高层建筑梁式转换层结构的设计

吴海霞

【摘要】高层建筑的功能多、类型多，需采用梁式转换层结构，满足高层建筑的结构需求。高层建筑中梁式转换层有着重要的作用，提高了建筑施工的质量，同时保障高层建筑的抗震能力，因此，本文主要探讨高层建筑中梁式转换层结构的设计内容。

【关键词】高层建筑;梁式转换层;设计

随着建筑行业的发展，高层建筑的功能越来越多，居住、娱乐、销售等多个功能均集中体现到建筑工程中，这时就需要梁式转换层结构设计来规划建筑功能，确保高层建筑能够满足功能的需求。梁式转换层设计在高层建筑中具有足够的稳定性，完善了建筑结构设计，确保高层建筑的整体安全性。

1、高层建筑对梁式转换层的功能需求

高层建筑对梁式转换层设计有一定的需求，高层建筑的功能决定了梁式转换层的应用方法[1]。现阶段高层建筑中，什么类型的工程需要用到梁式转换层是行业中较为关注的问题，这样能够明确梁式转换层在高层建筑中的实际应用。高层建筑结构中设计了非常密集的下部结构，虽然下部结构稳定性比较好，但是建筑的楼层越高受力就越不稳定，尤其是上方受力密度会呈现下降的趋势，建筑整体上会有下密上疏的表现，上部结构大多为办公、居住的功能，不能有密度低和受力不均的情况，这种情况下高层建筑就应该设计梁式转换层结构，梁式转换层促使高层建筑上下结构之间的传力均衡，避免出现应力集中的情况，平衡高层建筑的内部受力，同时还能把控好整个建筑结构的安全与稳定。

2、高层建筑中梁式转换层的设计优势

高层建筑中梁式转换层的设计优势明显，梁式转换层逐渐成为高层建筑中不可缺少的结构，列举梁式转换层设计在高层建筑中的优势，如：（1）梁式转换层施工简单，其可运用简单的施工方法完成高层建筑中不同功能之间的过度，避免影响高层建筑的结构稳定性;（2）梁式转换层结构受力明确，其在高层建筑中不会有不明确的受力，而是受力清晰，这样就能保证梁式转换层能够满足高层建筑的需求，强调梁式转换层在高层建筑中的受力稳定性;（3）梁式转换层具有刚度和耐久性方面的优势，其可满足高层建筑抗震设计方面的需求，向高层建筑提供稳定的刚度，确保高层建筑在使用期间的安全性，同时也保证了高层建筑寿命期中的稳定度，预防振动破坏。

3、高层建筑中梁式转换层的形式分析

高层建筑梁式转换层中常见的形式有如下几类，分别是：梁墙梁式结构、厚板结构、箱型结构、斜杆支架式结构、空腹支架式等几类，高层建筑中有80%比例的工程项目中选用了梁式转换层结构，高层建筑的底部大空间剪力墙结构中大多都采用了梁式转换层结构，目的是完善建筑功能，强调高层建筑结构的稳定性。

4、梁式转换层的设计要点和注意事项

梁式转换层在高层建筑中的设计要点主要有3点，探讨这3点设计要点和注意事项，如下：

4.1截面设计要点及注意事项

高层建筑梁式转换层中的截面设计要根据梁结构的受力状态，同时根据转换层的受力，设计出柱型截面或者托墙型截面。截面设计时要计算出截面的尺寸大小，规范设计截面的配筋，要以梁式转换层的实际情况为根据设计剪压比，为了预防截面上有脆性破坏，还需调整转换梁的截面尺寸，一定要保证截面有正确的含箍率，计算中要把剪力值乘上1.2，该数值为放大系数，梁式转换层的主筋中不能设计接头，需要有一半以上的主筋设计成贯穿状态，截面的梁式转换层上不能有开洞设计[2]。截面设计中要注意使用混凝土的强度不能低于C30，如有满跨的情况就要采取深梁设计，确保梁式转换层能够起到作用。截面设计时还要重点考虑轴向拉力的影响，根据实际情况提升纵筋的配筋量，设计时不要运用偏心受拉构件，一定要确保截面设计符合高层建筑的需求，确保梁式转换层的准确应用。

