高层建筑梁式转换层结构设计的实际工程的应用探讨

高层建筑梁式转换层结构设计的实际工程的应用探讨

发表时间：2019-07-01T10:46:10.587Z 来源：《建筑模拟》2019年第20期作者：邓丽娜[导读] 梁式转换层结构设计是高层建筑结构设计的重要组成部分，其直接关注建筑结构整体刚度、稳定性和抗震性能。高层建筑工程梁式转换层结构设计时，需要考虑到工程安全以及设计质量，进一步优化高层建筑结构设计。

邓丽娜

广州博厦建筑设计研究院有限公司广西 543000摘要：随着我国社会经济持续稳定的发展，对高层建筑施工质量提出了更高的要求，在进行高层建筑工程中转换层的设计工作时，由于梁式转换层结构有着施工便利、传力清晰以及构造简单等方面的优势，因而该结构在现阶段的转换层结构设计中有着广泛的应用。

关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计； 1高层建筑梁式转换层结构设计原理在设计建筑梁式转换层结构时必须重视合理科学地计算结构，就整体而言提高整个结果的准确性。在实践过程中，一般是按照受力变形情况构建求解模型，对三维空间架构特点进行全方位研究以完成计算规则。转换结构是综合结构中一个重要环节，出于对精确性的考

虑，可使用有限元法分级求解。在具体实施过程中，一方面要对模型中的结构层数量（两层及以上）给予重视，另一方面要注重边界条件适应真实情况。在计算综合结构过程中，必须利用两种及以上的力学模型确认抗震性能，而在求解弹性时程时，处理方法宜选择弹塑性时程。高位转换过程中应当结合重力荷载环境计算结构。梁式转换层是高层建筑结构的一个重要组成部分，因此，分析内力时应当从整体出发，全面分析与研究其结构。而在综合内力和位移求解上，处理方式可选择三维空间和空间关系协作分析，通过两种不同算法应用从而确保计算结果搭符要求。为防止沿竖向刚度变化过于悬殊形成薄弱层，设计中应考虑使上、下层刚度比γ≤2°，尽量接近1，这样的设计能保证竖向刚度不会有太大的变化，上柱可以保持良好抗侧力的性能，使整体结构受力良好，上层刚度比可以利用如下公式进行计算。

其中：°Gi、Gi+1—第i、i°+1层混凝土剪变模量； °Ai、Ai+1-第i、i°+1层折算抗剪截面面积（°A°=°A°W°+0.12AC）°； A°W-在所计算的方向上剪力墙的全部有效截面面积； Ac—所有柱的截面面积；hi、hi+1—第i、i°+1层的层高。 2高层建筑梁式转换层的设计原则 2.1科学布置竖向构件

在设计高层建筑结构转换层的过程中，包含了竖向构件和横向构件等众多形式建筑构件。若设置比较多的竖向结构构件，则会影响建筑转换层结构的稳定性，降低其强度，进而会使整体建筑结构稳定性和抗震性等综合性能大打折扣，所以在设计梁式转换层的时候，必须要注意对竖向构件进行科学、合理地布置。

2.2确保构件的对称性

在进行转换柱和剪力墙结构的布设时，尽可能遵循对称性原则。通过提高结构中转换柱、剪力墙的对称效果，进而确保柱结构的剪切变形与弯曲变形得到有效的控制。

2.3确保结构整体刚度

一方面，要确保高层建筑转换层有足够刚度。在进行建筑结构设计期间，必须要注意对其跨度和高度的比例进行合理调整，这是在下部建筑构件和转换层中合理分配结构内力，有效发挥剪力墙柱和转换梁良好受力性能，确保转换层整体刚度的关键因素之一。另一方面，要注意增强转换层下部建筑主体结构的强度，力求可以通过弱化转换层上部结构刚度，强化转换层下部建筑主体结构刚度来确保转换层上部和下部之间抵抗弹性性能和结构变形性能二者之间保持协调性和一致性，最终达到提升高层建筑整体结构刚度和抗震性的目的。而为了增强转换层下部建筑结构刚度，可以采用高强混凝土材料，增加剪力墙的数量以及扩大转换层下侧建筑主体结构界面面积等方法。

