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摘要：转换层是建筑设计的常见结构，在建筑业也是大量的应用，特别是高层，在设计过程中加入转换层能够在最大程度上增加建筑的承重面积和承重量，进而增加建筑的高度，在用地面积越来越紧张的现代社会，通过增加建筑高度而达到增加用地面积的慕斯，这在建筑行业产生了重要影响。在建筑行业中，转换层的使用是一项重大突破。
关键词：住宅建筑；带转换层；框支剪力；结构设计
具备有框支剪力墙结构特征的住宅在结构优化设计方面，需要同时满足住宅建筑结构设计要求与相关规范要求，并配置优化处理措施，以期可以达到预期的应用效果。根据结构总体设计与计算原则情况来看，转换层上部与下部结构涉及到的横向刚度问题要求必须满足规范特点、内容。同时，部分结构在地震作用影响下，应该从位移值与扭转效应等方面进行合理应用，目的在于促使结构布局不断趋向合理化方向发展。
1.工程概况
某高层建筑，由 7 栋 32 层住宅楼组成。地下室 3 层，为车库及设备 用房；首层架空，层高为6.3m；2层以上为住宅区域，层高限制3m；案例工程设计年限约为50年，安全等级2级。建筑场地为II类、且地震设防烈度为7度、地基基础设计等级甲级。为确保建筑各项使用功能满足预期目标，且立面应用要求有所保障，设计规划要求电梯与楼梯剪力墙应该按照直接落地方式进行合理设置，且在适当位置布置剪力墙结构。剩余剪力墙结构可以按照转换梁托换方式，以框支柱的形式完成支承过程。
2.转换层的结构类型与选择
2.1 转换层的主要结构类型
以结构体系进行区别与划分，带转换层高层住宅可以按照属性的不同，分为“上剪下框”与“上小下大”类型方式。其中，“上剪下框”主要针对转换层以上结构进行重点研究与分析，基本上可以视为剪力墙结构。而转换层以下结构则称之为或框架剪力墙结构。“上小下大”主要针对转换层以上的小柱网框架结构而言。以结构形式进行区别与划分，带转换层高层住宅可以按照属性的不同，分为梁式转换与板式转换两种。一种为梁式转换，另一种为板式转换。目前，转换层结构形式还相继出现了塔接柱转换结构、斜撑转换结构等形式。足以见得，转换层结构设计样式逐渐增多。
2.2 转换层结构类型的选择
结合当前来看，梁式转换结构比较适用于带转换层高层住宅结构设计当中。究其原因，主要是因为梁式结构在传力方面具备明确、分析便利的特点，因此成为带转换层高层住宅结构设计的首选。但是转换梁比较高，而且《高规》10.2.8-6 规定“转换梁不宜开 洞”，深梁式转换有时不利于设备层使用。近些年来，宽扁梁设计理论与实践力度趋于成熟化发展，基本上可以发展成为梁式结构的全新趋势。斜撑转换结构结构受力 比较好，而且采用型钢混凝土施工方便快捷，可以使转换结构受力更加合 理，结构更加经济，但是有时受使用空间的制约，在满足使用功能的情况 下斜撑转换是一种不错选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆板式转换高度小但结构厚重、材料利用率低，而且受力复杂、计算困难、配筋不便，所有应用比较少。箱形转换层是解 决转换梁较大扭矩的结构形式，但造价也比较高所以在建筑工程中应用也 不常见，桁架结构采用预应力结构是一个不错的选择，但是由于设计经验 少，有时需要通过试验研究才能确定参数，这在一定程度上限制了它的应用。
3.剪力墙结构设计及计算优化
3.1 剪力墙结构设计方面的优化
