高層建筑梁式轉換層結構的設計

吳海霞

【摘要】高層建筑的功能多、類型多，需采用梁式轉換層結構，滿足高層建筑的結構需求。高層建筑中梁式轉換層有著重要的作用，提高了建筑施工的質量，同時保障高層建筑的抗震能力，因此，本文主要探討高層建筑中梁式轉換層結構的設計內容。

【關鍵詞】高層建筑;梁式轉換層;設計

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，高層建筑的功能越來越多，居住、娛樂、銷售等多個功能均集中體現(xiàn)到建筑工程中，這時就需要梁式轉換層結構設計來規(guī)劃建筑功能，確保高層建筑能夠滿足功能的需求。梁式轉換層設計在高層建筑中具有足夠的穩(wěn)定性，完善了建筑結構設計，確保高層建筑的整體安全性。

1、高層建筑對梁式轉換層的功能需求

高層建筑對梁式轉換層設計有一定的需求，高層建筑的功能決定了梁式轉換層的應用方法[1]。現(xiàn)階段高層建筑中，什么類型的工程需要用到梁式轉換層是行業(yè)中較為關注的問題，這樣能夠明確梁式轉換層在高層建筑中的實際應用。高層建筑結構中設計了非常密集的下部結構，雖然下部結構穩(wěn)定性比較好，但是建筑的樓層越高受力就越不穩(wěn)定，尤其是上方受力密度會呈現(xiàn)下降的趨勢，建筑整體上會有下密上疏的表現(xiàn)，上部結構大多為辦公、居住的功能，不能有密度低和受力不均的情況，這種情況下高層建筑就應該設計梁式轉換層結構，梁式轉換層促使高層建筑上下結構之間的傳力均衡，避免出現(xiàn)應力集中的情況，平衡高層建筑的內部受力，同時還能把控好整個建筑結構的安全與穩(wěn)定。

2、高層建筑中梁式轉換層的設計優(yōu)勢

高層建筑中梁式轉換層的設計優(yōu)勢明顯，梁式轉換層逐漸成為高層建筑中不可缺少的結構，列舉梁式轉換層設計在高層建筑中的優(yōu)勢，如：（1）梁式轉換層施工簡單，其可運用簡單的施工方法完成高層建筑中不同功能之間的過度，避免影響高層建筑的結構穩(wěn)定性;（2）梁式轉換層結構受力明確，其在高層建筑中不會有不明確的受力，而是受力清晰，這樣就能保證梁式轉換層能夠滿足高層建筑的需求，強調梁式轉換層在高層建筑中的受力穩(wěn)定性;（3）梁式轉換層具有剛度和耐久性方面的優(yōu)勢，其可滿足高層建筑抗震設計方面的需求，向高層建筑提供穩(wěn)定的剛度，確保高層建筑在使用期間的安全性，同時也保證了高層建筑壽命期中的穩(wěn)定度，預防振動破壞。

3、高層建筑中梁式轉換層的形式分析

高層建筑梁式轉換層中常見的形式有如下幾類，分別是：梁墻梁式結構、厚板結構、箱型結構、斜桿支架式結構、空腹支架式等幾類，高層建筑中有80%比例的工程項目中選用了梁式轉換層結構，高層建筑的底部大空間剪力墻結構中大多都采用了梁式轉換層結構，目的是完善建筑功能，強調高層建筑結構的穩(wěn)定性。

4、梁式轉換層的設計要點和注意事項

梁式轉換層在高層建筑中的設計要點主要有3點，探討這3點設計要點和注意事項，如下：

4.1截面設計要點及注意事項

高層建筑梁式轉換層中的截面設計要根據(jù)梁結構的受力狀態(tài)，同時根據(jù)轉換層的受力，設計出柱型截面或者托墻型截面。截面設計時要計算出截面的尺寸大小，規(guī)范設計截面的配筋，要以梁式轉換層的實際情況為根據(jù)設計剪壓比，為了預防截面上有脆性破壞，還需調整轉換梁的截面尺寸，一定要保證截面有正確的含箍率，計算中要把剪力值乘上1.2，該數(shù)值為放大系數(shù)，梁式轉換層的主筋中不能設計接頭，需要有一半以上的主筋設計成貫穿狀態(tài)，截面的梁式轉換層上不能有開洞設計[2]。截面設計中要注意使用混凝土的強度不能低于C30，如有滿跨的情況就要采取深梁設計，確保梁式轉換層能夠起到作用。截面設計時還要重點考慮軸向拉力的影響，根據(jù)實際情況提升縱筋的配筋量，設計時不要運用偏心受拉構件，一定要確保截面設計符合高層建筑的需求，確保梁式轉換層的準確應用。