2.4合理设置结构位置

若在高层建筑结构设计过程中，转换层结构设置位置较高，则会极大地影响其周边框支剪力墙的强度与内力，削弱建筑抗震能力，所以在设计高层建筑转换层中，为了对层间位移角和内力突变等情况进行有效防范，必须要对其“三刚度刚度”（剪切刚度、轴向变形刚度和弯曲刚度）进行科学、准确地分析地分析，借此来对高层建筑转换层下部结构刚度进行有效控制，同时还要注意严格控制落地剪力墙之间的间距。

3高层建筑梁式转换层结构设计要点分析 3.1梁式转换层结构设计

（1）模板支撑系统

在进行模板支撑系统的设计过程中，需要相关的设计人员立足于建筑安全的角度进行相关的作业。在这一过程中，设计人员可借助专业的软件设备，结合实际测量到的数据，在科学合理的模型之下计算出工程施工建设需求的安全参数、支撑钢管的横截面等数据。除此之外，为了提高梁式转换层施工建设的便利性，需要相关的设计人员在实际的设计作业过程中，对施工材料的利用效果以及模板装拆卸的便利性进行充分的考虑以及分析，继而在此基础上实现相关设计的合理性以及科学性。

（2）转换大梁结构

除此之外，设计人员在进行高层建筑工程梁式转换层结构的设计作业过程中，需要其加强对于结构的功能需求分析。诸如在进行转换大梁的设计过程中，需要设计人员加强对于结构受力数据的计算，并以计算结果为依据，进行相关组建的构建，从而提高建筑工程的质量。此外，还需要作业人员加强对于梁式转换层结构的刚度以及强度分析，由此提高工程建筑中各楼板之间的负载性能。

3.2钢筋下料与绑扎

由于我国高层建筑的楼层较高，受到外界因素的影响也较大，因而在构建梁式转换层结构的过程中需要大量采用大直径、多排数的钢筋建材，除了钢筋材料的复杂性之外，在实际的施工过程中，作业人员对于钢筋处理的工序也较为复杂。因此，这就要求相关的作业施工人员在实际的工程建设过程中加强对于钢筋下料以及绑扎作业的质量。在这一过程中，一方面需要确保梁式转换层钢筋放样与所下材料的相关条件以及工序符合相关规定，另一方面也需要相关人员对于设计方案进行打磨和改进，继而使其更加科学、合理，由此规避了因为钢筋安置不合理而导致混凝土振捣效果不佳。

3.3转换层计算

具体来说，楼盖结构主要由两部分组成：梁、板。高层建筑中的楼盖结构设计主要由板、梁两部分组成。在对高层建筑的转换层进行布设时，还要对楼盖部分的设计引起重视。首先，为确保为满足结构竖向力的承载要求，要避免出现较大的开洞；其次，在进行电梯间或楼梯间的设计工作时，要使用钢筋混凝土结构进行落地剪力墙的设置，并且要对筒体结构进行合理的优化。

3.4框支柱设计

框支柱在具体设计时，纵向钢筋配筋率，要根据抗震等级的不同，进行科学合理的调整，比如：当抗震等级为1级时，纵向钢筋的配筋率不能低于1.2%，当抗震等级为2级时，纵向钢筋的配筋率不能低于1.0%，当抗震等级为3级时，纵向钢筋的配筋率不能低于0.9%，当抗震等级为4级时，纵向钢筋的配筋率不能低于0.8%。纵向钢筋间距抗震设计时要控制在80-200mm之间。框支柱箍筋要沿着框支层全高加密，为最大限度上提升梁式转化层结构的稳定性，要尽量采用复合的螺旋箍进行箍紧，箍筋直径不能小于10mm。在框支柱节点区域水平箍筋时可以采用柱箍筋的配置原则，当框直梁、转换层梁腰筋配置和拉通可靠锚固时，则要根据梁式转换层结构的具体要求进行科学合理的箍筋。

总结：梁式转换层结构设计是高层建筑结构设计的重要组成部分，其直接关注建筑结构整体刚度、稳定性和抗震性能。高层建筑工程梁式转换层结构设计时，需要考虑到工程安全以及设计质量，进一步优化高层建筑结构设计。

参考文献：

[1]叶永红.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用探索[J].四川水泥，2016（7）.

[2]谈鑫.高层建筑梁式转换层结构设计理论及其应用研究[J].建材与装饰，2015（52）.

[3]邱龙斌.关于高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].河南建材，2014（6）.