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摘要：转换层在目前的建筑设计中已经是常用的结构之一，被大量运用于各种建筑中，尤其是高层建筑。对于高层建筑来说，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
引言
对于一些框支剪力墙结构型式的住宅建筑，在结构优化设计时除应满足住宅建筑结构的各项要求外，还需满足规范对此类结构所有其他规定。同时，还要加强构造处理方面的各种措施。在进行结构的整体设计计算时，转换层上下结构的侧向刚度比应符合规范要求，并应严格结构在地震作用下的位移值和扭转效应，使结构布局合理。
1工程概况
在7栋32层高的住宅楼小区中。车库占了地下三层，在第一层采用了层高6.3米的架空形式，然后从第二层开始是层高为3米的住宅区；这样使用年限为50年的建筑所具备二级的安全等级，在抗震抗灾方面属于较好的层次，在抵御风沙方面也具有一定的优势。能抵抗7级地震和百年难遇的风压，地基完全按照考虑按照灾害级别进行设计。除此之外，建筑在设计初期也对最重要的功能进行了考量，梁板式结构转换层的设计，增加了承重量，在此设计中，只有电梯和楼梯剪力墙直接落地，在剪力墙位置，多为转换梁设计，提高了支撑了能力和水平。
2转换层的结构类型与选择
2.1转换层的主要结构类型。根据结构体系角度可以把带转换层高层住宅氛围“上剪下框”和“上小下大”两种类型。所谓“上剪下框”是谁以转换层为中心，上面是剪力墙结构，下面是框架筒体结构或框架剪力墙结构；所谓上小下大是说还是以转换层为中心，上面是小柱网的框架结构或筒体结构、剪力墙结构，下面是大柱网的框架结构或筒体结构、剪力墙结构。根据不同的结构主要有梁式转换和板式转换两种形式，这两种形式都是目前主要的形式结构。当今社会不断进步，在最近几年中，转换层结构出现了一些新的形式结构，例如宽扁梁转换、斜撑转换等结构形式，这在一定程度上增加了转换层结构的可选择性。
2.2转换层结构类型的选择。带转换层高层住宅在进行结构设计的过程中多采用梁式转换结构。这种转换结构在传力以及数据的计算分析上面具有一定的优势，在价格上也能够大实现节约成本的效果，因此也就受到设计人员的欢迎。与此同时，这种转换力结构也有一定的缺点，例如转换梁较高，在设备层使用的过程中不是十分方便，那么在这种情况下就要使用宽扁梁转换形式，这种结构形式在高度上提供了便利有利于安装但是相比深梁转换而言，其成本也有了一定的增加。科学技术不断进步，宽扁梁设计理论和实践也在不断完善，对于梁氏结构来说，扁梁转换不失为最合适的替代形式。斜撑转换结构在受力方面具有一定的优势，施工过程中使用型钢混凝土，不仅增加了转换结构的合理性，而且也更加节约成本，弊端就是会在一些方面受到空间的约束，因此要使用斜撑转换，就要满足其在特殊情况下的使用条件。板式转换的优点就是高度小，但是其弊端就是结构相对厚重且利用率不高，在计算和配筋方面也存在一定的难度，因此不适用和使用。箱形转换层有利于解决转换梁较大扭矩结构转换的问题，但是这种转换形式成本高且应用较少。桁架结构采用预应力结构应该可以作为备选，但是这种转换结构设计经验不多，还需要一定的实验证明参数，因此也就无法得到广泛应用。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆剪力墙在整个结构中的设计应该采取沿主轴方向或其他方向双向布置的形式，这样才能够形成空间结构，单向布置的剪力墙结构并不适用于此，两个力方向应该是侧向刚度接近，以获得更好的空间性能。如果剪力墙有较大能力的侧向刚度和承载力，那么就能够在施工过程中对剪力墙充分利用，以此结构重量也能够相对减少压力，最终达到增加剪力墙使用空间的目的。此外，要适当增加剪力墙之间的排列距离使得结构合适侧向僵硬。
对于剪力墙来说，其截面不仅要简单更要保持一定的规律。垂直刚度也要层次分明。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匀长度的墙壁部分。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。
对于剪力墙来说，其最大的优势在于能够承受较大力量，在面内刚度方面的能力也更加突出，但是与此相反的是，其面外刚度和承载远不如面内。那么，针对这种情况，就要对剪力墙平面外的距离进行相对测量和控制，以此来保证剪力墙能够在平面外有足够的的支撑，保持其稳定，此外，还要通过一定的方法降低梁端力矩所带来的弊端。
结构的横向刚度和到剪力墙如何布置具有一定的关系。为了保持刚度的稳定性，那么剪力墙应该保持由上而下的排列方式；而壁厚和混凝土的强度等级都可以随着建筑的高度而发生变化。结构沿也会随着剪切壁沿高度而随时发生变化。除上述所说，还要对梁端力矩进行全面思考，在最大程度上减少其带来的危害。
3.2剪力墙结构计算方面的优化。在对剪力墙结构进行设计时，一定要充分考虑各方面要求，多方面排查结构是否合理。不仅要满足规格要求，还要最大层间位移与层高的比值符合规格，地板的最小剪切系数为目标，因此计算结果无限接近标准值。
3.3楼层最小剪力系数的调整原则。在短肢剪力墙第一振动底部的地震倾覆力矩小于结构总底部的40％的前提下，剪力墙的布置尽可能地减小，并且开放式剪力墙布置方案的目标是使结构具有适当的横向刚度，使得地板最小剪切系数接近（不小于）规格限制。这样可以减轻结构重量，有效减少地震作用的输入，降低工程造价。
3.3.1楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。在规范中有相关要求，在对多次地震的木板层间位移进行计算时，大部分是利用地板弯曲变形来进行，但其中并不包括结构的整体弯曲变形。所以说在设计高层建筑物时，要尽量做到变形的最小化，此外，在这个过程中垂直构件的刚度并不能依靠层之间的不充分位移来实现当层间位移不符合实际要求时，相关涉及人员也可能会因此而增加项目的横向刚度，或许在实际施工过程中，存在的相关问题可以被解决甚至忽略，但是此时依旧应该总是结构的剪切重量比，若与规格限制存在的误差相对较小，还是可以实施的；若剪切重量比存在较大误差，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。
3.3.2框支层结构优化设计。框架支撑剪力墙结构的薄弱部分位于框架支撑层，因此加强延性和提高抗震性能非常重要。（1）增加墙量及刚度。建筑功能需要很大的空间，并且不可能安装更多的落地式剪力墙。因此，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。（2）采用钢纤维混凝土，提高抗震性能。为了提高框架支撑的抗震性能，提高其延性，我国现有的工程项目采用钢筋混凝土结构和钢筋混凝土柱，结构纵向钢筋和螺旋箍筋。在框架的支撑层中，壁和柱子都属于其中的垂直结构。1m3混凝土的钢纤维含量为80kg，可使抗拉强度设计值提高约35％，剪切强度设计值提高约50％。除了强度增加外，还同时使用钢纤维混凝土和普通混凝土，完全不用其特殊手段处理。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。然而，它能够满足现代建筑不同功能组合的需要，结构设计是必然的。为此，采取积极措施提高其抗震性能，最大限度地降低材料消耗。
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:张吉1,翟晓鹏2
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; 建筑论文; 形式论文; 框架论文; 高度论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;