梁式转换层在高层建筑结构设计中的应用

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1、梁式转换层在高层建筑结构设计中的应用王宏伟黑龙江省宾县建筑设计院【摘要】现代城市建设中，基木上都是高层建筑建设，而且高程建筑的规模越来越大，功能也越来越齐全。因为高层建筑结构上部并不需要承受过大的压力，通常情况下，结构布置应该是楼层下部刚度大，墙体也比较厚，而上部则正好相反，这样的设计便于扩大柱IM。因为结构布置与空间功能相反，所以需要设计转换层，保证功能建筑空间正常应用。【关键词】梁氐转换层；高层建筑结构；设计；应用现阶段高层建筑结构设计中梁氐转换层的应用比较广泛，类型也比较多，比较常见的有箱形转换层、巨型框架转换层、梁（墙

2、梁）式转换层等。据权威机构数据统计，梁氏转换层应用比重最高，达到了75%。也正是因为如此，很多建筑工程设计人员都比较重视梁氐转换层的设计与研究。一、梁式转换层在高层建筑结构设计中的受力特征高层建筑结构设计中，时常会应用到梁氏转换层结构，此种结构的受力途径比较直接，首先通过墙或者是柱子，之后经过转换梁，最终达到墙或者柱子。受力途径非常明确，十分清晰。梁氏转换层受力性能突出，安全可靠，而且整体构造并不复杂，便于施工人员进行施工，同时进行结构设计也更加容易。大量的研究表明，转换大梁受力大小的影响因素有很多，其中上部结构形式、位置等重

3、要的影响因素。但是转换大梁最终形成的受力状态，则主要取决于墙与转换梁弯曲程度与拱之间的相互作用。因为转换大梁位于受压边缘位置，经过压力之后，大梁就会生成轴向拉力。再加之，竖向传力拱的存在，竖向荷载通过墙体就会直接传递给转换梁，此时荷载就会变为斜向荷载，传递给转换梁。一般情况下，设计人员会将斜向荷载进行相应的分解，变为垂直荷载、水平荷载。垂直荷载通常是墙体作用下产生的荷载，在此种情况下，弯矩作用压力会计算得更加清晰。水平荷载的存在，使得转换梁跨中位置一部分区域需要承受轴向压力，而支座某一部分区域则需要承受轴向压力。二、梁式转换层

4、在高层建筑结构设计原则高层建筑结构在应用梁式转换层时，必须要遵循相应的设计原则，否则转换层在地震中很容易发生倒塌。具体遵循的设计原则如下：首先，转换层中内筒结构必须完全贯通，同时依照建筑刚度需求增加强度的厚度；其次，对于框支剪力墙结构，设计人员需要进行上下贯通落地设计，同吋根据刚度比来适当的增强墙体的厚度；最后，如果框支剪力墙结构形状为长矩形，为了满足抗震需求，设计人员需要适当的增加剪力墙的间距比，同时要保证楼板不能错层。设计人员只奋遵循上述原则，才能够保证转换层结构承受自身压力与外部压力，尤其是能够满足抗震设计需求。设计人员

5、如果完全按照这些设计原则进行设计，不仅能够防止梁氏转换层出现刚度突变的情况，也能够保证内力进行顺利的传递，不会发生严重的突变。向时，遵循这样的设计原则也能够使得转换层楼盖刚度能够应付剪力,以此避免框支柱由于楼盖错层也出现产生损坏。三、梁式转换层在高层建筑结构设计中的应用实例、工程为商住合一的高层建筑，地震设防烈度为七度，建筑高度为70.77m,地上部分工24层，三层为商业用房，四至二十四层为住宅；两层地下室，层高4.5m。二层商业用房部分为：底层层高4.5m,二层层高4.65m,住宅部分层高为2.8m.由于不同的用途需要不同的

6、空间组合形式，因此除了主体中间部分（电梯间、楼梯间等公共部分）布置成落地剪力墙核心筒，艽他部分均不能采用一种结构体系。必须在二层顶采用结构转换的方法过渡为另一种结构形式。1、结构选型结构转换层的类型很多，对于此工程来说，。梁式转换层优点主要表现为设计和施工简单，转换构件受力明确，经济合理性强。内部空间自由畅通，满足管线布置要求，在转换梁结构受力较小的部位可以开洞U,容易满足建筑对功能的要求。2、转换层结构布置由于上部住宅空间划分很多，所以在转换层需要设置为二次转换，即设置转换主梁和次梁；同吋设置了部分短肢剪力墙以满足建筑功能要

7、求，。3、构造措施首先对整体结构进行概念设计，采用必要的结构构造措施是保证抗震设防要求的重要手段。本工程采用了以下一些构造措施：3.1加强底部框支层的刚度和延性。根据转换层结构设计原则，转换层上下结构侧向刚度比值在抗震设计吋不应大于2。为了减小上下层刚度比，转换层以下及以上两层核心简及剪力墙厚度300mm，混凝土等级C45;其余为200mm，混凝土等级C35〜C25。为了保证结构有一定的抗扭刚度，满足规范对扭转比的要求，因此对结构外围位置的剪力墙适当加长，局部增设短肢剪力墙，冋吋减弱了内部部分剪力墙的长度，使刚心和质心尽量重合

8、，大大提高了抗扭刚度，最终达到了扭转周期比和扭转位移比限值的要求。3.2加强转换层楼板的刚度及延性，确保水平荷载的可靠传递，楼板厚度取为200mm，双层双向配筋，每层每方向的配筋率为0.25%,尽量不采用大降板，大大加强了整体性。3.3短肢剪力墙尽量布置在框支柱上，避免在框支