4.2框支柱设计要点及注意事项

框支柱在高层建筑梁式转换层中的设计要注意建筑自身的地震级别，按照地震级别规划框支柱级配，框支柱的设计参数需灵活调整，设计中参考一级轴力值和二级轴力值，调整完之后放大受力值，选择匹配的扩大系数，建议一级为1.50，二级为1.25，在此基础上计算框支柱数量。框支柱设计中要注意框支柱决定了梁式转换层中的框支层。框支柱设计时的受力总和不能超过地基受力的百分之二十，假如高层建筑梁式转换层中的框支柱超出10根，此时框支层可设计成1层、2层[3]。框支柱设计中，剪力、受力以及框支层中出现的差异要根据梁式转换层在高层建筑中的实际情况调整或确定，进而计算出框支柱的设计数值，应用到高层建筑的梁式转换层上。

4.3框支梁设计要点及注意事项

框支梁在梁式转换层中的设计要点集中在受力分析和参数计算两个点上，高层建筑的梁式转换层中，框支梁存在多方受力，如结构载荷、内部传输力等，以剪压比为参考计算出框支梁界面的尺寸，框支梁界面和梁式转换体存在着直接的关系，尤其是稳定性关系，框支梁设计期间必须要考虑框支梁跨度的影响，一般情况下框支梁跨度的六分之一用作框支梁跨度设计的参考，而高层建筑墙体厚度关系到框支梁的宽度数值，框支梁宽度可设计成墙体的两倍，不能低于4m。框支梁设计时非常复杂，其有繁琐的受力结构，其为梁式转换层中较为复杂的一类，合理设计框支梁的受力，准确计算框支梁中的参数，发挥框支梁中级配受力的应用。

5、梁式转换层设计在高层建筑中的发展前景

高層建筑中梁式转换层设计的发展前景非常好，梁式转换层的发展中，可以汇总出3类在高层建筑上较为常用的结构，分别是：（1）钢骨混凝土转换层，此类梁式转换层的优势较多，比如刚度优势、承载优势等，这类结构在高层建筑中并没有普及起来，是未来发展的主要结构形式，其可减少支模拆模的操作量，加快工程进度[4];（2）预应力混凝土转换层，此类结构的转换层中，混凝土受到一定程度的预压应力，避免混凝土有开裂的情况，而且预应力混凝土结构的梁式转换层有着轻量的优势，有助于节约材料和成本，其适用于大跨度转换的高层建筑中;（3）新型转换层结构，该结构也就是叠层桁架结构，这种结构是跟随着高层建筑的发展而兴起的，把多个大截面的杆件结合起来，结合的方式为桁架空间叠层，促使新型转换层结构能够稳定的传递高层建筑中的荷载，实现功能转换。

结语：

我国越来越多的高层建筑中使用了梁式转换层结构，发挥梁式转换层结构的设计功能，优化高层建筑结构。梁式转换层结构在建筑工程中有着诸多的优势，同时也具有良好的发展前景，高层建筑中应该根据自身的情况规划好梁式转换层的结构设计，明确梁式转换层的使用目的，进而满足高层建筑的实际需求。

参考文献：

[1]钟桂松.关于高层建筑梁式转换层结构设计讨论[J].建筑技术开发，2019，46（16）：3-4.

[2]张敏.高层建筑梁式转换层结构设计研究[J].江西建材，2019（07）：110-111.

[3]刘奕明.高层建筑梁式转换层结构设计的要点分析[J].建材与装饰，2019（13）：91-92.

[4]杨一洋.探究梁式转换层结构设计在高层建筑工程中的应用[J].建材与装饰，2019（11）：107-108.