（广州亚泰建筑设计院有限公司银川分院，宁夏银川750001）
摘要：在高层建筑工程中，结构的稳定性和安全性十分重要，而梁式转换层结构的设计大大增加了高层建筑的安全性，可见其重要程度，因此本文针对这一重要的设计展开了讨论。
关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计
前言
在高层建筑支架转换中，梁式转换层结构设计尤为重要，梁式转换层作为进行结构转换的结构层，实现了工程结构支架，在确保基础功能的条件下，增强了建筑工程结构的稳定性。
1高层建筑转换层设计概述
当高层建筑底部带结构转换层时，转换层上部的部分竖向构件不能连续贯通。所以，要求合理设计出转换构件。一般转换构件主要包括斜撑、转换大梁、箱形结构以及厚板等。厚板转换遭到地震的影响严重，使用时有很大的局限性存在。箱形转换的好处是转换梁有很强的约束性，刚度大，整体性好，但是其施工繁杂，造价很高。现在通常使用梁式转换，即把上部剪力墙设置在转换梁上，再用转换柱来支撑转换梁。其具有设计和施工简便，传力方向明确，造价低的优点。
2梁式转换层结构的设计原则
2.1竖向荷载
转换层结构构件需要承受上部结构传下来的巨大竖向荷载，或悬挂下部结构的多层荷载，因此，控制转换层结构设计的主要因素是竖向荷载，应该严格控制结构构件的竖向挠度、减少竖向构件。在进行高层建筑梁式转换层的结构设计时，应该最大限度地控制好竖向构件数量。高层建筑竖向构件越多，需要进行转换的竖向构件就会越多，转换层造成的刚度突变就越大，对结构抗震就越不利。竖直构件是刚度突变的主要来源，根据具体的计算数据降低竖直构件的使用数量，避免竖直构件影响转换效果。需严格按照比例分配，保障内部力度传输的平衡性，发挥转换层力度均衡的优势，有效承担高层建筑的内力。
2.2转换层的刚度
转换层的刚度达不到要求会影响建筑物的抗震效果，因此，带转换层结构设计过程中保证转换层的刚度尤其重要。转换层结构应该根据结构传力和建筑功能的需要，按照相关技术标准和计算结构灵活布置，保证具有足够的刚度。通常情况下，转换梁截面高度不宜小于计算跨度的1/8，以有效保证转换梁结构内力的合理分布，而且也可保证梁上剪力墙柱与转换梁的受力性能。另外，整体刚度不足时，可加大屋面梁、板尺寸的厚度，减小地震可能性损害，适当加厚转换层楼板厚度，提高混凝土强度，有效提高转换层的结构刚度。转换层的转换构件可采用转换大梁、箱形结构、厚板、桁架、空腹桁架、斜撑等形式，框支柱和落地剪力墙的布置需要按照设计刚度增加墙体的厚度，按原规程适当加严落地剪力墙的间距，实现对刚度突变的控制。
2.3转换层位置不宜过高
如果转换层的位置过高，容易导致框支剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径突变，且容易形成薄弱层。如果必须将转换层设置在高位时，需要对转换层下部框支结构相同效率的刚度进行有效控制，特别要控制好轴向变形、剪切、弯曲等结构构件的刚度，这种控制措施对减少层间内力发生突变有利。另外，在对落地剪力墙的间距实施设计时，需要比底层框支剪力墙的结构设计更加严格。
2.4转换柱、剪力墙对称布置
在布置转换柱和剪力墙时，应该采用对称布置的原则。转换梁上方的转换柱尽量布置在转换梁的跨中位置，这样当转换梁出现变形时，转换柱所受到的影响减为最小。否则转换柱在梁的带动下，会出现较大变形，其剪切和弯曲应力可能对转换柱造成损害。
2.5严格计算梁式转换层
转换层结构是高层建筑结构设计的重中之重，在对其实际受力变形状态模型进行计算时，应该采用三维空间整体结构分析方法。必要时可采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算，此时转换结构以上至少取两层结构进入局部计算模型，并注意模型边界条件符合实际工作状态。
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3高层建筑梁式转换层结构的设计
3.1梁式转换层的竖向设计
梁式转换层的竖向布置需要解决高层建筑侧向方面受力不均衡的状态，防止刚度突变，需要在保持原有剪力墙的数量下削减剪力墙的厚度，实现竖直方向承载力的减轻，实现减少梁式转换层竖向承载力的目的。使用符合行业技术标准的高级配混凝土材料，达到确保结构稳定的目的。控制位于剪力墙内部核心筒的厚度，稳定转换层的结构。