4.2框支柱設計要點及注意事項

框支柱在高層建筑梁式轉換層中的設計要注意建筑自身的地震級別，按照地震級別規(guī)劃框支柱級配，框支柱的設計參數(shù)需靈活調整，設計中參考一級軸力值和二級軸力值，調整完之后放大受力值，選擇匹配的擴大系數(shù)，建議一級為1.50，二級為1.25，在此基礎上計算框支柱數(shù)量。框支柱設計中要注意框支柱決定了梁式轉換層中的框支層。框支柱設計時的受力總和不能超過地基受力的百分之二十，假如高層建筑梁式轉換層中的框支柱超出10根，此時框支層可設計成1層、2層[3]。框支柱設計中，剪力、受力以及框支層中出現(xiàn)的差異要根據(jù)梁式轉換層在高層建筑中的實際情況調整或確定，進而計算出框支柱的設計數(shù)值，應用到高層建筑的梁式轉換層上。

4.3框支梁設計要點及注意事項

框支梁在梁式轉換層中的設計要點集中在受力分析和參數(shù)計算兩個點上，高層建筑的梁式轉換層中，框支梁存在多方受力，如結構載荷、內部傳輸力等，以剪壓比為參考計算出框支梁界面的尺寸，框支梁界面和梁式轉換體存在著直接的關系，尤其是穩(wěn)定性關系，框支梁設計期間必須要考慮框支梁跨度的影響，一般情況下框支梁跨度的六分之一用作框支梁跨度設計的參考，而高層建筑墻體厚度關系到框支梁的寬度數(shù)值，框支梁寬度可設計成墻體的兩倍，不能低于4m。框支梁設計時非常復雜，其有繁瑣的受力結構，其為梁式轉換層中較為復雜的一類，合理設計框支梁的受力，準確計算框支梁中的參數(shù)，發(fā)揮框支梁中級配受力的應用。

5、梁式轉換層設計在高層建筑中的發(fā)展前景

高層建筑中梁式轉換層設計的發(fā)展前景非常好，梁式轉換層的發(fā)展中，可以匯總出3類在高層建筑上較為常用的結構，分別是：（1）鋼骨混凝土轉換層，此類梁式轉換層的優(yōu)勢較多，比如剛度優(yōu)勢、承載優(yōu)勢等，這類結構在高層建筑中并沒有普及起來，是未來發(fā)展的主要結構形式，其可減少支模拆模的操作量，加快工程進度[4];（2）預應力混凝土轉換層，此類結構的轉換層中，混凝土受到一定程度的預壓應力，避免混凝土有開裂的情況，而且預應力混凝土結構的梁式轉換層有著輕量的優(yōu)勢，有助于節(jié)約材料和成本，其適用于大跨度轉換的高層建筑中;（3）新型轉換層結構，該結構也就是疊層桁架結構，這種結構是跟隨著高層建筑的發(fā)展而興起的，把多個大截面的桿件結合起來，結合的方式為桁架空間疊層，促使新型轉換層結構能夠穩(wěn)定的傳遞高層建筑中的荷載，實現(xiàn)功能轉換。

結語：

我國越來越多的高層建筑中使用了梁式轉換層結構，發(fā)揮梁式轉換層結構的設計功能，優(yōu)化高層建筑結構。梁式轉換層結構在建筑工程中有著諸多的優(yōu)勢，同時也具有良好的發(fā)展前景，高層建筑中應該根據(jù)自身的情況規(guī)劃好梁式轉換層的結構設計，明確梁式轉換層的使用目的，進而滿足高層建筑的實際需求。

參考文獻：

[1]鐘桂松.關于高層建筑梁式轉換層結構設計討論[J].建筑技術開發(fā)，2019，46（16）：3-4.

[2]張敏.高層建筑梁式轉換層結構設計研究[J].江西建材，2019（07）：110-111.

[3]劉奕明.高層建筑梁式轉換層結構設計的要點分析[J].建材與裝飾，2019（13）：91-92.

[4]楊一洋.探究梁式轉換層結構設計在高層建筑工程中的應用[J].建材與裝飾，2019（11）：107-108.