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《建筑設計管理雜志》2014年第八期

1高層建筑梁式轉換層結構的設計原則

1.1降低豎向構件的使用在設計結構轉換時，要盡量降低豎向構件的使用，如果豎向構件使用過多，就會導致需要進行轉換的結構變得越少，因此會使轉換層結構的剛度突變逐漸變小，不利于建筑結構的抗震性能。

1.2對稱設置轉換柱和剪力墻在設置轉換柱和剪力墻時，要將其對稱放置，梁上面安放的立柱盡量變為梁跨中，從而防止轉換梁出現變形時導致立柱的柱腳出現轉角較大的情況，并使立柱的柱腳出現很大幅度的變形，引起立柱剪切和彎曲，造成立柱出現比較大的內力并引起超筋。

1.3增強轉換層下部主體的結構剛度為了確保建筑物的下部整體結構具有較強的抗震、延性和剛度等性能，要增強轉換層下部的主體結構，使結構具有較大的剛度，而要弱化轉換層的上部結構剛度，最終使轉換層上下部的結構變形和剛度相互一致。增強下部主體結構剛度的方法包括：增強混凝土的強度等級、增加轉換層下部主體結構截面尺寸、增加剪力墻等。需要注意的：一是在提高側剛度需要增設剪力墻時，需要均勻分開建筑結構的整體剛度，要使建筑質量的中心同剛度的中心能夠保持一致，防止兩者的中心發生偏移，最終導致建筑物的整體結構出現扭轉；二是，一旦增大了簡體截面的尺寸，會使簡體下部結構的抗側總剛度比重非常大，并且建筑結構在地震中會出現比較大的反應，這樣一來就會增加簡體需要承受的抗震荷載，因此必須重視簡體的安全設計。

1.4確保轉換層足夠的剛度在建筑進行結構設計過程中，必須要確保轉換層具有足夠的剛度，通常將梁的高度設計超出跨度的12%，才能合理分配下部構件和轉換層中的內力，由于剪力墻柱和轉換梁的受力性能非常好，因此對結構轉換非常有利。

1.5轉換層結構位置不能過高如果轉換層的位置過高，會降低轉換層周圍的框支剪力墻結構的內力和剛度，對抗震設計非常不利。因此在進行高位轉換的時候，要控制好轉換層下部框支結構的剛度，需要對軸向變形剛度、剪切剛度以及彎曲等的剛度進行綜合考慮，這一措施對減少層間內力突變以及位移角都顯得非常重要。與此同時，要對落地剪力墻的間距進行限制，并且要比底層框支剪力墻結構要求更加嚴格。

1.6全面計算轉換層結構轉換層結構作為建筑整體結構中的重要組成部分，在計算具體的受力變形狀態模型時，要分析建筑三維空間的整體結構，例如可以使用有限元補充和計算局部的轉換結構。另外，要對轉換結構以上的結構建立起局部的計算模型，并且還要注意調整計算模型的外部條件符合具體的情況。

2計算要求

2.1轉換大梁的設計建筑結構對梁式轉換層的設計包括兩部分：一是轉換層大梁本身承受的載荷是從柱傳下來的豎向荷載，并且其也是對建筑結構上部剪力墻進行負重的主要構件，由于需要承受較大的載荷，因此是建筑結構中起到抗震作用的重要部位；二是在建筑結構中上層具有的水平剪力需要通過轉換層的樓板向下層的抗剪結構進行傳遞，所以它要承受更大的平面內剪力，同時其還承受了部分豎向荷載，因此，對建筑樓板的要求是滿足必要的剛度和強度。在建筑結構的設計過程中，一方面是對三維空間進行分析，其技術要求比較高，另一方面，設計轉換大梁在建筑轉換層的整體設計中都具有重要意義，因此必須引起足夠重視。

2.2分析轉換層在完成建筑的整體結構計算后，還要使用有限元對轉換層進行平面計算，并且補充計算局部的應力。實踐證明，計算框支剪力墻的過程非常復雜，原因是它下部的柱子同上部的剪力墻連接在一起，如果發生連接不當，非常容易出現計算誤差。計算時可以使用對建筑空間進行分析的相關程序，它是以梁柱為基本單位，而底部框支剪力墻的受力情況，是將剪力墻作為柱的基本單位進行分析。

3轉換層相關的構件設計

3.1轉換柱在設計梁式轉換層結構的過程中，需要控制轉換柱的軸壓比，目的是為了使結構能夠具有很好的延性。設計過程中主要對抗震性能進行了考慮，如果高層建筑需要滿足一級抗震的要求，就要將軸壓比控制為0.6，如果高層建筑需要滿足二級抗震的要求，就要將軸壓比控制為0.7。

3.2樓板由于建筑本身大部分的剪力都集中在建筑下部結構，使轉換層樓面受到的力非常集中。因此，需要將樓面進行加厚，這樣才能使剪力獲得重新分配，并且，要進行留意的是，不能對轉換層的樓板開過大的洞，在開洞施工時需要在洞口的四周設置暗梁，并且開洞的部位要距離外側邊比較遠，如果要求設置電梯，可以使用鋼筋混凝土墻將電梯間圍成一個筒體。

3.3轉換梁在對轉換梁進行設計的過程中，要對轉換梁的受力進行細致的考慮，由于轉換梁承接了上下層的荷載，因此，在具體的設計過程中需要設計其他的承載結構，從而減少轉換梁的受力程度。轉換梁在受到豎向荷載時，它的梁端通常首先遭到破壞，因此需要增強轉換梁的結構。

4結語

本文對高層建筑梁式轉換層的結構設計原理以及相關的應用進行了分析，通過本次研究我們認為，高層建筑在對梁式轉換層結構進行設計的過程中需要進行充足的準備，首先要掌握扎實的理論性知識，將其運用在具體的設計中，并且還要認真對待細節設計，避免由于細節疏忽使建筑在以后的使用中出現隱患。在多次的設計過程中，設計人員要對設計中的不足進行總結和分析，并且積極改正，總結設計經驗，從而對建筑工程項目實施起到促進作用，最終使我國建筑行業取得健康發展。

作者：付全單位：廣東呈斯意特建筑設計有限公司