关于高层建筑梁式转换层结构设计分析

邱龙斌

厦门中福元建筑设计研究院（361009）

关于高层建筑梁式转换层结构设计分析

邱龙斌

厦门中福元建筑设计研究院（361009）

梁式转换层的设计直接关系到高层建筑的稳定性。高层建筑单位必须明确梁式转换层的结构设计，才可满足高层建筑的需求，避免产生不利点。因此，这里通过对梁式转换层的结构设计进行研究，分析其在高层建筑中的应用。

高层建筑；梁式转换层；结构设计

高层建筑是我国建筑事业的发展趋势，缓解了我国用地紧张的现状，越来越多的高层建筑投入到建设和使用中，人们更加关注高层建筑的结构设计与应用质量。梁式转换层结构促使建筑工程合理应用高层建筑的空间结构，体现高层建筑灵活的设计方式，而且有利于均衡受力，推进高层建筑安全、稳定的发展，满足人们的生活需求。

1 高层建筑梁式转换层的设计原则

梁式转换层结构设计需遵循一定的设计原则，才可发挥基础能力[1]。主要的设计原则为:

1）尽量降低竖直构件的使用数量，避免竖直构件影响转换效果。竖直构件是刚度突变的主要来源，需严格控制竖直构件的使用数量。

2）梁式转换层的结构设计,需严格按照比例分配,保障内部力度传输的平衡性，发挥转换层力度均衡的优势，有效承担高层建筑的内力。

3）高层建筑梁式转换层的结构设计，需通过缜密的计算，以公式计算为基础，结合高层建筑的实际受力，保障结构设计的受力准确。

4）控制梁式转换层结构设计的强度分配。强度可以提高转换层的适应力，但是应该结合高层建筑的基础受力，不能随意分配强度。控制梁式转换层结构设计的强度可以保障梁式转换层的性能,优化转换层在高层建筑中的应用。高层建筑梁式转换结构在设计原则的要求下,才可发挥高效的作用，提高高层建筑空间转换的设计能力，提升建筑水平。

2 高层建筑梁式转换层的设计分析

近几年,我国对高层建筑的发展提出新的要求，促使高层建筑朝向多空间、灵活性的方向发展。为达到设计标准,高层建筑充分应用转换层结构，连接每个楼层空间。实际转换层的类型比较多，其中梁式转换层属于常用结构,能够满足高层建筑对空间、连接设计的需求。

2.1 框支柱的设计分析

框支柱设计应用在地震组合情况下，建筑单位根据高层建筑所承受的地震级别得出梁式转换层框支柱的级配，一级与二级轴力值为框支柱参数的基础标准，在此基础上调整系数，放大受力，一级轴力值的扩大系数为1.50，二级轴力值为1.25，以此来确定梁式转换层框支柱的数量[2]。框支柱决定框支层的类型、层数，例如高层建筑所使用的框支柱在10根以上，此时框支层的数量取一层或两层，所有框支柱的受力总和，应控制在基地受力的20%以内，由此发挥梁式转换层的稳定价值。不同框支柱对应的框支层、受力、剪力均有不同，建筑单位需要根据框支柱的设计分析，得出梁式转换层的各项参数标准。

2.2 框支梁的设计分析

梁式转换层的框支梁设计具有一定难度，主要是参数和受力分析比较复杂，影响框支梁的设计效率。框支梁截面的设计关系到梁体的稳定性，尺寸由剪压比得出。分析框支梁的设计参数高度需考虑框支梁的跨度，一般取1/6为标准数值；宽度由高层建筑的墙体决定,需大于两倍的墙体厚度，最主要的是不能小于400 mm。框支梁承受高层建筑的多方力度，无法准确辨别受力来源，一方面承载来自高层建筑双层结构的载荷力，另一方面传输框支梁的内部受力。建筑单位通过框支梁的设计优势，稳定高层建筑的剪力墙,提高剪力墙的抗震能力。虽然框支梁属于梁式转换层内的复杂构件，但是其安全性能比较高,建筑单位必须严格规划框支梁的设计，达到级配要求，符合框支梁的设计标准，确保框支梁能够发挥极大的级配受力。

