浅论高层建筑梁式转换层结构设计

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1、浅论高层建筑梁式转换层结构设计摘要：本文主要是结合笔者工作屮的经验，阐述了高层建筑梁式转换层结构设计，以供参考。关键词：概念；梁式转换层；结构形式；设计构造一、带转换层高层建筑的主要结构设计概念在现代工程建设屮，为了扩大底部的空间，带转换层的高层建筑结构成为了必然的结果。此种类型的结构由于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减小，引起变形集中和能量集聚而极易发生严巫破坏。因此，带转换层高层建筑的主要结构设计概念为：1）加强转换层及其下部结构刚度，要求转换层及其上下楼层层刚度基木均匀。即必须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混

2、凝土强度等级，必要时可增设部分剪力墙。转换层上下结构的刚度比计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E规定抗震设计时，半转换层位于1层时可采用剪切刚度比：（其中，Gl,G2为底层和转换层上层的混凝土剪变模量；Al、hl,A2、h2为底层和转换层上层的抗剪截面面积、层高）；当转换层位于2层及以上时可采用等效侧向刚度比:转换层位于3层及以上时其楼层与上层侧向刚度之比：2）应尽量强化和提高转换层以及下部结构抗震承载能力，避免罕遇地震作用下下部主体结构（框支柱、转换梁等）破坏，同时应注意保证转换层上部1层〜2层不落地剪力墙的承载能力和延性，避免重力荷载和罕遇地震作用下不落地剪力墙根部的

3、破坏；注意和加强下部框架梁、上部连梁的延性，适应罕遇地震作用下的塑性较发育发展耗能的需要。二、转换层的结构形式及设计原则1转换层的主耍结构形式底部带转换层结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果,转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7、8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。针对梁式转换层结构较为普遍采用，本文重点论述梁式转换层结构的设计。2转换层设计原则

4、2.1转换层的竖向布置转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置「也可根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层,且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。对人底盘多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层，8度区不宜超过第3层。转换层位置超过上述规定时，应作专门研究并采取有效措施。2・2转换层的结构布置研究得出，底部转换层位置越高，转

5、换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就越加剧；此外，转换层位置越高，落地剪力墙或简体易出现受弯裂缝，从而使框支柱的内力增大，转换层上部附近的墙体易于破坏。总之，转换层位置越高对抗震越不利。2・3转换层的抗震设计为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架一核心简结构和外围为密柱框架的简中简结构的抗震等级不必提高。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大；8度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。三、梁式转换层结构的设

6、计与构造1转换梁的设计与构造要求转换梁的截面尺寸一般宜由剪压比计算确定，以避免脆性破坏和具有合适的含箍率。转换梁不宜开洞，若需要开洞，洞口宜位于梁中和轴附近。洞口上、下弦杆必须采取加强措施，箍筋要加密，以增强其抗剪能力。上、下眩杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数1・2。当洞口内力较大时,可采用型钢构件來加强。在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中，规范対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

7、于其跨度的1/6；非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的l/8o转换梁的混凝土强度等级不应低于C30o转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%,转换梁中主筋不宜有接头，转换梁上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通，下部主筋应全部贯通伸入柱内。2框支柱的设计与构造要求框支柱截面尺寸一般系由其轴压比计算确定。地震作用下框支柱内力需调整：抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应乘以放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋；剪力调整：框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用：框支柱的数目不多于