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摘要：对于高层建筑来说，设置转换层是因为上部楼层部分竖向构件不能直接连续贯通落地。梁式转换层结构构造简单，施工便捷，传力路径清晰、快捷，已经被广泛应用于现在的高层建筑中。文章主要分析了高层建筑混凝土结构梁式转换层的设计原则以及设计方法，为相关设计人员方面提供了一定的参考价值。
关键词：高层建筑；带结构；转换层；结构设计
1、高层建筑梁式转换层设计概述
1.1梁式转换层设计特点
梁式转换层在高层建筑中应用非常广泛，它会把建筑中上下两层承受的荷载均衡分配，使整个楼体保持稳定，并根据不同高层建筑内部结构的差异，使用科学的方法设计，选择施工技术与工艺。就像是在这一结构中，放入管道或线路，可为建筑提供新的需求，保证水电实施的安全。现在，我国很多高层建筑采用的都是上部是梁式，下部是框架的设计，它需安装转换构件分散负荷。
1.2梁式转换层设计原则
一是，减少需要转换的竖向构件的使用。需要转换的竖向构件使用的数量关系着转换层相关转换结构的数量，且呈正相关关系，和转换层结构的刚度突变性能亦是呈正相关系，转换是种手段，但是如果非必须，且为了增强建筑结构的抗震性能，还是要减少需要转换竖向构件的使用。
二是，对称布置转换层内的竖向承重构件。在结构设计的方案阶段，就应该充分考虑需要转换的竖向构件的位置。尽可能设置在转换梁的跨中，若出现在转换梁的支座附近，容易对转换梁产生较大的集中剪力，造成转换梁剪扭超限难以计算通过。也对框支柱形成较大的剪切和弯曲，造成框支柱出现比较大的内力并引起超筋。
三是，增强转换层下部主体的结构刚度。增强转换层结构下部主体的结构刚度，弱化转换层上部结构的侧向刚度，使转换层上下的主体结构的侧向刚度尽量接近、平滑过渡。增强转换层结构下部主体的结构刚度，一般以增强混凝土的强度等级、增加转换层下部主体结构截面尺寸、增加剪力墙等方式来实现，使结构主体具有良好的抗震、延性和刚度等性能。
2、高层建筑梁式转换层结构设计要求
2.1结构设计计算
准确计算结构应构建合理的计算模型，在此期间，借助三维空间完成模型构建活动，必要时利用有限元对其进行有效性补充，避免出现较大的计算偏差，提高结构的安全性。设计分析针对转换梁进行受力情况进行分析、计算时，应对影响因素全面了解，影响因素主要为刚度，分别为转换梁、剪力墙以及转换柱三方面。分析该结构受力机理的过程中得出如下分析结果：转换梁跨度＜11m时，能够承托的标准为两层楼，但是对承托层为三层或者四层进行计算时，偏差＜4%，不超过承受范围，即承托层数为两层到四层时，能以两层为标准对其进行计算。此外，结构整体及转换梁计算完成后，对转换层构件的平面局部应力进行计算。在进行验算时，由于转换层上下层的柱墙仅通过转换梁进行连接，当柱与墙的连接方式出现轻微的不当时，计算时极易产生较大的误差，从而影响施工后结构的正常受力。对空间结构进行建模分析时，以梁柱作为单元进行分析；对底框—剪力墙结构进行建模分析时，以墙作为单元进行分析。
2.2转换柱设计
在设计梁式转换层结构的过程中，为了使结构具有很好的延性，建筑结构的抗震性能得到保障，需要按各级抗震要求控制好转换柱的轴压比。箍筋沿柱全高加密，并且采用复合箍筋，框支柱应有部分纵筋伸至框支梁以上的墙体内，延伸长度等于层高，用于加强上下层的可靠连接。抗震设计时，转换柱加密区的配箍特征值应比普通框架柱要求的数值增加0.02，且柱箍筋体积配箍率不应小于1.5%。
