高层建筑梁式转换层结构设计探讨

高层建筑梁式转换层结构设计探讨
发布时间：2023-03-02T07:41:36.645Z 来源：《城镇建设》2022年10月20期作者：陈力邦
[导读] 梁式转换层是高层建筑结构转换中常见形式，能够为建筑提供安全、可靠、便捷的结构转换，使高层建筑满足工程建设需求。

陈力邦
深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司
邮编：510000
摘要：梁式转换层是高层建筑结构转换中常见形式，能够为建筑提供安全、可靠、便捷的结构转换，使高层建筑满足工程建设需求。

梁式转换层在为高层建筑提供结构转换时，梁式转换的结构形式设计是否科学影响着其稳定与安全，因此在设计中应尽量减少转换次数、避免结构位置过高、增强下部主体结构刚度、保证计算全面准确，做好转换层的结构优化设计，保证高层建筑结构转换的可靠性。

关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计
高层建筑立面和功能转换影响着建筑结构的稳定性与可靠性，选择合适的转换结构能够保证高层建筑的质量，满足工程建设要求。

梁式转换层可以给高层建筑提供更加简单可靠、传力直接的转换形式，让建筑在结构转换的同时保证稳定与安全，提升高层建筑的抗震性和可靠性。

梁式转换层在现阶段结构转换中应用极为广泛，而梁式转换层的结构设计是否合理，参数计算是否准确等，则直接影响工程的安全性。

因此，在进行梁式转换层设计时，应该重视高层建筑空间受力特点，对转换层的结构位置、转换形式等进行科学设计，保证建筑转换的可靠性。

一、高层建筑梁式转换层结构设计原则
1、避免多次转换
高层建筑的工程规模较大，其内部受力条件复杂，设置建筑结构转换时对转换的稳定性要求较高，因此梁式转换层结构设计时应该注意传力路径的分析。

梁式转换层结构具有传力直接的特点，在进行结构设计时应该注意避免多次转换影响其传力作用，保证结构的稳定性，在设计中尽可能的布置简单、高效的传力结构。

设计人员在分析水平与垂直受力后，通过计算确定梁式转换层的传力情况，计算得到相应的数值后，在设计中进行优化，通过转换梁将剪切力传递到称重构件上，使转换结构更加稳定可靠[1]。

在传力设计时，一方面应该避免次梁与水平多级转换，另一方面要注意让传力路径最短化，使其能够简单直接的完成力的传导，达到稳固的转换效果。

2、结构位置不易过高
转换结构的位置选择对于高层建筑转换层稳定性而言有重要意义，梁式转换层结构设计也需要确保科学合理，避免影响高层建筑的抗震性和稳定性。

高层建筑的转换层会对其周边剪力墙结构造成影响，当转换层位置较高时，就容易降低框剪力墙的结构内力，降低其刚度，从而造成建筑结构抗震性降低问题。

因此，梁式转换层结构设计中，应避免结构位置过高，在设计中，要考虑考虑转换层轴向变形刚度、剪切刚度、弯曲刚度等细节，科学的完成建设高度的设计[2]。

设计人员在分析梁式转换层高度时，需要结合实际情况进行计算和模拟，运用分析系统与模拟软件，完成受力情况的分析，合理的设计其具体结构位置，减少层间内力突变，保证结构稳定性。

在设计中，设计人员应该注意重点分析落地剪力墙间距，通过合理调节间距，保证框架结构的稳定与安全，为高层建筑提供更加可靠的转换。

3、增强下部主体结构刚度
高层建筑的转换层中，转换层主体结构的刚度影响着建筑的抗震性，而转换层下部作为保证其稳定性的关键结构，在设计时必须保证有足够的刚度。

根据物理学与建筑学原理分析可发现，梁式转换层上部与下部主体结构的优化设计能够提升其整体稳定性，而在具体优化时，弱化上部、强化下部，能够通过对下部主体结构的增强，为转换层提供更加稳固的基础，保证其结构可靠。

增强混凝土强度等级，增加下部主体结构横截面尺寸等，都是比较有效的强化下部主体结构的措施，其中增加下部主体结构的横截面尺寸，能够提高其承载力，保证整体结构的强度，提高转换结构的稳定性；而增强混凝土强度等级，可以让下部主体结构的刚度得到保障，能够提供更加稳固的结构支撑。

