為正常使用樓層，也可作技術設備層，但應保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，以防止沿豎向剛度過于懸殊。對大底盤多塔樓

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