高層建筑梁式轉換層結構設計的原理及其應用分析

周瑞民

摘 要：在設計高層建筑梁氏轉換結構的過程中，設計人員必須能夠掌握全面的有關于梁氏轉換層結構設計的理論知識，同時還必須要能夠有效的應用在實際的建筑中，將理論知識有效的應用在設計上，設計出較為健全和完善的設計方案，保證設計工作能夠順利進行。該文主要分析了高層建筑梁氏轉換層結構設計的原理和應用。

關鍵詞：高層建筑 梁氏轉換層 結構 設計 原理 應用

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0067-01

隨著我國科技和社會經濟的逐漸發展，同時也使建筑行業取得了一定的發展，我國人民生活水平的不斷提高，使得人民對建筑物的要求也不斷的提高。為了能夠較好的使人們對購物和停車等要求，現代的建筑越來越多采用了梁氏轉換層的建筑結構[1]。梁氏轉換層建筑結構上層部分主要是采用純剪力墻的轉換層的建筑結構，而下部分的剪力墻則是采用框架式的建筑結構，這樣的具備具有直接、明確和間接等優點，梁氏轉換層建筑結構式現如今最為流行的建筑結構設計，本文對梁氏轉換層結構設計的原理和應用進行了分析。

1 高層建筑梁氏轉換層結構設計的原理以及應用分析

1.1 轉換層的主要結構布置形式

轉化層的上面部分的豎向構件不能夠直接的連續貫通落地，所以，轉換層的轉換結構必須是安全并且可靠。根據現在的研究結果和安全規定，轉換構件可以使用斜撐和轉換大梁，厚板和箱型結構等。但是轉換厚板很少應用在地震較多的地區，可以應用在6度抗震和非地震區的設計當中，相對于較大空間的地下室，因為周圍有一定的約束作用，地震的反應會比地面以上的框支結構要小，所以第七層和第八層的抗震設計可以使用厚板轉換層[2]。轉換層的主要結構有布置必須要嚴格謹慎，根據實際情況進行合理設計。

1.2 全面的計算梁氏轉換層結構

轉換層是整個梁氏建筑結構當中的十分重要和關鍵的部分，在對轉換層的實際受力變形進行計算的過程中，必須要分析轉換層的三維空間的整體結構，比如說可以利用有限元的計算方式計算和補充轉換層的結構實施布局。此外，在轉換層結構以上的地方必須要采用兩層的結構踩可以進行局部的計算模型，在使用的過程中，模型的外界條件和模型的實際運行狀態必須符合。

1.3 梁氏轉換層的結構位置不能高但是可以稍微偏低

如果轉換層的結構位置過高，那么很容易降低框支剪力墻結構在轉換層附近的剛度和內力，不能很好的起到抗震的作用，不利于在抗震方面的設計，因為抗震設計的概念結構和剪力墻結構有一定的差別[3]。在進行高位轉換的過程中，必須嚴格的掌握好轉換層下面部分的框支結構的剛度，重點考慮到軸向彎曲、剪切和變形等，因為剛度的效率必須是相同的，這可以有效的降低層間的未移角和內力突變。并且，在設計落地剪力墻間距時，必須非常嚴格，必須做到一絲不茍。

1.4 轉換層必須具有一定的剛度

在設計建筑結構的過程中，必須要保障轉換層有足夠的剛度，一般情況下，梁的高度必須要大于跨度的12%，這樣才可以有效的確保內力在轉換層和下部構建的合理分配，轉換梁和剪力墻柱的受力性能相對較好，才能夠對結構轉換發揮重要的作用。

1.5 注重轉換層下部的結構剛度

為了有效的確保建筑物的下部結構能有一定的剛度、強度、延性和抗震等能力，應該注重轉換層下部分的主體結構的設計，使它能夠有足夠的剛度，而轉換層的上面部分則應該弱化結構的剛度，使得轉換層的下部分和上部分的結構剛度和結構變形的特征能夠更為接近。強化轉換層的下部分結構剛度，通常都是采用增設剪力墻、增加轉換機的下部分的主體結構的截面尺寸和使混凝土的強度等級得以提高等多種方法強化轉換機的下部分主體結構的剛度[4]。這個過程需要注意兩個方面的問題：第一是一般情況下在增設剪力墻提高轉換機抗測剛度的過程中，均勻的分布好建筑結構的整體剛度，使剛度的中心和質量的中心能夠有效重合，避免兩者的中心出現偏移，導致整體建筑物的結構出現扭轉；第二是如果增大簡體截面的尺寸，會造成簡體處于整個下部結構的抗測總剛度比重加大，這樣的話，簡體所能承受的抗震荷載也會加大，安全的設計抗震的第一層防線必須受到重視。

1.6 剪力墻和轉換柱的對稱布置

在設計梁氏轉換層的過程中，剪力墻和轉換住應該處于對稱的狀態，梁上面的立柱必須能夠轉換在梁跨中，避免轉換梁在變形的過程中，立柱于梁上面的柱腳位置發生較大的轉角情況，同時導致立柱的柱腳也出現較大的變形，造成柱的彎曲和剪切，導致立柱發生較大的內力超筋。

1.7 轉換層的豎向布置

在結構轉換的過程中，應該盡量的減少豎向構件，因為豎向的構件越多，結構的轉換接越少，所以也會導致轉換層的結構剛度突變會越來越小，不利于建筑的抗震設計。另外，轉換結構可以根據結構傳力和建筑功能的需要，沿著高層的建筑較為高度的方向的多處或者是一處靈活的進行布置；也可以根據建筑的功能的要求，在樓層的局部設計和布置轉換層，并且它自身的空間不僅可以作為技術的設備層，也可以作為正常的樓層使用，但是也要確保轉換層有足夠的剛度，避免導致豎向的剛度太懸殊。商住的大底盤多大樓的建筑，塔樓的轉換層最好是布置在裙房的屋面層，并且加大厚度、板尺寸和屋面梁，有效的防止中間的位置出現剛度較小的樓層，降低震害[5]。部分的框支剪力墻，在設計建筑結構的過程中，應特別注意轉換層的位置，7度區不能超過第五層，而8度區則不能超過第三層。如果轉換層的位置超過了以上所描述的，那么就應該要采取一定的措施進行應對。

2 結語

該文主要探討了分析了高層建筑梁氏轉換層的設計原理以及應用，在設計高層建筑梁氏轉換層的過程中，必須要做好充足的前提準備工作，必須具有一定的理論性知識，并且合理的應用到實際的施工過程中，要能夠有效的對容易出現的問題做好防護措施，設計好細節，避免在細節的上出現問題埋下安全隱患。在設計當中，設計人員還應該總結在設計上存在的不足點，并且認真改正，確保在下一個建筑中不會出現同樣的錯誤，進而有效的促進高層建筑的良好竣工，同時也促進我國建筑行業的發展。

參考文獻

[1] 張博.高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用[J].湖南大學，2011，9（2）. 23-24.

[2] 張娟娟，邴作慶.談高層建筑梁式轉換層結構設計[J].科技創業家，2013，9（1）： 63-64.

[3] 余添朋.探析高層建筑梁式轉換層結構設計[J].中華民居（下旬刊），2012，11 （25）：142-143.

[4] 鄭黃鶴.淺析高層建筑梁式轉換層結構設計的要點[J].中國建設信息，2010，1 （23）：123-124.

[5] 覃文勝.高層建筑梁式轉換層結構設計探討[J].中國高新技術企業，2010，10（1）： 86-87.endprint