基于建筑梁式转换层结构设计探析

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1、基于建筑梁式转换层结构设计探析【摘要】目前，随着建筑业的不断发展，高层建筑数量日益增多，而在高层建筑结构设计中，梁式转换相对箱型、厚板更为简单、经济，因此到了广泛的使用。文章简要地介绍了梁式转换层结构形式及受力特征，并就建筑梁式转换层结构设计原则进行了总结，最后结合工程案例针对建筑梁式转换层结构设计要点进行了研究，仅供参考。【关键词】梁式转换层；结构选型；结构计算；构造措施近年来，在高层建筑设计中，为满足建筑使用功能需要，底部数层常设置为大空间，而上部标准层多为小开间，致使上层的部分竖向承重结构不能直接落地，需要设置结构转换。常用的转换形式为梁式。梁式转换层由于具有结构可靠性强、传力途径长、构

2、造简单和施工方便等方面的优点，因此在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用。1梁式转换层结构形式及受力特征梁式转换层结构在实际工程中的应用有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构。在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中，规范对转换梁的最小高度和宽度作如下规定：框支梁截面的宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度，不宜小于其上墙体截面厚度的2倍，且不易小于400mm；当梁上托柱时，尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。进行抗震设计时，转换梁高不小于其跨度的1/6;非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的1/8。从该设计规程中可知，采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度，增强结构

3、的可靠性。梁式转换层结构的传力途径为墙一梁一柱（墙）的形式，传力直接，便于分析计算。转换大梁的受力主要受上部剪力墙刚度、剪力墙与转换大梁的相对刚度和转换大梁与下部支撑结构的相对刚度影响。从计算分析不论转换大梁上部墙体的形式如何，只要墙体有一定长度，转换大梁中的弯矩就会比不考虑上部墙体作用要小，同时转换大梁也会有一段范E出现受拉区。2建筑梁式转换层结构设计某商业住宅楼，一共28层，地下1层，总用地面积约为4600平方米，建筑面积约8万令。以上3层为商场，3〜28层为住宅，地下室均为汽车库和设备用房。3层以上采用剪力墙结构；3层以下采用框架-剪力墙结构。2.1结构选型在高层建筑结构的底部，当上部楼

4、层部分竖向构件不能直接连续贯通落地时，应设置转换层，形成带转换层高层建筑。结构转换方式较多，以下对箱型、厚板、转换梁三种转换作比较：1）厚板转换优点是结构整体性较好，但是的刚度突变较大，质量集中，给抗震带来不利；2)箱形转换也是结构整体性好，不管上部结构布置多么复杂，仍能保证上、下竖向构件的有效传力。但是从结构设计角度考虑，内力分析较为复杂，转换层设计的难度相对较大，同厚板相同混凝土及钢材用量较大，不够经济；3)梁式转换层，优点主要是转换构件受力明确，设计和施工相对较为简单，另外相对于前两种转换形式更为经济。内部空间自由畅通，能比较容易满足其它水，电，暖工种的管线布置要求，在转换梁结构受力较小

5、的部位可以开洞口，可满足建筑功能的要求。综上所述，梁式转换相对箱型、厚板更为简单、经济，因此本工程选择了梁式转换的结构转换方式。2.2转换层设计(1)转换、梁柱、墙、板的截面规定：转换梁：转换层梁的截面高度不宜小于计算跨的1/8。框支梁：截面宽度不宜大于框支柱相应的方向的截面宽度。框支柱：框支柱截面由轴压比确定，截面宽度不应小于450mm;截面高度不宜小于转换梁跨度的1/12。墙：底部墙厚加强部位不小于200,落地剪力墙和筒体底部墙体应加厚。板：转换层板厚180mm。(2)调整转换层及其上下楼层层刚度基本均匀：由于换层结构竖向抗侧力构件的中断，而导致转换层以下的结构抗侧刚度与楼层屈服强度的骤然

6、减小，引起变形集中和能量集聚而极易发生严重破坏。因此我们用增大转换层及其下部结构刚度，来迗到转换层及其上下楼层层刚度基本均匀。即设置一定比例的落地剪力墙，并加大落地剪力墙的厚度或提高转换层混凝土强度等级，必要时可增设部分剪力墙。来迗到我们调整转换层上下层度基本均匀的目的。（3）调整转换层上下楼层层刚度的设计措施：1）转换层下的剪力墙加厚，并封闭一些洞口，落地剪力墙和中筒外围墙加厚至400mm，在转换层之上减薄；2）对转换梁的截面也作了适当的加大；3）降低转换层之上混凝土强度等级;4）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太大。（4）截面的选择：本工程转换层的层高为6.60m，转换梁的最大跨

7、度为7.8m。1）框支梁800mm1800mm,1200mmX1800mm,500mmX1400mmo满足不小于梁计算跨度1/8的要求。2）框支柱1000mmXI300mm，1000mmXI100mm,10⑻腿X140（hnm。满足了不应小于450；不小于转换梁跨度的1/12。3）落地剪力墙400mm（5）转换层结构布置：由于上部为住宅空间分隔比较多，一次转换尚不能满足建筑功能需要，因此设置了二次