建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用探討

茹湖智

（鶴山市建筑設計院有限公司　廣東　江門　529700）

建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用探討

茹湖智

（鶴山市建筑設計院有限公司廣東江門529700）

建筑行業的不斷進步，人們對建筑工程的設計要求越來越高，建筑梁式轉換層結構的設計對建筑的質量有著非常大的影響，本文通過對建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用進行分析，以期為相關人士提供理論參考，提高建筑梁式轉換層的結構設計水平，提高梁式轉換層結構在建筑工程中的應用。

建筑；梁式轉換層；結構設計原理；應用

經濟的迅猛發展，促進城市化規模不斷擴大，對建筑的需求越來越大，目前我國城市土地資源利用緊張，高層建筑的建設能夠緩解城市土地資源利用緊張的情況。梁式轉換層結構設計通常應用在高層建筑中，為提高梁式轉換層結構的應用效率，需要在設計的時候遵循梁式轉換層結構的設計原則。梁式轉換層結構將高層建筑的空間合理的進行利用，不僅能夠緩解建筑空間利用緊張問題，還能增強建筑的平衡性，提高建筑的安全性，為人們的生命財產安全提供保障，方便人們的生活。

1　建筑梁式轉換層結構設計原則

1.1合理布置轉換層的主要結構

在建筑的轉化層一般設置有豎向構件，在建筑的上面部分，豎向構件不能直接落地，并且無法實現連續貫通的狀態，要保證建筑轉化層的穩定堅固，必須要保證轉換層結構的安全，轉換層在設計使用建筑材料的時候，可以使用轉換大梁和轉換厚板，箱型結構和斜撐也應用的較多。在地震頻發地區，建筑轉換層結構就不應該使用轉換厚板。轉換厚板一般應用于地震發生率低的地區和一些地下室建筑中，地下室的周圍有土層進行約束，地震發生時，地下室受到的影響比地面建筑要小，所以經常將厚板轉換層應用到地下室建筑結構中。轉換層結構在設計布置的時候，一定要根據建筑的實際情況和周邊環境，進行嚴格的設計[1]。

1.2梁式轉換層的結構位置要合理

梁式轉換層的位置對建筑的抗震性能有較大的影響，將轉換層結構設置在較高的位置，會影響轉換層周圍的框支剪力墻結構，會導致框支剪力墻的剛度和內力都下降，使轉換層結構的抗震性能下降，剪力墻的結構不同于建筑抗震結構，會造成建筑設計人員很難精準的設計建筑抗震結構，對建筑結構質量造成影響。轉換層結構在進行高位轉換的時候，對轉換層下面的框支結構要進行嚴格控制，尤其是框支結構的剛度，框支結構的軸向彎曲情況、剪切情況和變形情況都影響到框支結構的剛度，對這些因素要進行詳細分析，將轉換層之間的內力和末移角突然變化的發生率降到最低。對落地剪力墻之間的間距進行設計的時候，要嚴格按照建筑設計的相關規范標準，避免出現誤差[2]。

1.3保證轉換層具有一定的剛度

對建筑結構進行設計的時候，要重點注意轉換層的剛度，轉換梁和剪力墻對轉換層的剛度影響都較大，要使轉換層的剛度達到規范要求，在通常情況下，要保證轉換梁的高度不能低于跨度的12%，促進轉換層和下面結構部件的內力能夠實現有效合理的分配，提高剪力墻和轉換梁的受力能力，提高轉換層結構的剛度。

1.4轉換層下部主體的結構剛度要增強

要保證建筑的施工質量，就要保證建筑下部結構的剛度、強度和抗震能力都能達到規范要求，所以對建筑主體結構進行設計的時候，對轉換層下部結構的設計要尤其重視，保證轉換層下部結構的剛度符合規范要求。轉換層上部結構對剛度的要求不高，在設計的過程中，要對上部結構的剛度進行弱化，讓轉換層上部結構的剛度與下部結構的剛度能夠適應轉換層結構變形的特征，使轉換層更加平衡穩定。增強轉換層下部結構剛度的方法有很多，最常用的方法就是增加剪力墻的設置來增強轉換層下部結構剛度，在進行增設剪力墻的時候，一定要注意將建筑結構的整體剛度進行均勻的分布，有效的促進質量中心與剛度中心吻合，防止質量中心和剛度中心出現偏移的現象，一旦質量中心和剛度中心任意一個出現偏移狀況，就會影響建筑結構的穩定性和安全性。也可以將轉換層下部主體結構的截面尺寸增大來提高剛度，增加截面尺寸要注意合理的選擇截面，如果選擇簡體截面來增加尺寸，在轉換層的下部結構中，就會加大簡體截面抗震總剛度的比重，也會加大抗震荷載，所以在轉換層設計的時候，一定要將抗震性能進行重點設計。還可以通過提高混凝土的強度等級來提高轉換層下部結構的剛度[3]。

