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1、高层建筑梁式转换层结构设计新探摘要：随着社会的发展，建筑越来越倾向于高层，并且复杂化，因此产生了多种多样的结构形式，其中，转换层设计就是其中之一。本文简要地介绍了梁式转换层结构设计原则，并结合实际工程对梁式转换层进行了简单的分析与探讨，可供设计参考。 关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计 引言：高层建筑的转换层的设计是一项综合性的复杂工程，在设计过程中要结合工程的特点和实际情况，通过对建筑全方位的研究计算和分析，选择合理的转换层结构设计方案，发挥优势，解决问题，才能提高设计和施工的效率。 1设计原则 高层建筑中转换层的设置会造成竖
2、向构件的不连续而产生刚度突变，地震作用下会在转换层上下形成薄弱环节，对结构抗震极为不利，所以转换层的结构设计必须遵循以下一些相关规定： （1）在转换层设置在第2层以上时，为防止在地震作用下转换层形成薄弱层，应使γ1≥0.6，γe2≥0.8，才能保证在水平荷载作用下，转换层上、下部楼层侧向刚度不致相差过大，使上柱有良好的抗侧力性能，确保构件的整体受力稳定。 γ1=ViΔi+1/Vi+1Δi（1） γe2=Δ2H1/Δ1H2（2） 式
3、中：γ1楼层侧向刚度比； Vi、Vi+1第i层和第i+1层的地震剪力标准值（kN）； Δi、Δi+1第i层和第i+1层在地震作用标准值作用下的层间位移（m）； γe2转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比； H1转换层及其下部结构的高度；H2转换层上部若干层结构的高度； Δ1转换层及其下部结构的顶部在单位水平力作用下的侧向位移； Δ1转换层上部若干层结构的顶部在单位水平力作用下的侧向位移。 （2）在设计中应保证转换梁具有足够的刚度，一般要求转换梁截面高度不宜
4、小于跨度的1/8，托柱转换梁截面宽度不应小于其上所托柱在梁宽方向的截面宽度。 （3）尽量多布置落地竖向构件，减少转换构件，转换层造成的刚度突变就少。 （4）转换层位置不宜过高，否则会造成内力突变进一步加剧。所以转换层设置高度8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时可适当提高。 （5）转换层上部的竖向抗侧力构件宜直接落在转换层的主要转换构件上；复杂的传力路径会加大转换梁的剪力、扭矩与弯矩。 2设计实例 本工程位于某市中心城区，是商住合为一体的高层建筑，建筑物总高为65.4m,其中地下1层，主要用途为汽车库和设备用房;1～3为商业用
5、途;4～20层为住宅楼。 2.1结构选型 因为该工程为商住混为一体的综合性建筑,住宅楼部分分隔空间较多,所以采用剪力墙结构;而底部商业楼需要用到大空间结构,就要将剪力墙结构中的部分剪力墙改为框架结构。这种上部为剪力墙结构,底部为部分框架的剪力墙为框支剪力墙结构。当住宅楼部分剪力墙不能从上到下贯通到基础时，应设置转换层。 不同类型的转换层结构优缺点对比如下：（1）梁式转换层的设计和施工均较为简单,传力较为明确,是目前应用最为广泛的转换型式。它的缺点在于，当上下轴线错位布置时，需增设较多的转换次梁，空间受力较为复杂，此时应对框支主梁进行应力分
6、析。（2）箱式转换结构的优点在于,转换梁的约束强,刚度大,整体工作效果好,上下部传力较为均匀,并且建筑功能上还可将其作为设备层；缺点是转换梁梁中开设备洞较多，施工复杂,且造价较高。（3）厚板式转换层的优势在于,下部柱网受上部结构布局影响较小,可灵活布置，厚板刚度很大,形成一个承台,整体性较好,而且施工也较为便捷，但由于厚板自重很大,地震作用也大，容易产生震害，并且材料耗用多,经济性也较差。（4）桁架式转换层的框支柱柱顶弯矩和剪力比其他几种转换型式相对较小，但此法施工复杂程度较高,且对于轴线错位布置时难度较大。 对上述各种结构进行综合分析，梁式
7、转换结构相对其它几种更为经济、可靠，所以该工程选用了带梁式转换层的框支剪力墙结构。 2.2抗震等级的确定 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010），本工程为丙类建筑，高度65.4m，所处地区地震设防列度为7度，根据表3.9.3得知框支框架及底部加强部位的剪力墙抗震等级均为二级。又根据10.2.6条对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级需提高一级采用。因本工程转换层位置处于结构3层，已属于高位转换，根据规范要求，该框支框架与底部加强部位的剪力墙抗震等级均为一级。 2.3
8、转换层结构布置 由于上部的住宅楼需分隔空间较多，一次转换难以满足建筑功能的需求，因此本商住楼设置了主梁与次梁的二次转换，转换层结构平面布置图如下图所
