高層建筑梁式轉換層結構設計分析

謝鐘青

（青海省土木建筑設計院有限公司　青海西寧　810001）

引言

隨著我國社會經濟持續穩定的發展，對高層建筑施工質量提出了更高的要求，人們對高層建筑結構設計和應用質量提出了更高要求。但我國對此方面的研究還不夠深入，因此，本文基于工程實例，對高層建筑梁式轉換層結構設計提出了更高的要求。

1　工程概述

某高層建筑工程地下兩層，一層為小汽車停車場，另一層為弱配電室，地上36層，其中1～6層為商業用房，7～36層為居民住宅用房，總高度為115m，總長度為102.6m，總寬度為42.4m，室內外高差0.50m，總建筑面積為6.24萬m2，地下建筑0.45萬m2，地上建筑面積為5.79萬m2。商業面積為1.42萬m2，住宅面積為4.37萬m2。

2　高層建筑梁式轉換層的設計原則

梁式轉換層具有很強的技術性和綜合性，任何一個環節處理不當，都會對整個高層建筑質量和結構的穩定性造成嚴重影響，所以，在具體設計時必須遵循一定原則，才能充分發揮轉換層的優勢和功能。

（1）為保證高層建筑工程施工的穩定性，就要盡量降低豎向構件的使用數量，避免豎向構件對轉換層造成的效果。大量工程實例表明，豎向構件是導致高層建筑發生剛度突變的主要原因，所以，要盡量控制其使用的數量。

（2）在梁式轉換層結構設計中，必須充分按照相應的比例來進行分配，在保證質量的前提上，確保梁式轉化層內部力度傳輸的平衡性，以便有足夠剛度來承載高層建筑的內應力。

（3）在具體設計時，還要通過一系列精密的計算，以專業化的公式計算為基礎，再結合該高層建筑的實際受力情況，以保證轉化層設計受力的準確性。

（4）合理控制設計強度，提升梁式轉換層的適應力，所以，在梁式轉換層結構設計時，要充分結合高層建筑基礎的受力情況，以提高轉化層的性能，充分發揮梁式轉換層結構在高層建筑中作用和價值。

3　高層建筑梁式轉換層結構設計

在該案例工程中轉換層采用梁式轉換，且轉換層以下裙樓為大底盤框支剪力墻結構，柱網為：8.7（7.2）mX6.7（8.0，6.9，6.0）m，從到下層高分別是4.8m，4.5m，6.0m，轉化層主要設置裙樓層面大底史昂，距離地面約16.57m[1]，所以在設計中必須充分做好以下幾點。

3.1　基礎設計

該工程場地內地層分布規律為如表1所示。

表1　場地內各土層工程地質特征

根據工程地質特征具體情況，在地質工程施工中，采用便板式筏型基礎，持力層位于粉質粘土層上，承載力特征值為90kPa，難以滿足工程實際需求，根據地質勘探報告顯示結構，樁基礎加固處理時采用PHC，有效保證了地基的承載力。

3.2　轉換梁結構設計

通常情況下，轉換梁的截面尺寸主要由剪壓比來確定，以避免發生脆性破壞。同時轉化梁盡量不要開洞，如果需要進行開洞處理，則洞口的位置要盡量設置在梁中和軸附近，而且箍筋還要進行加密處理，增加抗剪力能力，弦桿箍筋計算時要盡量把建剪力設計值乘放大系數1.2，而當洞口內力較大時，可采用型鋼來加固。

同時轉換梁的混凝土強度等級要控制在C30以上，且轉換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設計時要控制在0.3%左右，而在進行非抗震設計時，1～4級抗震等級分別要控制在0.5%、0.4%、0.35%、0.35%。在轉換梁中主筋盡量不能有接頭，如果存在接頭時，則要盡量采用機械連接，最大限度上保證轉換層結構的穩定性[2]。

3.3　框支柱設計

框支柱在具體設計時，縱向鋼筋配筋率，要根據抗震等級的不同，進行科學合理的調整，比如：當抗震等級為1級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于1.2%，當抗震等級為2級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于1.0%，當抗震等級為3級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于0.9%，當抗震等級為4級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于0.8%?？v向鋼筋間距抗震設計時要控制在80～200mm之間。

框支柱箍筋要沿著框支層全高加密，為最大限度上提升梁式轉化層結構的穩定性，要盡量采用復合的螺旋箍進行箍緊，箍筋直徑不能小于10mm。在框支柱節點區域水平箍筋時可以采用柱箍筋的配置原則，當框直梁、轉換層梁腰筋配置和拉通可靠錨固時，則要根據梁式轉換層結構的具體要求進行科學合理的箍筋。

4　結束語

綜上所述，本文結合工程實例，淺要分析了高層建筑梁式轉換層結構設計。研究表明，梁式轉換層結構對提高建筑工程的建設指標有重要意義，同時也保障高層建筑穩定性的主要途徑，在具體設計過程中，必須嚴格遵照相關的規范和標準，才能有效避免設計問題的發生，進一步優化高層建筑結構設計。

[1]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（6）：82～83.

[2]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（8）：60～61.