高层建筑带转换层的结构设计

高层建筑带转换层的结构设计

史炳成郑宏伟

无锡中粮工程科技有限公司江苏无锡214000

摘要：结合实际，对高层建筑带转换层结构设计进行研究，在分析其特点与结构布置内容上，详细论述转换层结构构件设计内容，希望分析后能够给相关设计人员提供一些参考。

关键词：高层建筑；转换层；设计；分析

引言：

随着我国高层建筑的不断发展，在发展过程中很多高层楼层的实用功能都发生的转变，它不再是单一的功能化与片面化。以目前现状看来，很多高层建筑结构的形式它的墙柱体和柱网是分开的，而实现两者分开的方式是应用转换层技术，该技术应用能够实现结构的过渡，实现功能转换。

1.高层建筑结构转换层的特点

对于转换层结构构件而言，在实践过程中，它需要对上部结构，传输下来的巨大荷载，以及是下部结构多层后再进行承担，由于在受到众多荷载的影响下，使得转换层了结构构件，内力受到影响很大，因此竖向荷载成了控制，转换构件设计的主要考虑因素。在实践过程中转换层构建，通常具备与上部构件跨度承载力有着密切的联系，因此，想要切实的提高转换层结构的强度，以及刚度保证结构的构建以及面积不会出现问题，那么在实践过程中需要对转换层，结构设计的不规则结构进行研究，并且还需要对建筑物高度方向的均匀性进行考虑。

2.转换层的结构布置

由于底部带转换层的建筑结构，它的转换层上部的相关构件是不能够直接连贯的引入到地上的，所以，必须要保证转换构建的安全可靠性，按照目前的相关经验可知，转换结构在应用过程中可以使用转换大梁以及斜撑、空腹悬架等方式。

对于转换厚板而言，它在地震区域应用较少，因此，在一些大空间地下室应用时，会受到周围约束产生影响，在针对地面反应比框架结构受力小时，抗震强度设计要按照7-8°的设计要求进行，并且，在对剪力墙框柱布置过程中，需要做好转换层上部与下部的配合布置，保证转换层的质量满足设计要求。

3.转换层结构构件设计

3.1框支柱

在框支柱设置过程中，需要做好轴压比以及剪压比的设计控制，一般情况下轴压比它对框支柱的延性有着重要的影响，因此严格的控制轴压比，才能够确保设计质量。

在设计过程中，如果工程抗震等级设置为一级，那么轴压比须要小于0.6。如果截面尺寸较大，在进行轴压比设置上需要小于0.55。框支柱和一般的框架柱相比，由于延性会受到配筋率的影响，因此之柱的配筋率要大一些。因此在进行端剪力端设计过程中需要做好相应的增大系数相乘，保证每层框支柱的承受力以满足设计要求。通常情况下，基底剪力的取值要求为30%，并且在计算的过程中，按照相关的规范程序进行，如果假设的条件是楼板的刚度无限放大，那么按照竖向构件的刚度，需要对水平剪力进行合理的分配。在刚度方面，由于支柱远远小于底部剪力墙的刚度，所以匡之助的剪力是比较小的，但是在实际建筑过程中，会受到各方面因素的影响，工程的楼板经常会出现变形的问题出现，剪力墙也通常会出现裂缝问题，由于这些问题的出现，在一定的整体上会减少工程的刚度，那么无形中框支架的剪力就会增加，所以在进行结构设计时需要增加框支柱与剪力部分的强度，通过设计手法将其独立分出来，按照单独的要求进行设计。

3.2框支梁

框支梁在实践过程中，它是上下层荷载在传输的扭曲，它能够切实的保证框支剪力墙的抗震性能。在设计过程中，由于框支梁的截面尺寸会受到剪力比的影响，因此在设置时，其宽度需要大于本身的两倍以上的厚强度，同时距离要控制在40厘米以上。并且在高度确定上，需要按照实际的情况，将跨度的高度计算出来，一般情况下，跨度需要按照整体的1/6进行设计。同时在施工过程中，按照相关的规定要求，框支梁的梁宽要控制在80厘米，但是由于受到，巨大复杂压力影响时，就会产生一系列问题，所以在结构设计时，需要将安全的储备距离保留。

