梁式转换层高层建筑结构设计
梁式转换层的高层建筑结构设计
摘要：转换层是高层建筑设计中的常用结构，具有传力明确和施工简单等特点。文章总结了梁式转换层的设计原则和计算要求，并从结构布置的角度分析了设计要点。关键词：梁式转换层；结构布置；设计要点中图分类号：tu97文献标识码：a文章编号：引言
现代建筑趋于高层化和体型复杂化发展，在结构设计中多功能和多造型的要求越来越多，为了满足发展的需要和建筑功能的变化多样，转换层结构在高层建筑中的应用越来越多。相较于其他类型的转换层，梁式转换层具有设计施工简单、经济合理和转换构件明确的优点。本文就其设计中应注意的设计要求进行了概括，分析了转换层构建中楼板及框支梁等的设计特点，对整体的结构布置进行了探讨总结。
2.高层建筑梁式转换层设计原则与计算要求2.1梁式转换层设计原则
转换层是地震发生时高层建筑中的薄弱环节，转换层的存在使建筑物竖向的整体刚度突变，不利于结构抗震，在建造中要遵循一定的设计原则：
1)在设计中尽量降低需结构转换的竖向构件的使用率，尽可能应用直接落地的竖向构件，当整体建筑中转换构件越少时，形成的刚度突变就越小。转换层相对较少的结构是对抗震有利的结构。[1]
转换层本身也应具有足够的刚度设计，一般情况下梁高不小于跨度的1/6的设计是保证转换层以及其下部连接构件内力合理分配的基础，剪力墙柱、转换梁等构件的受力性能良好才能更稳定的完成结构转换。
2)设计中尽量对称布置转换层以上的柱子和剪力墙，在转换梁发生变形时，梁上立柱的柱脚会有较大的转角，极易引起柱的弯曲和剪切，并且使立柱产生极大的内力发生超筋，故梁上立柱应尽可能设在转换梁跨中。[2]考虑到抗震性能，对剪力墙的比例也必须进行一定的控制，一般横向落地剪力墙的数目占比横向墙总数宜大于1/2。
3）考虑建筑整体刚度，转换层在高层建筑的竖向位置尽可能设计在较低的范围，较高位置的转换层易使框支剪力墙结构在转换层附近的内力、刚度及传力途径发生突变，形成薄弱环节。当设计中必须出现高位转换时应综合考虑转换层下部框支结构的刚度，控制弯曲、轴向变形及剪切的综合效应，尽量降低内力突变的情况。总之要尽量强化转换层下部空间的强度和刚度，一般通过加大竖向构件主题结构的横截面积、增设剪力墙以及提高混凝土强度的方法来实现，在设计调整构件刚度时同时也要注意均衡协调分布整体刚度。[3]
4）带转换层结构设计的计算要求准确全面，其作为整体结构中的重要部分应采用符合实际受力变形状态的计算模型进行立体的结构分析计算，并附加多模型程序进行抗震计算及高位转换等相关计
扩展阅读：高层建筑梁式转换层结构设计的要点
浅析高层建筑梁式转换层结构设计的要点
摘要：本文介绍了高层建筑结构转换层的发展趋势,重点探讨了梁式转换层结构设计的要点,可供类似工程设计参考。关键词：高层建筑结构梁式转换层结构设计1．转换层结构的概括
随着高层建筑的发展，建筑物的功能不再单一，如公寓、旅馆、办公楼等均在建筑物下部设置商店、银行、公共大厅、会议中心、停车场等需要较大跨度的公共空间。建筑物功能的改变要求建筑结构形式的改变，而上、下结构形式的变化，就需要一个转换结构，以完成上部结构力传递至下部结构的要求。
（1）从结构角度看，转换层结构的功能主要有：上、下层结构形式的转换，上、下层结构轴网的转换，上、下层结构形式和结构轴网同时转换。
（2）转换层结构的几种主要形式：梁式转换层结构，板式转换层，箱形转换结构，析架转换结构。
（3）梁式转换层：现代高层建筑由于使用功能要求大空间，往往需要采用转换层结构。梁式转换层结构是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，其传力途径采用墙柱转换梁-柱（墙）的形式，具有传力简单、明确的优点，便于计算、分析，且造价较节省。从70年代中期，国内开始尝试使用梁式转换层，到现在短短的几十年时间内，梁式转换层的工程应用发展很快。从国内外1
栋高层建筑采用的转换层的统计结果来看，采用梁式转换层的高层建筑有81栋，约占77%.但是由于梁式转换层结构形式的多样性，作为主要受力构件的转换梁表现出的受力特征也各不相同。实际工程中梁式转换层的结构形式多种多样，从跨度上，可分为单跨、双跨及多跨；从上部墙体形式上，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞和开窗洞；从棍凝土结构梁式转换层施工技术及其可靠性的研究转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可以分为加腋与不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。2．转换层的结构形式及设计原则
转换层的主要结构形式在《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-201*)中，规范对转换粱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。
（1）转换层设计原则：转换层的竖向布置，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；也可根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。对大底盘多塔楼
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