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摘要：梁式转换层的设计对于高层建筑来说是一项十分重要的内容，其能够极大地影响到建筑的使用寿命及其舒适度。当前城市人口增多，土地资源不足，为满足需求量开始大量的建设高层建筑。对于高层建筑而言，稳定安全性是最为重要的，因此必须要有效的提高建筑物的稳定性，而这一目标的实现必须要加强梁式转换层的结构设计。在本文中，我们首先对梁式转换层的设计原则进行了简要的分析，并在此基础上，对高层建筑梁式转换层结构设计的要点进行了探讨，仅供同行借鉴与参考。
关键词：高层建筑；梁式转换层结构；设计措施
1.引言
为满足城市发展以及人口激增的需要，城市建设中的高层建筑数量大量增加，由于其结构形式特殊，因此为提高建筑结构的稳定与安全，就必须要科学的进行结构设计。梁式转换层结构在高层建筑中有着广泛的应用，能够满足建筑结构设计要求，使设计上更加灵活。为使高层建筑梁式转换层结构性能得到提高，就需要依据设计原则明确结构设计的要点，确定项目参数，使工程结构的稳定性、安全性达到标准。
2.梁式转换层的设计原则
2.1控制竖直构件的使用数量
为了有效降低转换层的刚度突变，以免在出现地震的时候破坏高层建筑的梁式转换层，在设计转换层的过程中，应该严格控制竖向落地构件的数量，从而降低转换构件的负荷，减小转换层上下单元的刚度变化，进而有效提升高层建筑物的抗震能力。
2.2控制转换层的刚度
在设计梁式转换层的过程中，应该严格控制转换层的刚度及抗震构造。由于部分转换梁出现了整跨布置，使上部剪力墙体与转换梁形成倒T型构件共同受力，造成转换梁整体受拉，故《高规》(JGJ3-2015)要求转换梁高大于其跨度的八分之一，规定其纵向钢筋、箍筋及腰部钢筋配筋要求，确保转换构件的足够刚度及承载能力，从而保证梁式转换层结构的稳定性。
2.3合理设计楼板
横向剪力墙的荷载通过转换构件传递至落地剪力墙及框支柱承担；实现这一传递的构件分别为转换梁、次梁、楼板。因此楼板作为传力构件传递水平荷载，应具有足够构造措施来确保楼板传力的可靠性。但梁式转换层的楼板也不是越厚越好，当承受竖向荷载时、板厚越厚分摊的荷载越大，很可能致使楼板出现较大变形而开裂。因此应该严格控制计算楼板的承受能力，保证转换层荷载的正常传递。
2.4剪力墙的设计
上部剪力墙应在建筑布局允许的情况下尽可能落地，以保证竖向构件的连续性，且落地剪力墙应尽可能对称布置，以保证结构平面规则。为保证下部大开间整体结构有适宜刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量强化转换层下部主体结构刚度，弱化转换层上部主体刚度。下部结构通常采取以下措施：强化下部结构，加大落地剪力墙厚度、提高混凝土强度等级、必要时可在房屋周边布置部分剪力墙提高抗震能力；上部结构可采取不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。
2.5做好计算工作
在设计梁式转换层的过程中，还应该做好计算工作，详细分析转换层的变形情况，设计人员可以通过反应谱法、动力弹塑性的方法对结构模型进行详细的分析计算，研究梁式转换层结构在分析中的变形及构件受力。由于不同的转换层结构构件其本构模型不同，因此应该依据高层建筑的实际情况及《高规》（JGJ3-2015）规定，选择合适的计算方法来进行计算，保证模型边界条件及负荷相关的要求。
3.高层建筑梁式转换层结构设计的要点
3.1截面设计