在设计时，若框支梁的抗震等级是2级，那么设计过程中，配筋率需要＞0.4%；若框支梁的相关数据与设计规范一致时，框支梁的配筋率要＞0.8%，值得注意的是，在设计过程中，若框支架存在一定的轴力，需要对腰筋量进行合理配置，保证设计内容满足规定要求，另外，在确定腰筋尺寸过程中，钢筋采用18规格进行设计，同时，在设计上需要最相关的间距进行控制。此外，对于框支梁而言，在抗震构件中它是重要的构件，在应用过程中，受到的剪力影响较大，因此，需要按照“强剪弱弯”的原则进行设计，并且当纵筋量较大时，需要加强箍筋控制。

3.3转换层楼板

一般情况下，转换层楼板它主要是由上下部分两个内容组成，并且两者之间的受力情况是不一样的，；上部楼层很容易出现水平力，并且水平力的分布特点是具备一定的原则性，并且剪力墙的等效刚度是按照一定的原则实现的；在下部楼层中，框支梁的刚度和剪力墙的刚度也是存在区别，对于水平力的分布而言，主要是由于后部承担，即转换层在荷载分布不均与的情况下实现的。因此对于转换层楼板而言，它承担的责任是比较大的，不仅需要负责上部分剪力的分配，同时，还需要受到自身的压力影响，并且存在着较大的变形特点，因此，在设计过程中需要，采用足够的刚度来，对其支撑从而完成整体任务。

4.转换层高层建筑结构的抗震设计

在高层建筑结构设计过程中，由于设置了转换层，建筑的刚度与受力会受到相应的影响，

在建筑结构抗震性能方面，其抗震性能会受到刚度与承载能力的影响，主要是承载力应力集中导致的，所以，在进行抗震设计环节中，结构的受力条件会受到高转换的影响出现问题。

按照相关资料研究可知，在水平地震作用影响下，转换层的转折位置会出现倾覆力距分布的曲线，同时转换层的承载力就会下铺，由于高层建筑结构采用的是剪力墙以及框架结构，所以，倾覆力的传输能够通过剪力墙传递，但是在传递的过程中支撑结构的倾覆力传输能力不大。并且在转换层的位置，因为框架剪支存在很多剪力，并且剪力的传递方式也是通过楼板传递的，因此，就会出现距曲线转折的情况出现。在设计过程中，假如转换层的位置相对较高，那么剪力的分配以及传递途径会突然改变，就会使得落地强出现裂缝问题，另外在框支剪力墙的转换过程中，会突然增加内力，就会出现破坏的情况，那么转换层了下铺支撑，就不能够起到作用，就会导致几个软弱层出现。因此在进行设计过程中，为了能够提高抗震力度，当在八度抗震设计的过程中，需要对竖向地震作用产生的影响进行考虑，

并且，在进行转换构件数据的计算上，可以采用反应谱分析对其进行计算，并且在计算过程中，将得到的数据进行优化，合理的确定设计内容，保证高层建筑转换层的结构设计满足规定要求。

5.结语

总而言之，在高层建筑设计过程中，再转换层结构的设计，它是一个非常系统性的工程，因此在设计时，相关人员需要重视概念设计，唯有如此才能够减少走弯路，其次还需要做好相关的计算分析，通过对结构的设计以及结构的布局以及刚度的设计，保证各个转换层的上下结构能够合理优化。另外值得注意的是，还要对框支梁框支柱等特殊构件进行设计，保证各个框架构件之间能够相互配合，从而减少后期施工的难度，提高整体转换层的质量。

参考文献：

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