浅谈高层建筑梁式转换层结构设计

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1、浅谈高层建筑梁式转换层结构设计摘要：本文主要从梁式转换层结构彤式、转换层设计原则、梁式转换层结构的设计与构造等方面进行阐述，以供参考.关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计TU3181.带转换层结构体系概述转换结构构件一般可归纳为五种基木形式：梁、桁架、空腹桁架、箱形梁、厚板，近几年又有许多新颖的转换结构形式涌现，如搭接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等，其中梁式转换层结构具有传力路径清晰快捷、工作可靠、构造简单、施工方便等优点，在地震设防烈度为6,7和8度时均适用，是目前高层建筑屮应用最广的转换层结构形式。2.转换层的主要结构形式和特点各种形式转换层山于结构形

2、式差别较大，其传力性能和抗震性能等存在明显差异。梁式转换结构传力直接、明确，传力途径清楚，结构计算相对容易。受力性能好、工作可靠、构造简单、施工方便，但是当转换梁跨度较大时，要求转换梁截面也较大，其质量和抗侧刚度也相应较大，因而地震反应较人。板式转换结构一方面使得上部结构布置方便，另一方面使得传力不清楚，受力复杂，结构计算相对困难，并且厚板集中了很大的刚度和质量，地震反应强烈。桁架式转换结构具有传力明确，传力途径清楚的特点•转换桁架不仅使开洞与设置管道方便，面巳他们的位置和大小具有很人的灵活性，使充分利用转换层的空间成为可能。桁架式转换结构抗侧力刚度和自重比转换梁小，使

3、得带析架式转换层高层建筑的质量和刚度突变相对缓和，地震反应比带转换梁的高层小很多。箱形转换结构是由单向托梁、双向托梁连同上下层较厚的楼板共同作用形成，其侧向刚度很人,较少用于房屋结构工程。1.转换层的主要结构形式以及设计原则3.1转换层的主要结构形式目前在工程屮应用转换层的主要结构形式冇：梁式、厚板、箱形、巨型框架等。我国高层建筑中，仅带转换层的建筑有几百栋之多。其中梁式转换层的建筑约占75%,板式转换约占12%。粱式转换层设计和施丁简单,受力明确，转换梁可沿纵向或横向平行布置当需要纵、横向同时转换时，可采用双向梁的布置，一般广泛应用于底部大空问剪力墙结构体系中。‘3.

4、2转换层设计原则（1）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，一且自身的这个空间既可作为止常使用楼层。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的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层。并加大屋面梁、板尺寸和厚度。以避免中问出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层・8度区不宜超过第3层。转换层位置超过上述规定时，应作专门研究并采取有效措施。（2）转换层的结构布置，研究

5、得出，底部转换层位置越高。转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变就越加剧；此外，转换层位置越高，落地剪力墙或简体易出现受弯裂缝•从而使框支柱的内力增大•转换层上部附近的墙体易于破坏。总之。转换层位置越高对抗震越不利。底部带转换层结构•转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。按现有的工程经验和研究结果，转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围冇约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7,8度抗震设计时的地下

6、室可采用厚板转换层。（3）转换层的抗震设计，带转换层的高层建筑结构中，山于设置了转换层沿建筑物高度方向刚度的均匀性受到很大的破坏，转换层结构竖向承载力构件不连续和墙、柱截面的突变，导致传力路线曲折、变形集中和应力集屮，因此转换结构的抗震性能较差。为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级釆用，己经为特一级时不再提高。提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架一核心简结构和外I韦I为密柱框架的简中简结构的抗震等级不必提高。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大；8度抗震设

7、计时，还应考虑竖向地震作用的影响。1.梁式转换层结构的设计与构造4.1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，若需耍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。当洞口内为较大时，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