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（1.深圳市建筑设计研究总院有限公司合肥分院，安徽合肥230061；2.合肥财经职业学院，安徽合肥230061）
摘要：梁式转换层作为高层建筑中非常常见的一种结构设计方式，其能够大大增强高层建筑的稳定性，针对于此，本文对高层建筑梁式转换层结构设计进行了深入的研究。
关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计
前言
在高层建筑中，针对结构设计而言，其稳定性的考虑是不容忽视的，基于稳定性的考虑，我们必须重视梁式转换层结构的设计。
1高层建造梁式转换层结构的意义
高层建筑梁式转换层的相关技术领域研发具有非常重要的作用和意义，其最大的挑战，就是通过建筑自身在承受的角度上做出分析，大部分建筑通常都是在下部的结构上较为密集，以此来保证建筑的稳定性。上部结构基本都是保持相应的密集度，以此来实现建筑上稀疏下密集的稳定结构。建筑的功能在多元性以及综合性层面在现如今的建筑领域中已经变得尤为的关键和重要，高层建筑的底部以及中部通常都是使用较为稀疏的商业构造模式来实现的，上部多半都是采用相对比较密集的建筑构造形式，与建筑自身在受力的稳定性上出现了矛盾性。高层梁式转换层结构在应用上，完全可以有效的来解决存在的矛盾。
2高层建筑梁式转换层结构设计理念
2.1梁式转换层构造上的特点
在建筑工程领域之中，对于转换层的应用十分的广泛，在构造的形式上更是趋于多样化。梁式转换层最为关键的特点就是，尺寸比较大，用途上更是尤为的广泛，结构通俗易懂，施工及操作简单，能够很大程度和意义上节约成本及造价，在性能上更是尤为的牢固，工程计算方便等等诸多特点。例如梁式转换层结构以下部的转换大梁为主，框支梁承载上部剪力墙，框支柱支撑框支梁，被称为梁式框支剪力墙结构。以墙、梁、柱（墙）为传力途径，明确、直接的传力作用，便于方便工程计算、分析以及设计，在施工也较为简单。如果在设计过程中出现设计不足的情况，那么会对抗震产生非常不利的影响，梁过于高还会对空间的使用效果造成不好的影响。
2.2梁式转换层的受力特点
高层建筑梁式转换层最为关键性的功能就是在传力方面，它能够将上部密集的小空间上的竖向载荷传输给趋于下部稀疏较大的空间上去。因为转换层高层建筑自身在结构上的特点，载荷在竖向传递过程中通常都不连贯和直接，这会导致在侧向刚度上发生一定的突变情况，转换层在应力上的集中，会导致结构在受力上尤为的复杂。如果发生一定的地震灾害，因为下部结构相对比较薄弱，将会出现坍塌或者是变形的情况，给建筑的安全性带来一定的威胁和隐患。对于转换层在结构上的设计，首先需要考虑的问题是关于受力的问题，最大的限度上来解决传力不连贯而造成的受力集中以及突变等等问题，避免建筑结构遭到破坏，带来生命财产的威胁及损害。
2.3梁式转换层结构设计的特点
高层建筑梁式转换层在建筑领域始终都是发挥着承上启下的效果，它是需要进一步对建筑的上部结构及竖向载荷做出合理的分配，以此减少结构所产生巨大突变以及应力的集中，以此来实现结构的连续性以及在受力上的平稳性。通过采用一些有效的特殊技术及方式，比如说，在梁式转换层中布置相应的设备及管道，这些设备是完全能够适用和满足于高层建筑在供水以及供暖上的需求。在国内大部分的高层建筑都是采用了上部梁式，下部框架的结构模式，通过对构件进行转换，来完成载荷的转移，防范由于内力过多而产生的集中情况。
3高层建筑梁式转换层结构设计要点
3.1转换大梁的设计要点
梁式转换层的设计构造要求：（1）转换层楼板要将上层结构的水平剪力传递到下层抗剪结构上去，本身承受很大的平面内剪力，同时又承受部分竖向荷载。因此要求楼板要有足够的强度和刚度。（2）转换层大梁是承托上部剪力墙或柱传下来竖向荷载的重要构件。本身受力很大，它是整个结构抗震安全的关键部位。因此，转换大梁的设计在整个转换层结构的设计中至关重要。
3.2转换层结构构件设计要点
在转换层附近不光是结构竖向刚度发生容易发生突变，还有可能有竖向侧力构件出现不连续的情况，这会导致转换层附近有结构传力发生突变的情况，特别有强震作用推动的情况下，薄弱部位也就会相应产生。要想将转换层的上部结构和下部结构刚度都有所提高，就要在转换层附近将结构的构件强度加大，这样才能让水平剪力的传递有所保证，而且在发生强震的情况下，还能让结构底层有一定的延性，不受到破坏。
