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摘要：基于高层建筑结构特点，在对其进行设计时，越来越多的应用到梁式转换层结构，不仅可以满足工程建设要求，同时还可以释放内部空间。为充分发挥梁式转换层结构功能，需要做好其设计要点分析，掌握其受力特点，从不同角度着手进行技术研究，遵循专业设计原则，确保结构设计有效性。本文结合梁式转换层结构受力特点，对结构设计方法进行了简要分析。
关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计
为缓解工程建设与土地资源间的矛盾，城市建设中高层建筑工程不断增多，而因为其结构形式的特殊性，为提高结构安全性与稳定性，需要重点做好结构设计分析。其中梁式转换层结构已经被广泛的应用到高层建筑建设中，更有利于结构的平衡受力，且在设计上具有更高的灵活性。以提高高层建筑梁式转换层结构性能，需要结合以往经验，遵循设计原则，确定结构设计要点，保证各项参数的合理性，确保工程结构安全性与稳定性满足专业要求。
一、梁式转换层结构受力特点
转换层设置的目的主要在于满足建筑上下部分建筑使用功能的需要，同时又要使上部结构的作用力能够均匀连续传至下部结构，梁式转换结构需要有良好的空间与协调工作性能。梁式转换结构的传力途径多为墙或柱、转换梁、柱或墙，具有传力方式直接、明确，构造简单，计算容易、施工方便等优点。在梁式转换层结构中，核心构件为转换梁，影响其受力的要素主要包括上不结构形式、转换层上下刚度比大小、转换梁设置高度等一系列因素。转换结构主要作用，就是承受上部结构传达的作用力，并承载下部结构楼层的荷载和外力，因此转换结构构件受力相对复杂，将其作为结构设计要点。高层建筑梁式转换层结构，大多情况下均具有比上部结构大于数倍的跨度，在对构件进行设计时，还需要控制好挠度[1]。因此在进行设计时需要重点做好此方面工作，对各环节进行优化。
二、梁式转换层结构设计原则
梁式转换结构属于复杂建筑结构体系，不利于抗震，所以设计时应该注重其抗震性能设计，遵循的如下原则：
1.合理布置
在对梁式转换层结构进行设计时，需要保证结构布置的合理性。转换结构可根据其建筑功能和结构传力需要，沿高层建筑高度一处或多处灵活布置。[2]结构布置需传力直接，尽可能的避免转换次梁及水平多级转换，结构布置时应使不落地的竖向构件通过转换托梁直接传给竖向承重构件，实现传力路径的最短化。一般选择将转换层位置设置在比较低的位置，避免转换层结构位置过高对结构刚度与内力产生过大影响，以提高结构整体抗震性能。
2.刚度控制
设计中应保证转换层有足够的刚度，尽可能减少需结构转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换结构越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震更有利。[3]高层建筑梁式转换层结构刚度设计，要保证上下部结构间变形与结构刚度特征保持一致。为保证建筑结构刚度具有均匀性，需强化下部、弱化上不。要保证底部大空间有适宜的刚度、强度、延性和抗震能力，要有意识的强化转换层下部主体结构刚度，弱化转换层上部结构的刚度，优化截面控制性能，避免转换层造成的刚度突变，保证工程整体抗震性能达到设计要求，充分发挥梁式转换层结构功能。
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3.计算控制
转换结构计算要求全面、准确，整体结构应采用三维空间整体计算分析，且需要需采用两个以上不同力学模型的程序进行计算，对局部可采用有限元进行补充计算分析。
三、高层建筑梁式转换层结构设计要点
1.框支柱设计
为了保证结构具有足够的延性，框支柱的轴压比、配筋要严格控制，这使得框支柱比一般的框架柱有更大的延性和抗倒塌性能，设计时应满足以下几点：
（1）框支柱轴压比是稳定性、安全性的重要指标，应根据其抗震等级分别满足国家相关规范的要求。
（2）框支柱全部纵向钢筋配筋率，根据其抗震等级分别不低于相关规范的要求，框支柱箍筋应采用井字复合箍或复合螺旋箍，并应全高加密，箍筋直径、间距均应严格按照规范要求；抗震设计时，配箍特征值、箍筋体积配箍率应满足更高的要求。
2.框支梁设计
框支梁为梁式转换层设计难点，其受力很大且复杂，是整体抗震性能的关键部位，设计时应满足以下下几点：
（1）转换梁的截面尺寸一般宜由剪压比计算确定，截面高度不宜小于计算跨度的1／8，托柱转换梁截面宽度不应小于其上所托柱在梁宽方向的截面宽度。框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度，且不宜小于其上墙体截面厚度的2倍和400mm的较大值。
（2）转换梁配筋应有一定的安全储备，转换梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率应不低于国家规范要求的最低标准。
（3）转换梁为了避免脆性破坏应具有合适的配箍率，转换梁靠近柱边范围由于剪力较大，箍筋应加密，加密区箍筋直径、间距、面积配筋率均应满足规范的要求。
3.楼板设计
转换层楼板不仅受到竖向力的作用，同时也起到传递水平力的作用，其平面内受力很大，楼板变形显著，应该适当加大楼板厚度，加强楼板配筋，均应不应低于规范要求的厚度和配筋率。落地剪力墙和筒体外围的楼板由于传递较大内力，尽可能避免开洞。由于协调变形，转换层相邻上下层变形较大，上下层楼板也应适当加强。
4.施工难点
钢筋工程是保证整个建筑物结构、安全的关键，转换梁的含钢量高，主筋长，梁柱节点钢筋密集，施工现场正确地抽筋、下料和制作，合理安排好钢筋安装顺序是钢筋施工的关键。因此，在进行结构设计时需要提高对此方面的重视，设计时要对钢筋下料与绑扎要求进行明确规定，尤其是各项参数要明确，确保可以正确指导施工作业。同时，在设计阶段还应进行简单的排列布局，确保设计方案具有较高的可操作性。
结束语：
对高层建筑梁式转换层进行设计时，需要结合工程建设要求，从梁式转换层结构受力特点出发，明确结构设计要点，总结以往经验，做好结构设计节点控制，保证各项参数的精确性，提高设计方案整体可操作性，充分发挥结构所具有的功能，提高工程整体安全性与稳定性。
参考文献：
[1] 乔振伟.高层建筑梁式转换层施工方案优化设计及工程应用[D].安徽理工大学，2013.
[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年.
[3] 梁敏召.《城市建设理论研究》.2013年.
论文作者:林岳洪
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/10/27
标签：结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 截面论文; 高层建筑论文; 楼板论文; 受力论文; 《基层建设》2016年16期论文;