1.5對稱布置剪力墻和轉換柱

建筑梁式轉換層在設計的過程中，要保證剪力墻與轉換柱實現對稱布置，這樣可以在轉換層的梁跨中將梁上面的立柱進行轉換，因為轉換梁在變形的時候，轉換層梁上立柱的柱腳位置受到力的作用，轉角的幅度會增大，從而使立柱出現彎曲和剪切的現象，嚴重的話會導致立柱的內力發生超筋現象，嚴重影響建筑梁式轉換層的穩定性。如果實現剪力墻與轉換柱對稱，能夠避免這些問題的發生，有效提高建筑梁式轉換層結構的質量[4]。

1.6合理的對轉換層進行豎向布置

建筑梁式轉換層結構在設計的時候要考慮到結構的剛度，就需要減少豎向構件的設置，在轉換層設置較多的豎向構件，會減少進行轉換的結構，降低轉換層的剛度，對建筑的抗震設計造成不利影響。根據建筑的實際情況，分析建筑對功能有哪些需求，在布置轉換層的時候，可以將技術的設備層設置在轉換層自有的空間內，轉換層自有的空間也可以設置為普通的樓層以供使用，在設置的時候要保證轉換層的剛度符合要求，防止轉換層豎向的剛度出現太大的差異。

1.7全面計算梁式轉換層結構

建筑梁式轉換層是建筑結構中非常重要的組成部分，計算轉換層實際受力的時候，首先要對三維空間整體結構進行詳細分析，通常采用有限元的計算方式對轉換層結構布局進行計算和補充。局部的計算模型一般用在兩層的結構中，利用局部的計算模型進行計算的時候，要保證模型的實際運行狀況符合外界實際條件[5]。

2　建筑梁式轉換層結構的應用

2.1工程概況

本文通過對廣東韶關的一棟高層多功能樓房為例，來分析梁式轉換層結構的應用情況。廣東韶關某棟多功能樓房在地面上總共有22層，地下有2層，樓房總共有70m高，1～4層都作為商業門面，第4層采用的是梁式轉換層結構，作為商業門面與住宅房的轉換層。5～22層都設置為住宅房，采用的是剪力墻結構。

2.2建筑梁式轉換層結構應用分析

廣東韶關的這棟多功能樓房應用梁式轉換層結構，依據轉換層結構設計原則對其進行設計，為保證結構剛度，將轉換層結構的構件截面尺寸設置的較大，應使用不同種類且直徑較大的主筋和箍筋，框支柱和框支梁都使用三級鋼筋，主筋的直徑有32mm和34mm。轉換層有5.43m的層高，框支梁有兩種，其截面尺寸分別為1000×2000和1400×2200，而1400×2000和1400× 1400是框支柱的截面尺寸。箍筋的直徑較大，并且箍筋的種類較多，按照設計圖紙上設計的尺寸來制作箍筋，為避免箍筋尺寸出現誤差，每次制作箍筋的時候，不能同時制作太多的箍筋，并且對箍筋進行綁扎的時候一定要用正確的綁扎方法，保證箍筋的質量[6]。該工程的梁式轉換層結構上層為剪力墻，結構下層為轉換的框架結構，利用雙向梁布置的轉換方式可以進行縱橫兩個方向同時轉換[6]。

3　結束語

建筑梁式轉換層結構在設計的時候，必須以設計原則為依據，將正確的理論指導應用到設計的過程中，促進梁式轉換層設計水平的提高，保證建筑梁式轉換層結構符合建筑實際情況，有效避免建筑梁式轉換層結構出現施工誤差，促進建筑梁式轉換層結構建設的發展。

[1]張博.高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用[D].湖南大學，2011，01（02）：56～57.

[2]周瑞民.高層建筑梁式轉換層結構設計的原理及其應用分析[J].科技創新導報，2014，04（11）：67.

[3]付全.分析高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用[J].建筑設計管理，2014，08（16）：60～61.

[4]楊永康.淺談高層建筑梁式轉換層結構設計原理及其應用[J].中華民居（下旬刊），2014，10（03）：113～114.

[5]邱龍斌.關于高層建筑梁式轉換層結構設計分析[J].河南建材，2014，06（01）：82～83.

[6]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，2010，28（08）：145～146.

TU973

A

1673-0038（2015）19-0025-02

2015-4-2

茹湖智（1987-），男，助理工程師，碩士研究生，主要從事建筑結構設計工作。