2.3楼板设计
规范规定，部分框支剪力墙结构中，框支转换层楼板厚度不宜小于180mm，应双层双向配筋，且每层每方向的配筋率不宜小于0.25%，楼板中钢筋应锚固在边梁或墙体内；落地剪力墙和筒体外围的楼板不宜开洞。楼板边缘和较大洞口周边应设置边梁，其宽度不宜小于板厚的2倍，全截面纵向钢筋配筋率不应小于1.0%。与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强。这样规定，是因为楼板作为建筑转换层的主要构件，区别于其他普通楼板，一般情况下，转换层下部结构的剪力比较集中，所以要加强楼板的厚度及其他构造要求，这样才能分散剪力，减轻负担。
2.4转换梁设计
转换梁承载了其上部结构的主要荷载，因此在设计转换梁时，一定合理控制截面高度，一般情况下，转换梁截面高度不宜小于计算的1/8，有条件可以做得更高；托柱转换梁截面宽度不应小于其上部所托柱在梁宽方向的截面宽度，且转换梁宽度不宜大于转换柱相应方向的宽度，且不宜小于其上墙体厚度的2倍和400mm的较大值。严格按规范控制配筋要求及锚固等其他构造要求。
3、工程案例分析
3.1工程概况
某高层商住楼，地下3层，地上43层，其中1~3层为商业，4层以上为住宅，房屋高度142.50米，首层层高5.05米，标准层层高3.15米。上部结构为剪力墙住宅区域，为了获得下部地下室商业的大空间框架结构，在四层楼面采用了梁板式结构进行转换，很好的结合了一栋楼梁柱不同结构形式，充分满足了建筑的要求和增加了更广的使用功能。
3.2设计方案
标准层采用剪力墙结构，在4层楼面采用梁式转换，将上部剪力墙结构转换为下部的框支结构。标准层采用剪力墙作为竖向承重体系及抗侧力体系，转换层采用框支柱、落地框支剪力墙及框架柱作为竖向承重体系及抗侧力体系。经验算，转换层上一层的框架承担的倾覆弯矩站总弯矩的比例为：X向4.7%，Y向：5.3%，因此本结构属于框支剪力墙结构。局部具有单向少墙结构的特征。
控制上部墙体的受弯情况，转换层对空间要求较大，梁高并不能做太高，所以对转换层的转换梁和转换柱增加了型钢。虽然对转换梁增加了型钢，但上部的墙体和连梁依旧存在超筋，且型钢转换梁存在剪力太大，在必要地方增加了混凝土十字梁，使得整体作用更加紧密。
转换梁合理的构造措施是保障受力安全的重要内容，因此，在此工程中，为减小上部剪力墙纵筋对转换梁型钢翼缘的削弱，转换梁中的型钢翼缘与剪力墙的纵筋通过预塞焊钢筋和开孔现场插筋交错布置的形式进行处理（参见图1）。
图1：转换梁中型钢翼缘穿筋孔示意图
最后，设计中对底部加强部位剪力墙及框支柱采取比规范相应抗震等级更严格的抗震配筋构造措施，确保转换结构在地震作用下的抗震安全性。
4、结束语
总而言之，因为受建筑本身的特点和建筑功能需求的影响，复杂的高层建筑常常出现在刚度不对称的下部，质量不均匀，传力途径不直接等等问题。梁式转换结构作为高层建筑物实现垂直转换的常用结构，可以有效解决这些问题。在进行梁式转换层设计时，需进行全面的考虑及相应的多次建模验算分析，提高转换层的强度及刚度的结论
参考文献：
[1]呼延竞飞.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品.2016（10）.
[2]陈静.高层建筑梁式转换层结构设计[J].中国新技术新产品.2016（05）.
[3]涂冬冬.建筑结构设计基本方法及注意事项[J].中国新技术新产品.2010（07）.