2.3 转换层楼板的设计分析

梁式转换层结构与高层建筑的剪力墙设计存在密切的关系，而剪力墙同样可以作为梁式转换层的框支墙，确保转换层结构处于受力均衡的状态[3]。例如，某高层建筑在设计梁式转换层结构时，需全面分析转换层的受力情况，因为下部楼层存在受力差异，促使过多的水平力集中在剪力墙上，导致转换层的受力面临突变威胁；相反，上部楼层水平力分配较合理，平均分布于剪力墙，所以该建筑重点设计转换结构的楼板，利用转换层楼板，实现力度均分。该建筑利用刚度较高的楼板，构成转换层的结构部分。刚度可以提高该建筑所能承受的力度，稳定建筑的转换层结构，支持该建筑的整体稳定。

3 高层建筑梁式转换层的设计要点

分析高层建筑梁式转换层的结构设计，规划设计要点,提升转换层结构的设计水平,达到强度级配。

3.1 竖向布置设计

高层建筑侧向方面的受力处于不均衡状态，下方受力要远大于上方，容易引发刚度突变，但是高层建筑内的梁式转换层不符合此类型的受力规律，所以梁式转换层的竖向布置有以下几种方式:

1）适当减少梁式转换层的竖向受力，将上方剪力墙作为研究对象，控制竖向受力。例如，某工程保持原有剪力墙的数量,削减每个剪力墙的厚度，减轻竖直方向的承载力,降低梁式转换层的竖向承载力。

2）提升梁式转换层的稳定程度,采用高级配的混凝土材料,保障结构稳定。C40属于比较稳定的混凝土,利用C40达到级配要求。

3）控制核心筒厚度，核心筒位于剪力墙内。核心筒的厚度在400 mm以上，可以有效稳定转换层的结构。

3.2 平面布局设计

梁式转换层的平面布局设计比较简单。高层建筑一般采用对称的设计方式,控制对称两侧的误差，可降低受力偏心率，稳定转换层的重心。平面布局设计需要围绕梁式转换层的周边进行，以此增强转换层的强度，保障高层建筑在扭转的过程中能够保持高度稳定的性能。梁式转换层的结构设计，可促使高层建筑在水平方向发生位移,控制位移距离，达到扭转标准、提高高层建筑的扭转能力。因此，梁式转换层的平面布局设计需要满足高层建筑的实际需要，必须利用可靠的控制途径，严格管控平面布局的每一项数据，避免结构设计出现误差，影响高层建筑的稳定性。

3.3 地震等级设计

在高层建筑施工设计中，转换层处于承上启下的部分。转换层以下是框架式的剪力墙，以上全部为剪力墙，复杂程度较高，所以高层建筑梁式转换层面临的地震等级的设计问题。梁式转换层的基本设计需对应规范的地震级配，必须保障地震等级符合梁式转换层的需求，保持一致的力度分配。普通的梁式转换层按照对应的地震等级设计，针对比较特殊的转换层，需要明确地震等级，例如高位转换层应主动提高地震等级，因为高位转换层处于高层建筑结构的加强区，属于关键的结构部分，承担全部地震受力，所以必须根据实际情况适当提高等级级别。

4 结语

梁式转换层在高层建筑施工中发挥着主要作用，可提高建筑工程的建设指标,保障高层建筑的稳定性。梁式转换层在所有转换层结构中，属于效益明显的一类。建筑单位对其进行优化设计，充分利用梁式转换层,确保高层建筑具备稳定的应用结构。建筑单位在梁式转换层结构设计方面，需要严格遵循相关的设计规范，避免出现设计问题，优化高层建筑的结构设计。

[1]马亮.浅谈梁式转换层的结构设计[J].山西建筑,2011(09): 89～91.

[2]黄志勇.论某高层建筑梁式转换层结构设计[J].广东科技, 2012(06):90～92.

[3]曾秋宁.浅谈高层建筑梁式转换层结构的设计[J].广西城镇建设,2012(07):112.