3.2梁式转换层的平面布局设计
梁式转换层的平面布局设计应该围绕梁式转换层的周边实施，利用堆成的设计方式稳定转换层的重心，控制高层建筑水平方向的位移距离，达到扭转标准。提高高层建筑的扭转能力，加强平面布局的数据和图纸设计，防止设计误差的出现。转换层处于高层建筑结构的加强区，设计要充分考虑地震级配问题，根据实际情况适当的提高等级级别。
3.3梁式转换层的框支柱设计
建筑单位应用地理信息系统得到建筑所在地区范围的地震发生数据，根据高层建筑的承受地震级别计算出梁式转换层的框支柱级配，根据框支柱的参数基础标准，结合工程实际调整系数。框支柱的截面尺寸由轴压比控制，抗震设计时应大于国家行业标准规定的450mm，并且框支柱的混凝土强度等级要高于C30。框支柱在抗震设计中采用井字复合箍或复合螺旋箍等箍筋形式，控制箍筋直径大于10mm，沿梁全高加密。锚入梁内的钢筋长度保证框支柱在上部墙体范围内的纵向伸入不少于一层，保证余柱钢筋全部锚入梁内或板内。
3.4梁式转换层的框支梁设计
框支梁的设计关系到梁体的稳定性，其截面尺寸通过剪压比控制，不宜小于2倍于其上部剪力墙厚度，不得小于400mm。剪压比控制能够实现内力的限制，确保构建的延性，防止在弹塑性阶段发生脆性破坏。框支梁的跨度对设计参数高度影响很大，取跨度的1/6为标准数值。框支梁的受力来源主要是高层建筑双层结构的载荷力和传输框支梁的内部受力，利用有限元计算方式能够设计构件的安装布置需要，为建筑安全性提供保证。框支转换梁的构造要求要确保混凝土强度等级高于C30，偏心受拉的框支梁制作上部纵向钢筋应有1/2沿梁全长贯通，确保下部纵向钢筋全部直通到柱内。框支梁支座处的箍筋需要特别加密，洞口靠近框支梁端部且梁的受剪承载力达不到要求时，采取措施可以选择增大框支梁洞口连梁刚度或进行框支梁加腋。
3.5梁式转换层框支梁上剪力墙设计
转换层的框支梁与上部二到四层的剪力墙共同工作，剪力墙内的剪应力与压应力分布不均匀，靠近框支梁端部的压应力较大，向框支梁跨中部压应力逐渐减小，需要按照剪应力和压应力的计算数值设置配筋的强度。剪力墙在框支梁端部的内力较大，可以在此处开设边门洞，并着重加强该处剪力墙的厚度增加该处剪力墙的强度。
3.6梁式转换层的托柱转换梁设计
托柱转换梁的截面尺寸不能比承托框架柱在梁宽方向的边长小，受剪压比控制应该符合在柱两侧各宽出50mm。托柱转换梁是普通受剪、弯构建，能够根据纯弯构件计算截面承载力。当托柱梁所承托的楼层很多的时候，应该对托柱梁上梁柱交接处的混土局部受压承载力实施验算。转换梁荷载集中位置，转换梁附加横向钢筋的地方，在转换梁截面抗剪承载力的数据要求得到满足时，附加横向钢筋可以不配置。
3.7梁式转换层的楼板设计
转换层楼板承担上部楼层和下部楼层的剪力传递，需要根据剪应力设计楼板的强度和刚度，防止楼板在极大的剪应力作用下发生变形或开裂。转换层楼板的最小截面高度根据国家行业规定不得小于180mm，并需要在板面和板底实现双向配筋，保证钢筋锚固在楼板周围的边梁或墙体内。转换层楼板不应错层，筒体和落地剪力墙处的楼板不能开洞，实现转换层楼板的整体性。根据建筑的使用功能及设计要求必须对楼板进行开洞操作的，需要在洞口的周边和楼板的边缘设置边梁来保证楼板的刚度，要求边梁的宽度大于楼板板厚的2倍，使用机械焊接钢筋接头。按照转换结构内力的传递性，应该对相邻楼层的楼板实施刚度的加强，刚度的提高能够增加建筑所能承受的力度，使得转换层的结构稳定，确保整体建筑的稳定。
4结语
往往在进行高层建筑的梁式转换层结构的设计和施工时，会有很多因素对其产生影响，设计师一定要根据其结构特点具体分析，按照专业设计原则，严格控制好每一个细节，充分计算各项数据，以增强其设计效果，不断加强工程建设力度。
参考文献：
[1]邱龙斌．关于高层建筑梁式转换层结构设计分析[J]．河南建材，2014（06）
[2]王少华．高层建筑梁式转换层结构的设计[J]．江西建材，2014（01）
[3]吴天天．浅析高层建筑梁式转换层结构设计[J]．中华民居，2014（10）
论文作者:张琨
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年10月下
论文发表时间:2016/9/13
标签：结构论文; 刚度论文; 楼板论文; 构件论文; 高层建筑论文; 剪力墙论文; 应力论文; 《建筑建材装饰》2015年10月下论文;