3.3转换梁截面设计方法要点
在设计转换层截面的时候，首先要考虑的是梁的受力性能，还有转换层的受力形式，然后再选择合适的计算方法。这种截面主要有托柱形式的转换梁截面以及托墙形式的转换梁截面这两种。其中，在设计托柱形式的转换梁截面时，要对截面尺寸范围进行充分考虑，该梁受力形式和普通梁受力形式差不多，所以在设计截面的时候应该将配筋情况考虑在其中，然后再选择计算方法。要是转换梁的承托形式是斜杆框架，那么轴向拉力将会对它有所影响，这时候，设计人员就要将偏心受拉构件的原理考虑建立，从而更优化地设计截面。在设计托墙形式的转换梁截面时，要将转换梁和上部墙体一起工作的结构考虑在内，而且在这里面还会有深梁现象存在，所以在该项截面设计的时候更应该用深梁截面方法进行设计，在有些情况下，也可以用应力截面的设计方法，根据特定的计算公式将纵向钢筋的数量算出来，在布置钢筋的时候，还要保证是沿着梁高进行配置的。
3.4托墙形式转换梁截面设计
当转换梁承托上部墙体满跨不开洞时，转换梁与上部墙体共同工作，其受力特征与破坏形态表现为深梁，此时转换梁截面设计方法宜采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，且计算出的纵向钢筋应沿全梁高适当分布配置。由于此时转换梁跨中较大范围内的内力比较大，故底部纵向钢筋不宜截断和弯起，应全部伸入支座。当转换梁承托上部墙体为小墙肢时，转换梁基本上可按普通梁的截面设计方法进行配筋计算，纵向钢筋可按普通梁集中布置在转换梁的底部。
3.5楼板设计要点
由于结构上部的水平剪力要通过转换层传到下部结构，转换层楼面在其平面内受力很大，楼板变形显著，因此要适当加厚转换层楼面，建议采用厚度不小于180mm的现浇板，这样有利于转换层在其平面内进行剪力重分配，并加强转换大梁的侧向刚度和抗扭能力，也可使实际情况更符合结构整体计算中楼层刚度无限大的基本假定。而且混凝土强度不小于C30，并采用双向双排钢筋网，每排钢筋的配筋率不小于0.25%，转换层楼板不宜有大的开洞，当开洞时应在洞口四周设置次梁或者暗梁，楼板开洞位置尽可能远离外侧边，与转换层相近的楼板也应加强。
3.6转换层抗震设计要点
带转换层的高层建筑结构中，由于设置了转换层，沿建筑物高度方向刚度的均匀性受到很大的破坏，转换层结构竖向承载力构件不连续和墙、柱截面的突变，导致传力路线曲折等，因此转换结构的抗震性能较差。为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按《高规》的规定提高一级采用，已经为特一级时不再提高。提高相关构件的抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架，核心筒结构和外围为密柱框架的筒中筒结构的抗震等级不必提高。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大。在8度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。
3.7转换层分析计算的方法
对转换层整体进行计算之后，还要用平面有限元这一计算软件对转换层本身进行计算，主要是补充计算其局部的应力。对局部进行分析的时候，要保证转换结构的上楼层和下口曾都在计算模型中，还要将楼层的楼盖平面所承受的刚度影响考虑在内，并根据实际的转换层情况选择合理的计算模型。对框支剪力墙进行计算要复杂一些，其上部剪力墙要连接到下面很多根支柱，一旦有连接不正确的情况，计算就会有较大的误差。所以计算的时候，最好在上部剪力墙和下部转换柱上都设立一个转换梁，让转换梁连接到墙肢上。
4结语
在高层建筑中，合理的设置梁式转换层结构，在受力方面可以起到承上启下的作用以及效果，能够防止结构的突变和有助于应力的集中，有利于高层建筑的稳定性。
参考文献：
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