混凝土转换层大梁设计的几个问题讨论

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1、n结构师手记系列六混凝土转换层大梁设计的几个问题讨论DiscussiononSeveralProblemsoftheConcreteTransferBeamsDesign刘冬柏LiuDongbo李凤武LiFengwu1、问题的提出近年来，带转换层的复杂高层建筑大量出现，且形式多样，特别是采用混凝土转换层大梁的高层结构应用十分广泛。然而，在此类转换层大梁的设计中，经常出现一些带争议性的问题。例如：凡混凝土转换层大梁是否均需严格执行《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称为《砼高规》）第10.2.8条（强制性条文）关于框支梁配筋构造的要求、局部转换是否属于带转换层的高层建筑、转

2、换大梁的平面外受力问题等。《砼高规》第10.2.8条（强制性条文）规定“框支梁设计应符合下列要求：（1）梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率，非抗震设计时分别不应小于0.3％；抗震设计时，特一、一和二级分别不应小于0.6%、0.5%和0.4%；（2）偏心受拉的框支梁，其支座上部纵向钢筋至少应有50%沿梁全长贯通，下部纵向钢筋应全部直通到柱内；沿梁高应配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋；（3）框支梁支座处（离柱边1.5梁截面高度范围内）箍筋应加密，加密区箍筋直径不应小于10mm，间距不应大于100mm。加密区箍筋最小面积含箍率，非抗震设计时不应小于0.9ft/fyv

3、；抗震设计时，特一、一和二级分别不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。”该条文十分明确地提出了对框支梁配筋构造的要求，特别是该条文的第（1）款中梁上部纵向钢筋最小配筋率，一般情况均大于第（2）款上部纵向钢筋至少有50%沿梁全长贯通时的配筋率，对于某些仅抬柱的转换梁确有不合理之处，但框支梁的定义又如何判定？《砼高规》第10.2.2条规定“底部大空间部分框支剪力墙结构在地面以上的大空间层数，8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时其层数可以适当增加；底部带转换层的框架——核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构，其转换层位置可适当提高”。对于局

4、部转换的高层建筑，即在建筑中仅有小部分区域采用了转换梁，是否该结构就是带转换层的高层建筑结构，必须执行上述条文规定，并列于超限高层抗震审查的超限项。《砼高规》第10.2.10条规定：“转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱）宜直接落在转换层的主结构上。当结构竖向布置复杂，框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时应进行应力分析，按应力校核配筋，并加强配筋构造措施。”带转换层的复杂高层建筑绝大部份情况下，上部结构布置复杂，主转换梁抬次转换梁的现象突出，而有些设计人员照搬计算机给出的计算结果进行设计，缺乏对其进行应力分析的习惯，当设计使用年限内一旦出现最不利荷载作用时，难已达到

5、设计的预期目标，是存在着严重安全隐患的。上述问题虽然国内有不少学者进行了大量的研究和探讨，但在我们工程设计中某些情况下确未刘冬柏，湖南省建筑设计院能准确的把握。本文引用相关专家教授的研究成果，与从事建筑工程设计的同行们交流讨论。副院长、教授级高级工程师2、转换层大梁的受力性能分类及构造措施48砼转换层大梁根据上部被转换构件的情况，可以分为三类：第一类：被转第二类转换梁，梁上部的剪力墙并未全跨布置，仅布置部换的剪力墙（包括局部开洞的剪力墙）沿梁长方向全跨布置的转换梁；第二类：分剪力墙，在布置上还存在着两种情形：一是墙体布置在梁的两被转换剪力墙沿梁长方向部分布置的转换梁，剪力墙

6、可能布置在支座处，也可能端，墙体一部分作用在柱上，另一部分作用在梁上，墙体与梁的布置在跨中，剪力墙相对梁跨可能较长，也可能较短；第三类：被转换构件为柱受力较复杂，当墙支长度为转换梁跨度的4/10时，转换层梁中部的转换梁。上述三类转换梁的作用均是将上部竖向构件的内力传递到下部框支柱截面可能出现轴向拉力，应考虑转换梁与墙体的共同工作。但其上，在我们的设计中绝大多数情况下，将上述三类转换层梁统均作框支梁对待，受力特点与第一类转换梁有较大的区别。二是墙体布置转换梁净但是其受力性能和破坏形态却有着较大差别。魏琏等教授在该方面进行了大量实跨中，墙长对转换梁与上部墙体是否共同工作起着关键

7、的作用，验研究，并在《建筑结构》杂志2001年第11期发表了他们的研究成果。当墙长度B≤2.5L/10时(L为转换梁跨长)，可不考虑转换梁与墙体研究成果表明，第一类转换梁与上部结构剪力墙紧密相连，转换梁的变的共同工作；当墙长度为B>2.5L/10时，应考虑转换梁与墙体的形、受力受到上部剪力墙结构的直接制约和影响，二者共同作用。这种相互作共同工作。用使转换梁与一般受弯梁的受力大相径庭，因为上部剪力墙已与转换大梁形成第三类转换梁，柱的刚度相对于转换梁来说很小，柱与梁了同一受力构件。在竖向荷载作用下，框支剪力墙转换层的墙