高层建筑中梁式转换层结构设计的探讨

高层建筑中梁式转换层结构设计的探讨

王怀东

王怀东

中冶南方工程技术有限公司湖北武汉430223

摘要：梁式转换层是高层建筑中应用最广泛的转换层结构型式，研究其设计具有重要的现实意义。本文就高层建筑中梁式转换层结构的设计展开了探讨，分析了梁式转换层结构形式和受力机理，并对其设计原则及设计方法进行了详细介绍。

关键词：梁式转换层；设计原则；设计方法

0引言

随着建筑行业的迅猛发展，高层建筑的结构和功能日益复杂，具有转换层的高层建筑越来越多。在高层建筑中，梁式转换层以其传力途径清晰、结构简单、施工方便等优点被广泛应用于高层建筑中，是高层建筑最常见的转换层结构型式。而梁式转换层结构的设计关系到高层建筑的稳定性，影响到工程的施工质量。因此，探讨高层建筑中梁式转换层结构设计具有十分重要的意义。

1梁式转换层结构形式和受力机理分析

在高层建筑结构的设计中要考虑下部的刚度要大于上部结构，采用的措施是下部增加墙体、增加柱网，而上部逐渐减少墙柱的密度。显然，这在高层建筑设计中是不现实的，因为高层建筑的使用功能对空间要求却是下部大空间，往上部逐渐减小，因此对高层建筑结构的设计就要考虑反常规设计方法。

在《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3-91）中，规范对转换梁的最小高度和宽度作如下规定：框支梁截面的宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度，不宜小于其上墙体截面厚度的2倍，且不易小于400mm；当梁上托柱时，尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。进行抗震设计时转换梁高不小于其跨度的1/6；非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的1/8。从该设计规程中可知，采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度，增强结构的可靠性。

1.1梁式转换层结构形式

实际工程中应用的梁式转换层结构有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构，根据其受力特点可分为以下几种形式（图1）：

（转换梁剪压比为：Vmax/fcbho）

式中，Vmax为转换梁支座截面最大组合剪力设计值；Fc式中，Vmax为转换梁混凝土抗压强度设计值；f为转换梁腹板宽度；h0为转换梁截面有效高度。

在初步确定转换梁断面时可取Vmax=（0.6～0.8）G

式中，G为转换梁按简支状态计算分配上部传来的所有重力荷载下支座截面的剪力设计值，当上部结构整体钢度较好且能与转换梁协同工作时取小值，否则取大值。

4转换梁设计的注意点

1）转换梁设计占高层建筑转换层设计的决大多数，在实际应用中，通常把转换层作为设备层来使用。因此，在转换梁设计中要考虑腹部开口相对大小和开口位置。

2）要充分考虑转换梁与上部结构共同工作的程度，通常分为完全、部分和没有共同工作三种情况来分析，否则会造成梁的跨中弯矩和支座剪力与实际情况发生很大差异。

3）尽量避免转换层与下部结构竖向刚度产生突变，对下部结构在满足建筑物使用功能要求的基础上，应提高下部结构的截面尺寸，增加剪力墙、提高混凝土的强度等级，一般转换层混凝土强度等级应不低于C30。

4）设计时要充分考虑施工的可操作性和满足建筑外观的要求

5结语

综上所述，当前高层建筑日益增加，梁式转换层结构应用也越来越多，研究高层建筑的梁式转换层结构设计具有十分重要的现实意义。在实际工程设计中，设计人员要根据工程的实际情况，认真分析计算各个环节的设计，选择合理的设计方案；同时在施工过程中要严格控制施工的质量，确保梁式转换层结构质量达标，保证高层建筑工程的整体质量。

参考文献：

[1]杨永康.浅谈高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[J].中华民居（下旬刊）.2014（10）

[2]於斌.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[J].居业.2015（10）