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1、高层建筑梁式转换层结构设计探究 摘要：近年来,高层建筑迅猛发展,并向着体型复杂、功能多样和内部空间多变的综合性方向发展。转换层结构工程已成为现代高层建筑结构发展的趋向之一。本文介绍了高层建筑结构转换层的发展趋势,并对梁式转换层结构设计进行了分析。关键词：高层建筑转换层梁式转换层；结构设计中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：1高层建筑结构转换层的发展趋势带转换层高层建筑结构的发展趋势主要体现在以下几个方面：钢骨混凝土转换层的应用。钢骨混凝土梁不仅承载力高,刚度好,可大大减小截面尺寸，且塑性、耐久性和抗震性能优于钢筋混凝土梁。此外
2、,钢骨混凝土梁在施工阶段其自身刚度好,定位准确，可减少支模,加快施工速度。目前，国内采用钢骨混凝土转换构件的实际工程还不多,但国外采用则较多。预应力混凝土转换层的应用。采用预应力技术可带来许多结构和施工上的优点,如减小截面尺寸、控制裂缝和挠度,控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等等。因此,预应力混凝土结构非常适合于建造承重荷载的大跨度转7换层,且有自重轻,节省钢材和混凝土。新型转换结构的应用。由多个单层析架空腹彬架、混合空腹析架等叠合组成的结构形成”叠层析架结构”，由多根截面尺寸较大的弦杆梁共同承担上部竖向荷载的工作机制,设置斜腹杆改变了
3、竖向荷载的传力方向和位置,起卸载作用，类似于拱传力。2转换层的主要结构形式以及设计原则2.1转换层的主要结构形式目前在工程中应用转换层的主要结构形式有梁式、厚板、箱形、巨型框架等。我国高层建筑中,仅带转换层的建筑有几百栋之多。其中梁式转换层的建筑约占75%,板式转换约占12%。梁式转换层设计和施工简单，受力明确，转换梁可沿纵向或横向平行布置当需要纵、横向同时转换时,可采用双向梁的布置,一般广泛应用于底部大空间剪力墙结构体系中。2.2转换层设计原则2.2.1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
4、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大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7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。2.2.2转换层的结构布置研究得出,底部转换层位置越高,转换层上、下刚度突变越大,转换层上、下内力传
5、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。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。2.2.3转换层
6、的抗震设计带转换层的高层建筑结构中，由于设置了转换层沿建筑物高度方向刚度的均匀性受到很大的破坏,转换层结构竖向承载力构件不连续和墙、柱截面的突变,导致传力路线曲折、变形集中和应力集中，因此转换结构的抗震性能较差。7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，己经为特一级时不再提高,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
7、时,还应考虑竖向地震作用的影响。3梁式转换层结构的设计与构造要求由框支主梁承托转换次梁及次梁上的剪刀墙,其传力途径多次转换,受力复杂。框支主梁除承受其上部剪力墙的作用外,还需要承受梁传给的剪力，扭矩和弯矩,框支主梁易受剪破坏。对于有抗震设防要求的建筑，为了改善结构的受力性能,提高其抗震能力，在进行结构平面布置时，可以将一部分剪力墙落地,并贯通至基础,做成落地剪力墙与框支墙与剪力墙协同工作的受力体系。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
8、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、下弦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,可采用型钢构件来加强。转换梁的混凝土强度等级不应低于C30。7转换
