带梁式转换层的超限高层建筑结构设计研究

丁进 蔡晓燕

摘 要：随着我国社会经济的不断发展以及高科技技术水平的不断提高，我国的建筑行业也取得了非常大的进步。同样的，建筑行业的迅猛发展也为我国的国民经济增长以及人民生活水平的上升都带来非常大的帮助。与此同时，随着建筑行业更加多元化的发展，各种各样的设计也是层出不穷。本文将就带梁式转换层的超限高层建筑结构设计进行研究分析。

关键词：带梁式转换层；超限高层建筑结构；设计；原则

各种形式的转换层因为其结构的形式上差异较大，所以其在传力性以及抗震性方面都存在有明显的不同。下文将简单介绍几种形式的转换结构，并对带梁式转换结构进行深入的探讨分析。

1 转换层的主要结构的形式特点以及带梁式转换层的设计原则

1.1 各种转换层的主要形式及特点

一般应用较为广泛的转换层主要有板式转换层结构，析架式转换层结构以及带梁式转换层结构。板式的转换结构在上部的结构设置方面比较方便，但是同时也致使了其传力性不好，受力比较复杂，结构计算方面比较困难等缺陷，而且其厚板也集中了非常大的刚度以及质量，这对地震的反应也会比较强烈。

析架式转换结构的传力性能较强，传力的途径清楚明确。转换析架也使得开洞以及设置管道非常的方便。而且其位置与大小也具有非常大的灵活性。使转换层的空间得以充分的利用。析架式转换结构的抗侧力刚度与自身重量都比转换梁要小，这个特点也使得带析架式转换层高层建筑的质量和刚度的变化相对缓和。其对地震反应的剧烈程度也比带转换梁的高层建筑要小很多。

梁式转换结构同析架转换结构一样，它的传力性能非常好，传力的途径明确直接，其在结构上计算也比较容易。受力性好、工作的可靠性高、构造相对来说比较简单、方便施工等等是梁式转换结构的优点，但是其转换梁的跨度较大的时候，其对转换梁的截面要求也随之增大，这就引起了质量和抗侧刚度的增大。因此，其对地震的反应也会比较剧烈。

1.2 梁式转换层超限高层建筑结构的设计原则

带转换层超限高层建筑结构是一种受力非常复杂以及并不利于抗震的结构体系。它在进行结构总体的设计时，特别是对于抗震设防方面的设计，一定要遵循以下原则：第一，传力要直接，尽量避免进行多次转换。布置转换层的上下主体竖直方向的结构时，要尽量使得水平方向的转换结构传力直接明确。并通过合理的结构布局，使不落地的剪力墙通过转化托梁来直接传递给竖直方向的承重构件，尽量的避免转换次梁和水平上的多级转换。以期可以做到最短的传力途径。第二，强化底部，弱化上部。保证建筑的底部空间有合适的刚度、延展性以及抗震的性能。在设计的时候，要着重强化转换层下部主体结构的刚度，弱化转换层上部主体结构的刚度，使上下部分的刚度以及形变可以尽量的保持一致。

2 带梁式转换层的超限高层建筑结构的关键设计

2.1 设计延性剪力墙的主要策略

控制剪力墙的塑性铰，使其出现在框支层以上的上部墙体中。避免出现框支层大变形的情况。加强對落地剪力墙的下部设计，防止出现剪切破坏，屈服的情况。同时也要加强对框架支柱的设计，要让其具有足够延性转换梁的截面尺寸以及安全储备，这点一般是通过对其剪压比的计算来进行确定的。

另外转换梁上一般是不能开洞的，如果必须要开洞的话，洞口的位置适宜放在梁中和轴的附近。洞口上弦杆以及下弦杆一定要加强措施，比如加密箍筋等等。以用来提高其抗剪的能力。在计算上下弦杆的箍筋时可以将剪力的初始设计值放大1.2。当洞口的内力较大的时候，也可以采用型钢构件来加强其抗剪能力。

2.2 对风力的负荷载重以及地震作用下结构层间的位移角实行有效的控制

在地震的作用下，要保证超限高城建筑的安全与稳定性，就一定要根据相关的规定对地震基底剪力与重力荷载的代表值进行一定的限制。除此之外，我们也需要在一定程度上控制建筑结构层的地步加强区域减力墙以及其他部位剪力墙、框架支柱和非框架支柱的轴压比。

2.3 注意转换层楼板平面内的刚度

在建筑工程的施工过程中，楼板主要是以现浇混凝土作为施工材料，一般施工中，楼板的厚度大概都控制在200mm左右。与此同时，也要注意加强转换层下层楼板平面内的刚度。同样的，对其楼板厚度也要进行一定的控制，一般转换层下层楼板的厚度控制在150mm左右。另一方面，从结构的布置上来看，最好也要保证转换层楼板的对称性，并要着重加强薄弱部分楼板的厚度以及其配筋密度等。

3 结 语

本文主要对带梁式转换层超限高层建筑结构设计进行了研究与探讨，并对各种转换层的结构形式以及特点进行了简单的介绍分析。并就带梁式转换层的特点阐述了其在超限高层建筑结构设计的关键问题。现在，我国建筑行业对于超限高层结构设计方面的经验还不够丰富，许多设计还达不到预期的施工目标。但随着我国建筑行业经济技术的不断发展，在进行建筑结构相关设计方面也一定会很快赶上其他发达国家，不断地发展进步。

参考文献

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