高層建筑中梁式轉換層的結構設計研究

鄧志勇 王曉瑜

摘要：伴隨我國經濟的快速發展，建筑事業的發展進程不斷加快，尤其是高層建筑，在高層建筑設計的過程中，結構設計研究環節發揮重要作用。長期以來，在高層建筑結構設計的過程中，相關管理人員也在不斷完善改進的對策，雖然取得一些成效，但是仍舊存在諸多的缺陷，阻礙高層建筑結構設計的進程。這就要求相關管理人員應當轉變以往的結構設計理念，逐漸應用梁式轉換層設計理念，提高高層建筑的承載能力和抗震能力。本文主要闡述了高層建筑中梁式轉換層的結構設計研究，進而使高層建筑滿足人們不斷變化發展的需要。

關鍵詞：高層建筑；梁式轉換層；結構；設計

前言：最近幾年，高層建筑的發展進程不斷加快，樓層逐漸增多，體型由以往的單一化逐漸轉變為復雜化，功能也逐漸增多。在高層建筑中，梁式轉換層就是其中的代表，現階段，做好梁式轉換層的結構設計是施工企業面臨的主要任務。

1 梁式轉換層的概述

現階段，在高層建筑設計的過程中，轉換層是指轉換的樓層，在轉換層結構中，通常情況下，包括以下幾種表現形式，即梁式轉換、厚板轉換、箱型轉換等等。目前，在高層建筑施工的過程中，梁式轉換層結構應用非常普遍，已經得到大部分施工企業的一致認可和好評。梁式轉換層結構具有以下幾個方面的特點，即傳力明確并且直接，相比于傳統的結構設計，計算過程比較簡單，施工方便，會為施工企業獲得較好的經濟收益。

2 梁式轉換層結構的設計原則

2.1 平面布置

在梁式轉換層結構設計的過程中，為了提高轉換層的抗震能力，要求管理人員在布置平面的過程中，應當遵循以下幾個方面的原則：

首先，在平面布置的過程中，管理人員應保持平面結構的整齊性，使平面結構保持對稱，實現平面結構的均勻性、規則性。

其次，管理人員在設計底部轉換層結構的過程中，應當設置落地剪力墻以及筒體，如果剪力墻的方向不同，管理人員應確保剪力墻能夠與抗側剛度連接在一起，進而有效確保剪力墻具有較好的空間工作性能。

最后，為了提高轉換層的抗震能力，剪力墻的抗側水平發揮重要作用，因此，這就要求管理人員不應轉換邊榀剪力墻，并且在框支剪力墻轉換梁上墻體之內，不應設置邊門洞。

2.2 豎向布置

首先，對于帶有轉換層結構的剪力墻，管理人員不應采用純框架式的設計原則，應轉變設計理念。

其次，在高層建筑施工的過程中，為有效確保帶轉換層結構的剛度、強度以及抗震能力，要求管理人員應鞏固轉換層底部的結構剛度，以達到相關要求和標準。

最后，管理人員在設計的過程中，在能夠保證結構的整體性能情況下，對于轉換層上部的剪力墻，管理人員可以減少其數量，也可以沿著豎向，減小剪力墻的截面面積，以及混凝土的強度，逐漸弱化轉換層上部剪力墻的剛度。

2.3 樓蓋設計

現階段，在高層建筑施工的過程中，樓蓋設計主要由板和梁組成，在樓蓋設計的過程中，要求管理人員應當做到以下幾個方面：

首先，由于在梁式轉換層設計的過程中，樓蓋發揮重要作用，由于樓蓋會承載樓面上各種豎向荷載，這就要求管理人員應將這些豎向荷載傳遞給柱、墻，并且與其它豎向構件有機的結合在一起。

其次，在樓蓋設計的過程中，管理人員應確保樓蓋的水平荷載能力，進而使樓蓋的各個結構有效的銜接在一起，以確保樓蓋的可靠性。

因此，基于以上的概述，我們可以看出，管理人員在設計樓蓋的過程中，不僅要確保樓蓋的承載能力、面內剛度，以承擔豎向荷載能力。還應具備面外剛度，有效的傳遞水平荷載。

3 梁式轉換層結構構件的設計

在梁式轉換層設計的過程中，因為轉換層必須承接豎向構件，這就對轉換梁的尺寸提出了新的要求和標準，要求轉換梁應具有較大的尺寸，以使轉換層的質量有所提高。此外，轉換梁的受力狀況還會受到轉換梁相鄰構件的影響，因此，這就要求管理人員應科學、合理的設計轉換梁的上部構件，提高轉換梁的受力狀況。

4 轉換層結構受力能力分析

4.1 等節間空腹桁架式轉換層結構

對于此種轉換層結構，在受力的過程中，通常情況下，在桁架中，各個桿件的受力狀況存在很大的差別，相比于中間桿件，兩端的桿件內力較大。此外，在桁架中的桿件，與靜定桁架存在較大的差別，無法實現桿件的平衡受力，這種復雜的受力狀況，不利于轉換層的結構設計。

桁架式轉換構件，在轉換的過程中，主要通過格夠形式，相比于實腹轉換梁，在質量和剛度方面，都存在較大的差別。如果發生地震，轉換層上下的剛度將會發生很大的變化，在桁架式轉換構件設計的過程中，要求管理人員應保證各個桿件之間的協調，以不斷吸收地震能量。與實腹梁式轉換構件相比，桁架式轉換構件的變形能力有限，因此，管理人員在設計的過程中，應當確保各個桿件的連接能力，以不斷提高轉換層的抗震能力。

4.2 箱型轉換層結構

與梁式轉換層結構相比，箱型轉換結構具有以下優勢，即剛度大、傳力直接，但是，材料的用量較多，并且施工的過程也非常復雜，會增加很多額外的工程造價。此外，在箱型轉換層結構設計的過程中，管理人員可以在中間的肋梁部位，設置洞口，有利于設備的布置，如果施工企業有其它的要求和標準，管理人員可以將轉換層轉變為設備層，但是，如果依據箱型轉換層結構的實際特點，比較適用于結構的整體轉換[5]。

4.3 厚板轉換層結構

相比于實腹梁式轉換、桁架式轉換，厚板轉換也存在自身的優勢，在梁式轉換層結構設計的過程中，如果采用厚板轉換，要求管理人員應深入細致的分析厚板的抗剪問題，以增加厚板的尺寸，這會使混凝土的用量不斷增加。在豎向構件中，為了充分發揮內力的作用，通常情況下，管理人員應在厚板內加強配筋，提高高層建筑的抗震能力。

結束語

綜上所述，通過分析梁式轉換層的概述，以及梁式轉換層設計的基本原則，我們可以看出，在高層建筑設計的過程中，梁式轉換層結構設計發揮重要作用，已經得到了廣泛的應用。但是，由于受到多種因素的限制，在高層建筑設計的過程中，相關管理人員并不能夠掌握梁式轉換層的設計理念與原則，進而阻礙高層建筑的設計進程。因此，基于以上存在的問題，要求管理人員應轉變以往的設計觀念，逐漸接受并且適應梁式轉換層的設計理念，提高高層建筑的抗震能力，滿足人們不斷變化發展的需要。

參考文獻：

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