梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計探析

1、梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計探析摘要：本文對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)遵循的設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并著重介紹 梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計要點(diǎn)及構(gòu)造耍求，探討了梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中 應(yīng)引起注意的一些問題，供大家參考。關(guān)鍵詞：梁式轉(zhuǎn)換層；設(shè)計要點(diǎn)；探析轉(zhuǎn)換層設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點(diǎn)，在設(shè)計時應(yīng)盡可能的優(yōu)化方案，在保 證安全的前提下，確保建筑功能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等目的的實(shí)現(xiàn)。梁式轉(zhuǎn)換層雖 結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計相對簡單，但梁式轉(zhuǎn)換層的梁柱又是至關(guān)重要的結(jié)構(gòu) 構(gòu)件，是保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵因素之一，設(shè)計過程中在滿足計算要求的同 時，必須加強(qiáng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)造要求，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。1轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計需遵循的原則帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)是一受力復(fù)雜不利抗震的高

2、層建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 設(shè)計需遵循的原則是：1.1減少轉(zhuǎn)換布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時，要注意盡可能多的布 置成上下主體豎向結(jié)構(gòu)連續(xù)貫通，尤其是在核心筒框架結(jié)構(gòu)中，核心筒宜 盡量予以上下貫通。1.2傳力直接布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時，要注意盡可能使水平 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)傳力直接，盡量避免多級復(fù)雜轉(zhuǎn)換，更應(yīng)盡量避免傳力復(fù)雜、抗 震不利、質(zhì)量大、耗材多、不經(jīng)濟(jì)不合理的厚板轉(zhuǎn)換。1.3強(qiáng)化下部、弱化上部為保證下部大空間整體結(jié)構(gòu)有適宜的剛度、 強(qiáng)度、延性和抗震能力，應(yīng)盡量強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度，弱化轉(zhuǎn)換 層上部主體結(jié)構(gòu)剛度，使轉(zhuǎn)換層上下部主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量接 近。對于下部核心筒框架、上部剪力墻的帶轉(zhuǎn)

3、換層高層商住樓結(jié)構(gòu)，應(yīng)強(qiáng) 化下部核心筒，如加大筒體尺寸、加厚筒壁厚度、加高混凝土強(qiáng)度等級， 必要時可在房屋周邊增置部分剪力墻；同時弱化上部剪力墻，如剪力墻開 洞、開口、短肢、薄墻等，并盡量避免高位轉(zhuǎn)換。1.4優(yōu)化轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，當(dāng)建筑功能需要不得u高位轉(zhuǎn)換時， 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還宜優(yōu)先選擇不致引起框支柱（邊柱）柱頂彎矩過大、柱剪力過 大的結(jié)構(gòu)形式，如斜腹桿析架（包括支撐）、空腹析架和寬扁梁等，同時 要注意其需滿足強(qiáng)度、剛度要求，避免脆性破壞。2梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)2. 1帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)整體設(shè)計要點(diǎn)2. 1. 1貫通豎向體系的落地抗側(cè)力構(gòu)件如（剪力墻、筒、柱）的比例, 在非抗震設(shè)計時不少于30%,

4、抗震設(shè)計時不少于50%,并盡可能連結(jié)成落 地筒體，以提高下部結(jié)構(gòu)體系的整體抗彎、抗剪、抗扭能力。2.1.2落地抗側(cè)力構(gòu)件的間距l(xiāng),在非抗震設(shè)計時l>3b （b為平面寬 度）且<36m； 6, 7度抗震設(shè)計時lw2.5b且w30m,按8度抗震設(shè)計時l w2b 且w24m。2.1.3在水平荷載作用下，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上下部樓層的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度相差 較大時，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力突變，促使部分構(gòu)件提前破壞; 當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置相對較高時，這種內(nèi)力突變會進(jìn)一步加劇，因此必須控制轉(zhuǎn) 換層上下結(jié)構(gòu)等效剛度比（宜接近1）。2. 2轉(zhuǎn)換梁設(shè)計要點(diǎn)2. 2. 1轉(zhuǎn)換梁上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件（墻、柱）宜直接落在

5、轉(zhuǎn)換梁上, 且轉(zhuǎn)換梁與轉(zhuǎn)換柱截面屮線宜重合。2. 2.2轉(zhuǎn)換梁截面高度不宜小于計算跨度的1/8托柱轉(zhuǎn)換梁截面寬 度不應(yīng)小于其上所托柱在梁寬方向的截面寬度。框支梁截面寬度不宜大于 框支柱相應(yīng)方向的截面寬度，口不宜小于其上墻體截面厚度的2倍和400mm 的較大值。2. 2.3轉(zhuǎn)換梁不宜開洞，若必須開洞時，洞口邊離開支座邊的距離不 宜小于梁截面高度；被洞口削弱的截面應(yīng)進(jìn)行承載力計算，因開洞形成的 上、下弦桿應(yīng)加強(qiáng)縱向鋼筋和抗剪箍筋的配置。2. 2.4托柱轉(zhuǎn)換梁在轉(zhuǎn)換層宜在托柱位置設(shè)置止交方向的框架梁或 樓面梁。3梁式轉(zhuǎn)換層的構(gòu)造要求3.1轉(zhuǎn)換梁構(gòu)造耍求3. 1.1偏心受拉的轉(zhuǎn)換梁的支座上部縱筋至少應(yīng)

