高層建筑梁式轉換層的結構設計

呂 濤

（太原市聚川都市建筑工程設計有限公司，山西 太原 030024）

眾多建筑結構中大開間剪力墻結構在我國建筑中廣泛的使用，尤其是在地震多發區，很多自然災害原因迫使我國的建筑行業在進行設計的過程中，必須考慮到其中的細節。比如說首先要考慮復雜體型的高層建筑的抗震性能，同時還應該考慮不同體型的特殊性的結構，對于一些高難度結構的設計需要運用整體計算分析的方式，在必要的過程中需加一些補充計算，全面做好抗震設計［1]。

1 高層建筑結構轉換層情況

1.1 鋼骨混凝土轉換層

拿鋼骨混凝土來說，它的量承載力與高度都是非常強的，能夠有效地減少截面的尺寸，同時塑造性與抗震性都是相對較高的。但是在以往的建筑環節中，我國在建筑的過程中采用鋼骨混凝土轉換構建的實際工程是相對較少的，在國外鋼骨混凝土轉換已經被廣泛應用。

1.2 預應力應用在混凝土轉換層

預應力作為一種特殊的行業標準已經被廣泛的運用的土木建筑工程中的不同領域。一方面能夠給施工帶來創新性的運用，并且有利于建造承重荷載大面積轉換層，整個過程相對輕巧方便；另一方面能夠有效地節省鋼材與混凝土，有效的的提高效率降低成本。

1.3 轉換梁改善的性能

要想做到這一點，在進行設計的過程中，可在轉換梁的上部框架中，涉及一定數量的斜腹桿，這樣一來能夠有效地讓轉換梁上的一部分垂直荷載改變力的方向，從而起到相互傳輸力的作用。另外剪承載力控制轉換梁的截面尺寸，由于尺寸相對較大，分別承托不同的層次，起到有效地分擔單獨轉換梁上承受的荷載的作用。在實際建筑的過程中，為了能夠使梁支托的柱上荷載，在傳給轉換梁之前，會提前卸去兩邊落地的框架，并且豎向傳力多道轉換能設置多道轉換梁，讓每一層轉換梁都能夠承托住上部所有層，切實地改變受力的性能。

2 梁式轉換層的特點

梁式轉換層最重要的有一個整體共同彎曲變形的墻和轉換梁，其中轉換梁在這整體彎曲的受拉邊緣，假如仔細劑析轉換梁，會發現它所受的彎矩是因為剪力墻的共同工作降低了許多。因為梁式轉換層結構傳力途徑通常運用墻-轉換梁-柱的形式，具有直接、明確傳力和途徑清楚傳力的好處。同時只需要簡單的工程計算、分析和設計，節省了成本。另外轉換梁的受力性能比較好、構造簡單和施工方便。轉換大梁是梁式轉換層的主要受力構件，轉換梁的位置對其受力形式與受力大小受有很大影響。比如說帶有轉換層的結構在水平荷載下會表現出有些異樣的受力性能。

3 轉換層結構的設計與構造的要求

3.1 轉換梁的截面設計構造

近年來，我國在內結構設計工作方面有了不斷的提高，其中普遍采用的轉換梁截面設計方法有：普通梁截面設計方法，偏心受拉構件截面設計方法等各種不同的方法。做到轉換梁能夠有效地撐托上部結構的全部荷載是設計中非常重要的環節。但是由于在設計的過程中，上部結構的靈活布置通常會讓下部結構處于多變的受力狀態。上層住宅到底框上剪力墻結構在剪力墻和底層框架結構連接處要設置轉換力的構件。轉換梁作為其中非常常見的一種方式。轉換梁的截面尺寸通常在設計的過程中要進行明確的計算，只有這樣才能夠有效地避免不必要的破壞，能夠擁有較為合適的匹配率。特別注意轉換梁在使用的過程中，不適合開洞，如果需要開洞的話，洞口必須處于梁中和軸附近。這些設計在構造的過程中都是有嚴格的要求的，在進行工作的過程中必須要按照要求來完成。

3.2 支柱的設計

框架支柱在設計的過程中，對于抗震性要求是非常高的。其中必須要注重的是支柱軸壓比，框支柱軸壓比在計算的過程中要確定框支柱截面的尺寸，一般情況下，抗震等級要根據不同的級別來設定不同的要求，四個抗震等級之間的設計在百分比方面的差別是相對較小的。在設計的過程中要把握分寸，并且要注意數據的精確，間距抗震設計必須要有明確的參照標準。一般情況下，大部分的縱向鋼筋匹配率也有自己明確的要求，框支柱箍筋在設計過程中，應該沿著框架支柱的層次，進行全面的加密。框支柱應采用一些復合螺旋箍或井字復合箍，箍筋直徑通常保持在一定標準之內。其中6倍縱向鋼筋直徑的較小值。在進行設計的過程中，如果不需要抗震設計，框支柱可以采用復合螺旋箍或井字復合箍，無論有無抗震要求，在整個設計的過程中，都必須按照要求來進行設計，只有這樣才能夠提高工程的質量。

社會的進步加快了城鎮化的步伐，建筑業也迎來發展的浪潮。適應時代發展要進一步緩解住房壓力以及占地面積的壓力，因此做好高層建筑勢在必行。不可否認的是高層建筑體在設計的過程中相對復雜，結構設計多樣，內部空間復雜程度不斷地上升，對于高層建筑梁式轉換層結構設計要求更加嚴格，這就要求建筑業在設計的過程中，必須要建立立面布置規則，優化抗震性以及抗風性的結構體系，注意轉換梁的截面設計構造，同時還要嚴謹對待支柱的設計，按照數據要求嚴格進行設計，只有這樣，才能不斷提升建筑質量，推動產業發展。