高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計

呂 濤

（太原市聚川都市建筑工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030024）

眾多建筑結(jié)構(gòu)中大開間剪力墻結(jié)構(gòu)在我國建筑中廣泛的使用，尤其是在地震多發(fā)區(qū)，很多自然災(zāi)害原因迫使我國的建筑行業(yè)在進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須考慮到其中的細(xì)節(jié)。比如說首先要考慮復(fù)雜體型的高層建筑的抗震性能，同時還應(yīng)該考慮不同體型的特殊性的結(jié)構(gòu)，對于一些高難度結(jié)構(gòu)的設(shè)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(shè)計［1]。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層情況

1.1 鋼骨混凝土轉(zhuǎn)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(huán)節(jié)中，我國在建筑的過程中采用鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換構(gòu)建的實際工程是相對較少的，在國外鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

1.2 預(yù)應(yīng)力應(yīng)用在混凝土轉(zhuǎn)換層

預(yù)應(yīng)力作為一種特殊的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被廣泛的運用的土木建筑工程中的不同領(lǐng)域。一方面能夠給施工帶來創(chuàng)新性的運用，并且有利于建造承重荷載大面積轉(zhuǎn)換層，整個過程相對輕巧方便；另一方面能夠有效地節(jié)省鋼材與混凝土，有效的的提高效率降低成本。

1.3 轉(zhuǎn)換梁改善的性能

要想做到這一點，在進(jìn)行設(shè)計的過程中，可在轉(zhuǎn)換梁的上部框架中，涉及一定數(shù)量的斜腹桿，這樣一來能夠有效地讓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dān)單獨轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換能設(shè)置多道轉(zhuǎn)換梁，讓每一層轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換層的特點

梁式轉(zhuǎn)換層最重要的有一個整體共同彎曲變形的墻和轉(zhuǎn)換梁，其中轉(zhuǎn)換梁在這整體彎曲的受拉邊緣，假如仔細(xì)劑析轉(zhuǎn)換梁，會發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)傳力途徑通常運用墻-轉(zhuǎn)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(shè)計，節(jié)省了成本。另外轉(zhuǎn)換梁的受力性能比較好、構(gòu)造簡單和施工方便。轉(zhuǎn)換大梁是梁式轉(zhuǎn)換層的主要受力構(gòu)件，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)在水平荷載下會表現(xiàn)出有些異樣的受力性能。

3 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計與構(gòu)造的要求

3.1 轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計構(gòu)造

近年來，我國在內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作方面有了不斷的提高，其中普遍采用的轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計方法有：普通梁截面設(shè)計方法，偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計方法等各種不同的方法。做到轉(zhuǎn)換梁能夠有效地?fù)瓮猩喜拷Y(jié)構(gòu)的全部荷載是設(shè)計中非常重要的環(huán)節(jié)。但是由于在設(shè)計的過程中，上部結(jié)構(gòu)的靈活布置通常會讓下部結(jié)構(gòu)處于多變的受力狀態(tài)。上層住宅到底框上剪力墻結(jié)構(gòu)在剪力墻和底層框架結(jié)構(gòu)連接處要設(shè)置轉(zhuǎn)換力的構(gòu)件。轉(zhuǎn)換梁作為其中非常常見的一種方式。轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸通常在設(shè)計的過程中要進(jìn)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(zhuǎn)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(shè)計在構(gòu)造的過程中都是有嚴(yán)格的要求的，在進(jìn)行工作的過程中必須要按照要求來完成。

3.2 支柱的設(shè)計

框架支柱在設(shè)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(jù)不同的級別來設(shè)定不同的要求，四個抗震等級之間的設(shè)計在百分比方面的差別是相對較小的。在設(shè)計的過程中要把握分寸，并且要注意數(shù)據(jù)的精確，間距抗震設(shè)計必須要有明確的參照標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)計過程中，應(yīng)該沿著框架支柱的層次，進(jìn)行全面的加密?？蛑е鶓?yīng)采用一些復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，箍筋直徑通常保持在一定標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。其中6倍縱向鋼筋直徑的較小值。在進(jìn)行設(shè)計的過程中，如果不需要抗震設(shè)計，框支柱可以采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，無論有無抗震要求，在整個設(shè)計的過程中，都必須按照要求來進(jìn)行設(shè)計，只有這樣才能夠提高工程的質(zhì)量。

社會的進(jìn)步加快了城鎮(zhèn)化的步伐，建筑業(yè)也迎來發(fā)展的浪潮。適應(yīng)時代發(fā)展要進(jìn)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(rèn)的是高層建筑體在設(shè)計的過程中相對復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣，內(nèi)部空間復(fù)雜程度不斷地上升，對于高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計要求更加嚴(yán)格，這就要求建筑業(yè)在設(shè)計的過程中，必須要建立立面布置規(guī)則，優(yōu)化抗震性以及抗風(fēng)性的結(jié)構(gòu)體系，注意轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計構(gòu)造，同時還要嚴(yán)謹(jǐn)對待支柱的設(shè)計，按照數(shù)據(jù)要求嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計，只有這樣，才能不斷提升建筑質(zhì)量，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。