6、有50%沿梁全長貫 通，下部縱向鋼筋應(yīng)全部直通到柱內(nèi)，沿梁腹板高度應(yīng)配置間距不大于 200mm直徑不小于16mm的腰筋。3.1.2轉(zhuǎn)換梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率，非抗震設(shè)計時，不應(yīng) 低于0. 3%,當(dāng)考慮地震作用時，一級四級抗震等級的最小配筋率分別為 0.5%、0.4%、0. 35%以及 0. 35%o3. 1. 3離柱邊1.5倍梁截面高度范圍內(nèi)的梁箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)箍筋直徑不應(yīng)小于10mm.間距不應(yīng)人于loommo加密區(qū)篩筋的最小面積配筋率, 非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.9ft/fyv；抗震設(shè)計時，特一、一和二級分別不 應(yīng)小于 1. 3ft/fyv> 1. 2ft/fyv 和 1. l

7、ft/fyv。3. 2轉(zhuǎn)換柱構(gòu)造要求3. 2.1對于框支柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率，當(dāng)考慮地震作用時，一級、 二級的抗震等級的最小配筋率分別為11%、0. 9%,非抗震設(shè)計時不小于 0. 7%o3. 2.2抗震設(shè)計時，轉(zhuǎn)換柱箍筋應(yīng)采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，并 應(yīng)沿柱全高加密，箍筋直徑不應(yīng)小于10mm,箍筋間距不應(yīng)大于100mm和6 倍縱筋鋼筋直徑的較小值。轉(zhuǎn)換柱的箍筋配箍率特征值應(yīng)比普通框架柱耍 求的數(shù)值增加0. 02釆用，且箍筋體積配箍率不應(yīng)小于1. 5%。3. 2.3轉(zhuǎn)換柱截面寬度，非抗震設(shè)計時不宜小于400mm,抗震設(shè)計時 不應(yīng)小于450mm；柱截面高度，非抗震設(shè)計時不宜小于轉(zhuǎn)換梁跨度的1/

8、15, 抗震設(shè)計時不宜小于轉(zhuǎn)換梁跨度的l/12o3.3樓板的構(gòu)造要求部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，框支轉(zhuǎn)換層樓板厚度不宜小于180mm,應(yīng)雙 層雙向配筋，口每方向的配筋率不宜小于0. 25%,樓板中鋼筋應(yīng)錨固在邊 梁或墻體內(nèi)；落地剪力墻和筒體外i韋i的樓板不宜開洞。樓板邊緣和較大洞 口周邊應(yīng)設(shè)置邊梁，其寬度不宜小于板厚的2倍，全截面縱向鋼筋配筋率 不應(yīng)小于1.0%。與轉(zhuǎn)換層相鄰樓層的樓板也應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。4梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計的注意事項4. 1施工可操作性和建筑外觀要求在設(shè)計時應(yīng)充分加以考慮；4.2高層建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計中轉(zhuǎn)換梁設(shè)計占有比例很高，通常在實(shí)際應(yīng) 用中把轉(zhuǎn)換層作為設(shè)備層來使用。因此在腹部開口位置和開口相

9、對大小轉(zhuǎn) 換梁結(jié)構(gòu)中要加以充分考慮；4.3在滿足建筑物使用功能要求的基礎(chǔ)上，對下部結(jié)構(gòu)應(yīng)提高其截面 尺寸、增加剪力墻、提高混凝土的強(qiáng)度等級，盡量避免轉(zhuǎn)換層與下部結(jié)構(gòu) 豎向剛度產(chǎn)生突變；4.4根據(jù)上部結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換梁共同工作的程度，分析中一般按照完全、 部分和沒有共同工作三種狀態(tài)進(jìn)行，從而保證梁的支座剪力和跨中彎矩與 實(shí)際情況比較吻合，不會偏差太大。5結(jié)束語現(xiàn)代高層建筑是向更高、體型更復(fù)雜、結(jié)構(gòu)形式更多樣、功能更全、 綜合性更強(qiáng)的方向發(fā)展。通常在同一豎直線上，上部樓層布置住宅、旅館, 下部樓層作為辦公用房、商店、餐館等。不同用途的樓層，需要大小不同 的開間，采用不同的結(jié)構(gòu)形式。從建筑功能上來看，上部需要小開間的軸 線布置和較多的墻體以滿足旅館和住宅的耍求；下部辦公用房、公用部分, 則要求有盡可能大的自山靈活空間，柱網(wǎng)要大，墻要盡量少。而在設(shè)計中, 結(jié)構(gòu)下部樓層受力較大，上部樓層受力較小，正常布置時應(yīng)當(dāng)是下部剛度 大、墻多、柱網(wǎng)密，到上部漸漸減少墻、柱，擴(kuò)大軸線間距，可見建筑要 求與結(jié)構(gòu)的合理布置正好相反。為了實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，就必須在結(jié)構(gòu)變 換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層人致有梁式、析架式、空腹析架式、箱形和 板式等幾種。在實(shí)際t程中，可根據(jù)樓層高度、結(jié)構(gòu)布置情況、所處地