对建筑转换层结构设计的探讨

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1、对建筑转换层结构设计的探讨结合多年工作经验，分析梁式转换层的主要结构形式及特点，阐述转换层设计中应该注意的原则性问题，并提出高层建筑梁式转换层结构设计的关键要点。关键词：高层建筑；梁式转换层；施工　　随着我国经济的持续快速发展，高层建筑一般上部需要较多的墙体来分隔空间以满足住宅户型的需要；而下部则希望有较大的自由灵活空间，大柱X、少墙体，以满足公共使用要求。这样的建筑上部楼层部分竖向构件（剪力墙、框架柱）不能直接连续贯通落地时，为了满足建筑要求就必须在上下不同结构体系转换的楼层设置转换层，在结构转换层布置转换结构构件。转换层结

2、构形式有以下几种：梁式转换层、板式转换层、箱式转换层、桁架式转换层、空腹桁架式转换层等。　　1　梁式转换层结构形式　　1.1　梁式转换层结构形式　　实际工程中应用的梁式转换层结构有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构。　　1.2　梁式转换结构受力机理分析　　梁式转换层结构的传力途径为墙—梁—柱（墙）的形式，传力直接，便于分析计算。转换大梁的受力主要受上部剪力墙刚度、剪力墙与转换大梁的相对刚度和转换大梁与下部支撑结构的相对刚度影响。为弄清转换梁结构与上部墙体共同工作的性能，对转换梁承托层数对其内力的影响用有限元

3、程序进行了分析，从分析结果中我们知道，对一般结构转换大梁，上部墙体考虑三层与考虑　4　层、5　层内力的设计控制内力差异不大于　5％，故在分析计算时可只考虑计算　3　层。从计算分析不论转换大梁上部墙体的形式如何，只要墙体有一定长度，转换大梁中的弯矩就会比不考虑上部墙体作用要小，同时转换大梁也会有一段范围出现受拉区。　　2　梁式转换层的结构设计　　2.1　结构竖向布置　　高层建筑的侧向刚度宜下大上小，且应避免刚度突变。然而带转换层的高层建筑结构显然有悖于此，因此对转换层结构的侧向刚度作了专门规定。对该工程而言，属于“高位转换”。转

4、换层上下等效侧向刚度比宜接近于　1，不应大于　1.3。在设计过程中，应把握的原则归纳起来，就是要强化下部，弱化上部。可以采用的方法有以下几种：1）与建筑专业协商，使尽可能多的剪力墙落地，必要时甚至可在底部增设部分剪力墙（不伸上去）。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，还与建筑专业协商后，让两侧各有一片剪力墙落地。这些无疑都大大增强了底部刚度。　　2）加大底部剪力墙厚度。转换层以下剪力墙中，核心筒部分的厚度取为　600mm，其余部分的厚度取为　400mm。　　3）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太大。　　4）提高底部柱

5、、墙混凝土强度等级，采用　C50　混凝土。　　2.2　结构平面布局　　工程底部为框架—剪力墙结构，体型简单、规则；上部为纯剪力墙结构。在剪力墙平面布置上，东西向完全对称，南北向质量中心与刚度中心偏差不超过　2m，结构偏心率较小。除核心筒外，其余剪力墙布置分散、均匀；且尽量沿周边布置，以增强抗扭效果。查阅计算结果，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.85，各层最大水平位移与层间位移比值不大于　1.3，均满足平面布置及控制扭转的要求。可见工程平面布局规则合理，抗扭效果良好。　　3　梁式转换层结构的设计与构造　　

6、3.1　转换梁的设计与构造要求　　转换梁的截面尺寸一般宜由剪压比计算确定，以避免脆性破坏和具有合适的含箍率。转换梁不宜开洞，若需要开洞，洞口宜位于梁中和轴附近。洞口上、下弦杆必须采取加强措施，箍筋要加密，以增强其抗剪能力。上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数　1.2。当洞口内力较大时，可采用型钢构件来加强。　　转换梁的混凝土强度等级不应低于　C30。转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为　0.3％，转换梁中主筋不宜有接头，转换梁上部主筋至少应有　50％沿梁全长贯通，下部主筋应全部贯通伸入柱内。　　3.2　框支柱的设

7、计与构造要求　　框支柱截面尺寸一般系由其轴压比计算确定。地震作用下框支柱内力需调整。抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应乘以放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋；剪力调整——框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用：框支柱的数目不多于　10　根时，当框支层为　1～2　层时，每层每根柱承受的剪力应至少取基底剪力的　2％；当框支层。为　3　层及　　3　层以上时，各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的　3％；框支柱的数目多于　10　根时，当框支层为　1～2　层时，每层每根柱承受的剪力之和应取基底剪力的　20％；当框支层为　3　层及　

8、3　层以上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的　30％；框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱轴力可不调整。　　3.3　转换梁的截面设计方法　　目前国内结构设计工作普遍采用的转换梁截面设计方法。主要有：应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析