剪力墙结构设计要求剪力墙结构应该按照主轴方向或者其他方向进行合理布置，最好是双向布置方式，以确保空间结构形式得以形成。同时，在抗震设计方面，剪力墙结构应该规避单向布置情况，目的在于确保侧向刚度有所保障，空间性能更加良好。鉴于剪力墙结构侧向刚度较大的影响，因此在应用过程中，技术人员应该借助剪力墙结构高强的承载力，减少结构重量，以确保剪力墙结构空间布局得以保障。剪力墙的门窗开口应上下对齐并成排布置，以形成清晰的墙壁肢体和连接梁。应力分布相对规律。与目前广泛使用的计算草图相比，设计结果安全可靠。建议避免设置墙壁的开口和接头刚度。当剪力墙的孔布置有错误的孔和错 误的孔时，墙中的加强件应形成框架。对于较长的剪力墙，建议打开一个孔并将其分成几个相对均长度的 墙壁部分。墙壁部分之间应使用弱接缝。每个独立壁部分的总高度与其截 面高度之比不应小于 2.避免剪力墙中的脆性剪切损坏。对于抗震设计，应 避免在孔与墙之间或两个开口之间形成壁截面高度与厚度比小于 4 的小壁 肢。当小壁截面的高度小于壁厚的 4 倍时，应根据框架柱设计。根据框架 柱的加密，马镫需要完全加密。剪力墙的特点是面内刚度和承载能力大，而面外刚度和承载能力相对较小。应控制剪力墙平面外的弯矩，以确保剪力墙在平面外的稳定性。当 剪力墙壁在平面外方向上连接到地板梁时，应采取足够的措施来减少梁端力矩对墙壁的不利影响。
3.2 剪力墙结构计算方面的优化
设计剪力墙结构的过程中，技术人员应该严格按照基本规范要求进行合理设计。并重点检查剪力墙结构是否安全、合理。在满足规格的基础上，大层间位移 与层高的比值符合规格，地板的小剪切系数为目标，因此计算结果无限 接近标准值。
3.3 楼层小剪力系数的调整原则
（1）楼层大层间大位移与层高比之间应该严格按照规范要求进行合理调整。多次计算之后应该重点按照大层间位移特点，明确当前地板弯曲变形情况。主要可以从扭转变形等方面入手，确保结构整体弯曲变形不受影响。因此，对于高层建筑物，应尽可能地使变形小化，但是仅基于层之间的 不充分位移不能增加垂直构件的刚度。正式工程设计当中，设计人员会针对层间位移实际需求进行适当调整，如适当增加项目横向刚度。虽然这可以解决这个问题，但此时应该注意结构的剪切重量比：如果 接近规格限制，则可行；如果剪切重量比已经很大，则不应盲目增加，还 要学会减少相应的一面。结构刚度降低了剪切重量比。地震效应降低，可 以达到同样的效果。
（2）框支层结构优化设计工作会根据工程设计需求进行合理优化。重点针对框架支撑剪力墙结构的薄弱部位进行合理调整，以期可以增强其的延展性与抗震性能。一方面，适当增加墙量与刚度建筑功能。在不影响功能的情况下，增加中间圆柱体的壁形壁以增加框架支撑壁 的数量和刚度。另一方面，利用钢纤维混凝土实现提高抗震性能的要求。通过满足框架支撑抗震性能的相关要求，其其延性问题势必会得到合理解决。纵观国内现有工程项目来看，以钢筋混凝土结构和钢筋混凝土柱为主的结构设计在工程项目中得到了良好运用。通过使用钢纤维混凝土结构，至少在抗拉强度设计与剪切强度设计方面得到了充足保障。此外，通过利用钢纤维混凝土与普通混凝土的混合方式，基本上不再需要其他施工措施就可以达到预期施工目标。因此，它可以用于设计待加强的部件，并且可以在没有大的柔性 的情况下使用不必要的部件。
4.结语
框支剪力墙结构是抗震的一种不利形式，其抗震性能差，造价高，应 尽量避免。从整体应用情况上看，框支剪力墙结构既可以满足建筑不同功能组合的需要，同时也可以满足抗震设计与抗震性能的需要，利于促进高层建筑的长足发展。
参考文献：
[1]方晓云.带转换层的高层建筑结构塑性层的合理位置[J].科技创新导报，2018.19.
[2]李丽.框支剪力墙结构的设计[J].陕西建筑，2015.7.
论文作者:王方
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：结构论文; 剪力墙论文; 刚度论文; 结构设计论文; 建筑论文; 位移论文; 框架论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;