由上可知，在进行梁式转换层结构设计时，设计人员不仅要关注转换层的力学分析，做好强度、延展性、抗震性的科学设计，也需要围绕着上下部主体结构刚度提升，进行结构优化与材料优化，保证下部主体能提供更加稳固的支撑，同时注意让上下两部分结构的刚度与变形特征尽量接近，避免出现薄弱层[3]。

4、保证计算全面准确
高层建筑梁式转换层结构设计中，计算的全面准确是保证各项设计科学合理的关键，设计人员在进行相关数据计算时，应该保证纳入计算的数据全面，保证计算结构准确。

因此在高层建筑梁式转换层结构设计时，应该注意规范计算方式的选择，在计算时认真负责，按照规范完成全面计算，采用符合受力变形状态的计算模型完成计算工作，保证计算准确性，提升设计的科学性。

在计算中必须将高层建筑梁式转换层作为整体结构，通过整体计算模型的分析完成计算保证计算足够全面准确。

局部补充计算时需构建三维模型，正确计算其边界条件，保证结构设计中各数据的准确性，为设计提供可靠的数据支持[4]。

二、高层建筑梁式转换层结构设计
1、结构设计计算要求
高层建筑梁式转换层结构设计的计算要根据其施工情况进行分析，明确其计算要求，结合高层建筑的结构内力、变形情况等进行科学计算，如此才能够保证结构设计质量。

高层建筑的梁式转换层是一种框支架支撑的结构体系，能够为高层建筑提供便捷、可靠的结构转换。

由于框支结构的特点，其转换下落剪力墙刚度大于框支柱，因此在结构设计计算中，需要科学分析框支柱剪力，正确计算其剪力数值，保证设计的合理性。

高层建筑梁式转换层结构设计的计算，还深入研究将转换结构与整体结构的关系，将二者视为一个整体进行计算，在计算中切实分析各构件的受力情况，保证计算科学性；在考虑扭转效应特点的基础上完成抗震计算，保证其保证其结构振型数在15以上，注意将地震剪力乘以1.15增大系数；八度抗震设计中应该对转换构件的抗震性能进行综合分析，选择动力时程法、反映谱法进行计算[5]。

2、托柱形式的转换梁截面设计
托柱形式的转换梁截面设计中，由于其支撑上部结构基本为普通框架，转换梁的受力和普通梁受力基本是一致的，因此可按照普通梁
截面设计方式进行规划。

在钢筋配筋时，根据转换梁截面尺寸，按照普通梁设计方法进行配筋；考虑到转化梁上部的斜杆框架支撑结构，在构件设计适当的进行偏心受拉构件设计，确保转换的稳定性[6]。

3、托墙形式转换梁截面设计
托墙形式的转换梁截面设计中，由于其支撑结构为墙体，转换梁与墙体共同受力，在进行设计时要考虑到其受力关系的分析，科学的确定梁面形式，保证设计的科学性。

托墙形式的转换梁支撑上部墙体没有开洞，因此受力特征为深梁形式，其截面要运用深梁截面、应力截面方式进行设计，注意沿全梁高纵向配置钢筋，确保结构整体稳定，更好的发挥转换作用。

结束语：
梁式转换层在高层建筑中有较高的应用价值，可以为其提供灵活、安全的转换形式。

为了保证梁式转换层结构设计的科学合理，在对其进行设计时，要了解梁式转换层的框支结构特点，研究其传力路径是否直接，分析计算是否全面准确等。

设计人员应该结合高层建筑的建设要求，遵循梁式转换层结构设计原则，严格规范的完成设计，保证工程的安全性。

参考文献：
[1]李叶.高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].江西建材,2022,11(11):117-119.
[2]杨志荣,曹坤,王薇.论高层建筑梁式转换层结构设计[J].砖瓦,2022,25(10):79-81.
[3]孟雷.高层建筑梁式转换层结构设计方法[J].工程技术研究,2021,06(19):176-177.
[4]李飞.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[J].智能城市,2021,17(07):53-54.
[5]严扬.高层建筑梁式转换层的结构设计[J].城市建筑,2021,18(05):119-121.
[6]许凯龙.关于高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].中国建筑金属结构,2020,22(11):72-73.。