摘要:随着国家整体实力的提升与发展，很多建筑工程出现在了社会的发展中，不仅为城市化建设提供了有利的条件，还在很大程度上改善着人们的生活环境。建筑工程属于大型工程项目，在实际施工中会涉及到很多内容，而梁式转换层结构的设计与建筑整体质量和稳定性有着密不可分的关系，是近年来很多建筑工程关注的重点内容。本篇文章就建筑梁式转换层结构设计与应用方面的内容进行简单的论述，并提出些许观点，希望能对相关人士的研究有所帮助。
关键词:建筑；转换层；结构设计
梁式转换层结构设计是建筑工程施工中重要的工作内容，在近几年的发展中受到了很多建筑工程的关注与研究，一些施工团队不仅将转换层结构设计中涉及到施工技术和工艺原理进行了进一步的分析，还将很多独特的设计理念和施工技术应用其中，从而为结构设计工作的开展奠定良好的基础。但是也有一些施工团队在进行转换层结构设计的过程中，对相应的施工技术研究工作有所忽视，不仅影响了转换层结构设计的效果，还降低了转换层后期的使用效果。所以，如何有效的进行梁式转换层结构设计工作，成为了很多建筑施工团队需要考虑的内容。
一、梁式转换层结构形式概述
梁式转换层结构的主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构。在《高层建筑混凝土结构技术规程》中，对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，转换梁高不小于其跨度的1/6，非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的1/8。从这项设计规程中可知，采取这些限制主要是为了保证转换梁结构的整体刚度，增强结构的可靠性。
另外，采用预应力技术可以带来许多结构和施工上的优点，比如减小截面尺寸、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。所以预应力混凝土结构非常适用于建造承重荷载的大跨度转换层，而且有自重轻，节省钢材和混凝土等优点。 而采用预应力技术可以带来许多结构和施工上的优点，比如减小截面尺寸、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。所以预应力混凝土结构非常适用于建造承重荷载的大跨度转换层，而且有自重轻，节省钢材和混凝土等优点。
二、建筑梁式转换层结构设计的原则
1、平面结构设计方面
平面结构设计是梁式转换层结构设计中重要的工作内容，要想有效的提高转换层结构设计质量和效率，那么相关设计团队就要对平面设计中涉及到的要点内容进行深入的分析与探讨。平面设计中，剪力墙的结构设计是重要的部分，它不仅与梁式转换层结构的稳定性有着密切的联系，还对建筑整体安全与使用效果有着重要的意义和影响。在实际设计的过程中，相关设计人员需要对平面结构的尺寸、质量、以及承载力等内容进行细化研究，同时还要对容易出现裂缝的结构部位进行有效的防控，从而提高转换层平面结构的质量。
2、竖向结构设计方面
高层建筑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，也以根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层，而且自身的这个空间既可以作为正常使用楼层，也可以作为技术设备层，但必须保证转换层能有足够的刚度，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、板尺寸和厚度，从而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。
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3、抗震设计方面
对梁式转换层结构进行科学的抗震设计，对建筑整体的稳定性和安全有着重要的作用的影响。由于很多建筑工程在进行转换层结构设计的时候，通常会将设计重点放在转换层的平面设计以及竖向设计方面，但在转换层结构的抗震设计方面有所忽视，导致建筑在后期的使用中受到抗震性能差等因素的影响而出现安全问题。因此，要想有效的梁式转换层结构设计的效率和质量，那么相关设计团队就要对抗震设计的要点和注意事项等内容进行全面的了解和掌握。另外，对于抗震设计中应用到了设计方案、设计理念以及抗震构造等内容，相关设计团队还需要根据建筑工程整体施工需要，合理的进行规划，因此来保证抗震设计的效果和价值。
三、建筑梁式转换层结构设计与应用要点
1、转换梁的设计与构造
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，如果需要开洞，洞口应该位于梁中和轴附近。洞口上下弦杆一定要采取加强措施，箍筋要加密，从而来增强其抗剪能力。上下弦杆箍筋计算时应该用剪力设计值乘以放大系数1.2。当洞口内力较大时，可以采用型钢构件来加强。 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
框支柱截面尺寸一般系由其轴压比计算确定。地震作用下的框支柱内力需要调整。在抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应该乘以放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋，每一层每一根柱承受的剪力之和应该取基底剪力的20%；当框支层为3层或3层以上时，每层框支柱承受剪力之和应该取基底剪力的30%；框支柱剪力调整后，还应相应的调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力和弯矩，框支柱轴力可以不予以调整。 框支柱全部纵向钢筋的配筋率，抗震等级一级时不宜小于1.2%，二级时不宜小于1.0%，三级时不宜小于0.9%，四级及非抗震设计时不宜小于0.8%。
3、转换梁的截面设计
目前国内结构设计工作普遍采用的转换梁截面设计方法主要是应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析得到的结果是应力及其分布规律，为了能够直接应用转换梁有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，假定不考虑混凝土的抗拉作用，所有拉力由钢筋承担钢筋达到其屈服强度设计值。受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值。
4、托墙形式转换梁截面设计
当转换梁承托上部墙体满跨不开洞时，转换梁与上部墙体共同工作，其受力特征与破坏形态表现为深梁，这时转换梁截面设计方法应该采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，并且计算出的纵向钢筋应沿全梁高适当分布配置。因为这时转换梁跨中较大范围内的内力比较大，所以底部纵向钢筋不宜截断和弯起，应该全部伸入支座。当转换梁承托上部墙体为小墙肢时，转换梁基本上可以按照普通梁的截面设计方法进行配筋计算，纵向钢筋可按普通梁集中布置在转换梁的底部。
四、结束语
如今，很多建筑工程在进行梁式转换层结构设计工作的过程中，都能对其中涉及到的设计原理和技术手段等进行全面的了解和掌握。对于结构设计中存在的难点问题，相关施工人员也能根据实际情况，制定合理的解决优化方案，降低不良因素对转换层结构设计质量的影响。但是也有部分建筑工程对梁式转换层结构设计要点分析以及注意事项等内容有所忽视，导致结构整体质量与稳定性不符合施工要求，既影响了结构施工质量，又影响了建筑后期的使用效果。所以在未来的发展中，各建筑工程一定要提高对梁式转换层结构设计的重视与研究，并堆结构设计中存在的问题进行及时的处理，从而提高建筑整体稳定性与经济实用性。
参考文献:
[1]段耀美. 建筑梁式转换层结构设计分析与应用[J]. 四川水泥, 2016(11):281-281.
[2]魏剑侠. 高层建筑梁式转换层结构设计分析和应用[D]. 郑州大学, 2007.
[3]贾莹. 高层建筑梁式转换层结构设计应用分析[J]. 科学与财富, 2017(4).
论文作者:刘海
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/7
标签：结构设计论文; 截面论文; 结构论文; 建筑论文; 剪力论文; 支柱论文; 建筑工程论文; 《防护工程》2018年第3期论文;