对转换层截面进行设计时，需要对梁的受力性能、转换层的受力形式进行分析，选择合适的方法进行计算。转换梁截面主要有两种，分别是柱形式、托墙形式。对托柱式转换梁截面设计时，需要对截面尺寸进行分析，并考虑配筋的问题，选择合适的计算方法。如果转换梁的承托形式是斜杆框架，轴向拉力会对其产生影响，设计人员需要考虑受拉构件原理，并对设计截面进行优化。对托墙形式转换梁截面设计时，需要考虑转换梁与上部墙体结构，还会出现深梁情况，因此在截面设计中需要使用深梁截面设计的方式。在某些时候我们可以对过应力截面的设计方法进行利用，在对纵向钢筋数量进行计算期间可以对相应的计算公式进行应用，与梁高相结合来对钢筋进行科学合理的配置。
3.2对转换层分析计算
分析并计算转换层可以将局部力的补充计算情况得以极大地改善，也使局部分析的科学有效性得以提升。而该过程需要与平面有限元相结合来进行，保证数据间影响的研究与分析。相关工作人员应该对影响平面内刚度的原因进行合理的控制，结合楼层需要以及内部情况进行拘捕计算。此外，在分析并计算转换层结构的时候还需要针对楼层平面中的刚度来构建三维空间盒子模型，从而切实保证模型的数据以及梁式转换层结构的有效性。框支剪力墙的计算是比较复杂的，若衔接不到位就会在很大程度上增加误差出现的可能性，使得整体分析效果受到影响。为此在对空间分析过程进行建立时，需要将梁柱作为基础，在剪力墙的基础之下来对底部框支剪力墙进行切实分析，并建立研究模型。
3.3大梁设计
梁式转换层设计时，对于转换层楼板来说，其应该要把上层结构水平方向的剪力传递到下层相应的结构中，而对于其自身来说，承担的平面内剪力一般是比较大的，并且还需要承担一些竖直方向的荷载，所以楼板需要有很强的刚度、强度。转换层大梁最为重要的构件，能够承托上部剪力墙、或者柱传下来竖向荷载。其自身受力是比较大的，也使结构抗震安全中的重要位置，所以需要在转换层结构设计中需要科学的对大梁进行设计。通常来说，设计人员在设计高层建筑梁式转换层结构的过程中，应该详细的分析结构层的功能，例如在设计转换大梁的时候，设计人员应该详细计算结构的受力情况并满足相关规范的构造要求，并且根据计算结果进行设计工作，进而提升高层建筑的承载和抗震性能。
3.4抗震结构设计
高层建筑结构设计中，抗震结构设计是重要的一个设计环节，是确保建筑结构设计整体质量的关键。同理，在设计梁式转换层结构的过程中，同样注意综合考虑其抗震结构设计，这就需要结合高层建筑工程建设的实际情况，综合运用多种技术来明确其结构设计的抗震等级。比如，在已知高层建筑为乙类建筑，建筑所在区域的抗震设防烈度为建筑所在区域的抗震设防烈度为6~8度时，那么针对转换层上部建筑结构设计，相应的抗震等级确定为一级；针对转换层下部建筑结构设计，相应的抗震等级确定为特一级等，从而确保梁式转换层结构设计中抗震设计的质量
3.5设计结构层的竖向结构
高层建筑在建筑结构设计的过程中，应尽可能采用落地剪力墙，减少框支柱的使用，使转换层所转换的承载力尽可能减小，避免了结构竖向刚度突变，增加了上下部结构的整体性和连贯性。减少竖向构件的个数，尽量少的使用短肢剪力墙，减少框支柱的个数，结构的水平荷载尽可能的让剪力墙来承担。
在设计转换层以下及加强部位的剪力墙时应按照《高规》（JGJ3-2015）和《抗规》（GB50011-2010(2016年版)）的相关规定使上下部结构的侧向刚度尽可能一致，在结构计算通过的同时，满足相应的构造规定以确保建筑物的安全储备及抗震性能。同时，在设计过程中尽可能不在落地剪力墙上开孔洞，假如必须要开孔洞，则应该尽量的减小孔洞大小，避免应力集中，从而保证主要抗侧力构件的承载能力。
结语
总之，梁式转换层结构设计是高层建筑结构设计的重要组成部分，其直接关注建筑结构整体刚度、稳定性和抗震性能。但是为了确保梁式转换层结构设计的质量，必须要在遵从其基本设计原则的基础上，做好抗震等级确定、结构平面规划设计等关键设计环节工作，力求可以有效地提升高层建筑结构的整体质量。
参考文献
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