帶梁式轉換層的超限高層建筑結構設計研究

丁進 蔡曉燕

摘 要：隨著我國社會經濟的不斷發展以及高科技技術水平的不斷提高，我國的建筑行業也取得了非常大的進步。同樣的，建筑行業的迅猛發展也為我國的國民經濟增長以及人民生活水平的上升都帶來非常大的幫助。與此同時，隨著建筑行業更加多元化的發展，各種各樣的設計也是層出不窮。本文將就帶梁式轉換層的超限高層建筑結構設計進行研究分析。

關鍵詞：帶梁式轉換層；超限高層建筑結構；設計；原則

各種形式的轉換層因為其結構的形式上差異較大，所以其在傳力性以及抗震性方面都存在有明顯的不同。下文將簡單介紹幾種形式的轉換結構，并對帶梁式轉換結構進行深入的探討分析。

1 轉換層的主要結構的形式特點以及帶梁式轉換層的設計原則

1.1 各種轉換層的主要形式及特點

一般應用較為廣泛的轉換層主要有板式轉換層結構，析架式轉換層結構以及帶梁式轉換層結構。板式的轉換結構在上部的結構設置方面比較方便，但是同時也致使了其傳力性不好，受力比較復雜，結構計算方面比較困難等缺陷，而且其厚板也集中了非常大的剛度以及質量，這對地震的反應也會比較強烈。

析架式轉換結構的傳力性能較強，傳力的途徑清楚明確。轉換析架也使得開洞以及設置管道非常的方便。而且其位置與大小也具有非常大的靈活性。使轉換層的空間得以充分的利用。析架式轉換結構的抗側力剛度與自身重量都比轉換梁要小，這個特點也使得帶析架式轉換層高層建筑的質量和剛度的變化相對緩和。其對地震反應的劇烈程度也比帶轉換梁的高層建筑要小很多。

梁式轉換結構同析架轉換結構一樣，它的傳力性能非常好，傳力的途徑明確直接，其在結構上計算也比較容易。受力性好、工作的可靠性高、構造相對來說比較簡單、方便施工等等是梁式轉換結構的優點，但是其轉換梁的跨度較大的時候，其對轉換梁的截面要求也隨之增大，這就引起了質量和抗側剛度的增大。因此，其對地震的反應也會比較劇烈。

1.2 梁式轉換層超限高層建筑結構的設計原則

帶轉換層超限高層建筑結構是一種受力非常復雜以及并不利于抗震的結構體系。它在進行結構總體的設計時，特別是對于抗震設防方面的設計，一定要遵循以下原則：第一，傳力要直接，盡量避免進行多次轉換。布置轉換層的上下主體豎直方向的結構時，要盡量使得水平方向的轉換結構傳力直接明確。并通過合理的結構布局，使不落地的剪力墻通過轉化托梁來直接傳遞給豎直方向的承重構件，盡量的避免轉換次梁和水平上的多級轉換。以期可以做到最短的傳力途徑。第二，強化底部，弱化上部。保證建筑的底部空間有合適的剛度、延展性以及抗震的性能。在設計的時候，要著重強化轉換層下部主體結構的剛度，弱化轉換層上部主體結構的剛度，使上下部分的剛度以及形變可以盡量的保持一致。

2 帶梁式轉換層的超限高層建筑結構的關鍵設計

2.1 設計延性剪力墻的主要策略

控制剪力墻的塑性鉸，使其出現在框支層以上的上部墻體中。避免出現框支層大變形的情況。加強對落地剪力墻的下部設計，防止出現剪切破壞，屈服的情況。同時也要加強對框架支柱的設計，要讓其具有足夠延性轉換梁的截面尺寸以及安全儲備，這點一般是通過對其剪壓比的計算來進行確定的。

另外轉換梁上一般是不能開洞的，如果必須要開洞的話，洞口的位置適宜放在梁中和軸的附近。洞口上弦桿以及下弦桿一定要加強措施，比如加密箍筋等等。以用來提高其抗剪的能力。在計算上下弦桿的箍筋時可以將剪力的初始設計值放大1.2。當洞口的內力較大的時候，也可以采用型鋼構件來加強其抗剪能力。

2.2 對風力的負荷載重以及地震作用下結構層間的位移角實行有效的控制

在地震的作用下，要保證超限高城建筑的安全與穩定性，就一定要根據相關的規定對地震基底剪力與重力荷載的代表值進行一定的限制。除此之外，我們也需要在一定程度上控制建筑結構層的地步加強區域減力墻以及其他部位剪力墻、框架支柱和非框架支柱的軸壓比。

2.3 注意轉換層樓板平面內的剛度

在建筑工程的施工過程中，樓板主要是以現澆混凝土作為施工材料，一般施工中，樓板的厚度大概都控制在200mm左右。與此同時，也要注意加強轉換層下層樓板平面內的剛度。同樣的，對其樓板厚度也要進行一定的控制，一般轉換層下層樓板的厚度控制在150mm左右。另一方面，從結構的布置上來看，最好也要保證轉換層樓板的對稱性，并要著重加強薄弱部分樓板的厚度以及其配筋密度等。

3 結 語

本文主要對帶梁式轉換層超限高層建筑結構設計進行了研究與探討，并對各種轉換層的結構形式以及特點進行了簡單的介紹分析。并就帶梁式轉換層的特點闡述了其在超限高層建筑結構設計的關鍵問題。現在，我國建筑行業對于超限高層結構設計方面的經驗還不夠豐富，許多設計還達不到預期的施工目標。但隨著我國建筑行業經濟技術的不斷發展，在進行建筑結構相關設計方面也一定會很快趕上其他發達國家，不斷地發展進步。

參考文獻

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