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摘要：在多高层建筑日益增加的今天，梁式转换层发挥了十分重要的作用。所以为了强化梁式转换层作用的发挥，首先就必须在设计阶段切实加强对其设计要点的掌握和质量问题的预控，才能确保梁式转换层在多高层建筑中得到有效的应用。因而本文正是基于这一视角，结合某多高层建筑的实践，就梁式转换层的设计要点进行了梳理。
关键词：梁式转换层；多层；高层建筑；设计
梁式转换层之所以会在多高层建筑中得到广泛的应用，这主要是因为其不仅耗材少和成本低，而且能直接和明确的进行荷载的传递。梁式转换层在传递荷载时，首先是通过上楼层墙体，再到转换梁，最后到下部柱，所以在荷载传递途径上最为直接。因此我们必须切实加强对其的设计。
1.工程案例
本文以某项目方案为例，在该工程中，属于住宅建筑，共24层，属于多高层建筑，由于在下部需要的空间较大，所以需要将部分柱子抽掉，并在5层设计为梁式转换层。本建筑采用钢混框架-剪力墙结构体系，转换梁的截面积是1400mm×2800mm，具体详见下图为转换大梁所在的平面位置。
2.基本设计原则分析
在对多高层建筑梁式转换层进行设计时，因为梁式转换层的综合性与技术性较强，任何环节不能得到妥善的处理，均可能引发质量安全问题，给多高层建筑的质量与结构稳定性和安全性带来巨大的隐患，这就需要我们在设计中切实坚持以下几点原则，以尽可能地将梁式转换层的作用发挥出来：
质特点来看，也就是从上表来看，在进行基础设计时，本工程中主要采用的是平板式筏形基础，而其持力层又处于粉质黏土层之中，承载力的特征是120kPa，所以不能符合工程的实际需要，从地勘报告来看，在桩基加固中采用了PHC，确保地基自身承载力提升。
3.2转换梁的结构设计要点
3.2.1基本要点
一般而言，在确定转换梁截面尺寸时，需要根据剪压比而确定，预防出现脆性破坏，且转换梁一般不能开洞，若需要开洞，就需要确保洞口所在的位置尽可能地处于梁的中和轴周边，并做好箍筋的加密处理，促进其抗剪性能的提升，而箍筋系数在计算过程中，本工程将剪力设计值取1.2放大系数，并考虑到洞口内力较大，所以还采用了型钢进行加固。转换梁砼强度等级为C30，转换梁的上下主筋最小配筋率的非抗震设计为0.30%，并且非抗震设计中，1到4级的抗震等级分别是0.5%和0.4%以及0.35%与0.35%，且转换梁的主筋没有设置接头，但是在实际施工中，考虑到可能需要设置接头，在设计方案中要求采取机械进行连接，这样就有效的确保了转换层结构自身具有较强的稳定性。
3.2.2算法解析
本工程的转换层在第五层，所以主要是根据高规附录中的相关要求对楼层的侧向刚度比与等效侧向刚度进行计算。对其刚度进行计算时，得出的结果是170kN/mm。而侧向刚度比为0.4，小于0.6，没能达到规范的要求，此时就需要意识到层高修正楼层的侧向刚度比不能满足转换层的计算需要，就需要在刚度计算中，紧密结合其所在的结构范围来确定其计算的方法。
一是针对结构的嵌固部位而言，针对所有结构而言，采取的计算方法是：等效剪切刚度比值法。而就框架结构而言，采取的计算方法是：楼层剪切力与层间位移比值法。而就其他结构而言，采取的计算方法是：考虑到层高修正后，应采用楼层侧向刚度比值法。由于本工程采用的是钢混框架-剪力墙结构体系，所以需要选取第三种方法来对其上下部的刚度进行计算。
二是就转换层的上下楼层而言，若转换层的楼层在2层及以下时，采取的计算方法是：楼层剪切力与层间位移比值法。若转换层的楼层在3层及以上时，采取的计算方法是：等效剪切刚度比值法。由于本工程的转换层是五层，所以需要采取等效剪切刚度比值法对其上下部的刚度进行计算。
三是转换层在其他部位时，对于框架结构而言，采取的计算方法是：楼层剪切力与层间位移比值法。而就其他结构而言，采取的计算方法是：考虑到层高修正后，应采用楼层侧向刚度比值法。
3.2.3抗震设计
抗震设计也是整个多高层建筑梁式转换层设计的要点。在设计过程中，应至少采用2个以上的力学模型的结构分析软件来实施整体计算。由于在本工程中，转换层位于复杂的高层建筑结构受力复杂的部位，所以还要实施应力分析的基础上，对应力开展配筋设计和校核，最终确保抗震设计要求达标。在本工程中，首先是利用SATWE软件，在菜单中，首先接入PM，生成SATWE数据，再对设计参数的定义进行分析和补充，最后是掌握地震信息。并在框架抗震等级和剪力墙抗震等级中针对性的进行抗震等级的选择，而在刚度控制和软件输出方面，首先是对位移比周期比严格按照高规4.3.5之规定来进行，本工程属于B级高度多层高层建筑和混合结构的高层建筑，其楼层竖向构件最大的水平位移与层间位置为楼层平均值的1.1倍，而周期比为0.78，均满足要求。最后在WMASS.OUT文件中查看SATWE，从而确定其抗震等级。
3.2.4构件设计
该工程中梁式转换层的构件主要包含了转换柱、楼板和转换梁。在对这些构件进行设计时，应严格按照高规中的要求进行设计外，还要在工程中结合工程的实践，针对性的进行优化和完善。例如在转换柱的加密区域，对于其箍筋特征值而言，比要求的数值增加0.02，柱箍筋体积的配筋率为1.6%。而在楼板方面，由于本工程属于框支转换层楼板，楼板的厚度取190mm，并采取了双层双向配筋，每层和每个方向的配筋率均在0.25%之上，并对楼板钢筋在边梁与墙体中进行了锚固处理，从而确保楼板厚度达标的同时将剪力分散，达到减轻负担的目的[3]。
4.结语
综上所述，本文主要结合具体工程方案案例，对多高层梁式转换层的设计要点进行了探讨，但是我们必须在设计中坚持因地制宜的原则，结合工程自身特点来着手结构设计，同时需要我们加强对设计规范的理解运用，才能确保所设计的方案更加合理。
参考文献
[1]刘大海，曾凡生，王敏，田敏.《建筑抗震设计规范》若干问题的探讨[J].地震工程与工程振动，2016，36（01）：11-17.
[2]徐培福，黄小坤，容柏生，程懋堃，汪大绥，胡绍隆，傅学怡，肖从真，方鄂华，钱稼茹，王翠坤，肖绪文，艾永祥，齐五辉，周建龙.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010[J].建设科技，2014（Z1）：29-30+41.
[3]王亚勇，张海明.国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）疑问解答（一）[J].建筑结构，2010，40（12）：135-138.
论文作者:田小威
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/29
标签：刚度论文; 工程论文; 楼层论文; 比值论文; 建筑论文; 多高论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;