建筑转换梁结构设计及其注意事项

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1、广东建材2012年第9期勘察设计与装饰建筑转换梁结构设计及其注意事项陈少锋(厦门营造建筑设计有限公司)摘要：本文根据笔者从事一些结构设计实例，结合厦门地区几栋工程算例，并根据自己的设计体会详细讨论了转换梁上部墙体的形式、墙体与梁的相对刚度以及支承结构和梁的相对刚度等因素对转换梁受力的影响，并对设计效果进行了评价和总结。转换梁的结构设计一定要考虑上述因素。关键词：转换梁；墙体支承；翼缘；相对刚度1前言转换梁高为h=1．2m、1．6m、2．Om、2．5m和3．0m时的内力。近几年来，厦门已有多栋高层建筑

2、采用梁式转换层计算出的转换梁梁高变化与内力的关系曲线见图结构，如湖北大厦、安宝大厦、旭辉大厦等。现代高层建2。其中M为转换梁跨中区最大弯矩，V为支座区最大剪筑由于使用功能上对大空间的要求，往往需要采用转换力。层结构。目前，梁式转换层结构是高层建筑中实现垂直转换的最常用的结构形式。由于其传力途径是采用墙一由图2计算结果可见，在荷载和其它参数不变的情况下，转换梁的弯矩和剪力都随梁高的增加而增大。当梁一柱(墙)的形式，具有传力直接、明确和清楚的优点，梁高由1．2m增至3．0m时，跨中区最大弯矩增大了7倍便

3、于工程计算、分析和设计；而且造价也较节省，在工程多，支座区最大剪力增大了1．8倍多。中广为应用。2转换大梁与上部墙体相对刚度的影响'‘转换梁的最小高度和宽度，高规中作了规定，即抗’·6震设计时，梁高不应小于计算跨度的1／6；非抗震设计5·时，梁高不应小于计算跨度的1／8；梁宽要求不宜小于●·上部墙体的2倍。这些要求和限制对保证转换梁和整体，L30l●Ool5■2O2S●．Oo35,结构的刚度起着重要作用。但是在具体设计时，转换梁··’}一M·tb)÷一V--的高度是否取得越高越好，上部剪力墙墙体厚度

4、与转换图2转换梁高跨比与最大内力关系图梁宽度的关系具体如何处理等，这些问题还需要进一步算例2参见图1。转换梁尺寸取b×h=O．8m×1．6m，研究。上部墙体厚改为bw=O．4m，其余同算例l。计算结果见表算例1(图1)构件尺寸：柱lI2m×1．2m，转换梁宽l。0．8m，上部墙体厚b=0．3m。各构件混凝土取C30，转换表1层梁跨度L=IO．Om，上部均布线载q=3×10。kN／m，现用力梁高1．6m墙厚o．3m梁高1．6m、墙厚0．4m有限元法考虑上部结构和转换大梁共同工作，分别计算位_置＼MNV

5、MNV＼qO．O一2．O8—12．9—5．39一1．84—12．5—4．97一0b0．1Ln1．072．42—3．141．012．52—2．79—o0．2L01．7O3．95—4．311．443．99—4．09一0．3L01．734．88—0．531．394．83一O．4la0．4L01．645．36一O．181．285．24—0．13ll一l一0．5L01．5O5．510．001．245．370．0O_JL-_一表中N——负号为压力，正号为拉力．【【表1的计算结果表明：上部墙体厚度的增加也可使图1

6、转换梁的受力大大降低。本算例转换梁的设计控制内力67—勘察设计与装饰广东建材2012年第9期(指支座和跨中区段最大内力)最多降低20％以上。计中的一种设计思想来加以考虑。由以上两个算例的结果可得到这样的结论：转换梁但是，作为方案l通过降低转换梁本身截面尺寸来的受力大小和上部剪力墙的厚度以及转换梁本身的截卸去部分荷载，有可能会降低构件的安全度。本算例方面尺寸密切相关(即与转换梁、墙体之间的相对刚度相案l计算出的支座处V／fc"b·h=O．28>0．25(算例3结关)。因为计算考虑梁与上部墙体共同工作，

7、当墙体相对果)，因此，降低转换梁截面尺寸应和增大上部框架梁截刚度增大时，墙体承受的荷载就增多些，转换梁承受荷面尺寸结合起来效果最佳。载就减少些；当转换梁相对刚度增大时，转换梁承受的3上部墙体侧向翼缘的作用荷载就增多些。所以转换梁的方案确定和承载设计必须上部墙体为满跨形式的梁式转换层，当纵向同时布和上部墙体的设计联系起来加以考虑。类似的结论不仅置剪力墙时，就形成了该转换梁上部墙体的侧向翼缘，仅存在于上部托墙形式的梁式转换层，对于托柱形式的此翼缘对转换梁受力有何影响，在此作一分析。梁式转换层也可以通过加

8、大上部几层框架梁的刚度来算例4参见图l转换梁尺寸6×0．6m×1．6m，侧翼降低转换梁所承受的荷载，或者降低转换梁本身的刚度唠睡Ⅱ尺寸见图4，其余同算例l。现分别按考虑和不考虑侧向来卸去部分荷载。下面结合一算例来阐明此观点。翼缘作用进行计算。由表3计算结果可见，考虑和不考算例3见图3。上部结构的层高为3．Om。构件尺寸：虑侧向翼缘作用，其计算出的设计控制内力差值最大达转换梁下部柱1．6m×1．6m，上部柱1．2m×1．2m，转换梁40％。这说明侧向翼缘的卸载影响是非常