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摘要：在诸多建筑形式中，高层建筑是越来越常见的建筑形式之一，关注高层建筑就要从高层建筑结构设计出发，全面提升高层建筑的结构质量。高层建筑梁式转换层结构设计是当前高层建筑结构设计的重点。本文借助一个工程案例，细致的分析了高层建筑梁式转换层结构设计的重点，并针对结构构建的设计进行了深入的分析。
关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计
引言
建筑市场的繁荣与发展促进了我国社会经济的发展，关注高层建筑的结构设计是当前建筑行业发展的重点。对于高层建筑的结构设计而言，要尤其重视梁式转换层结构的设计。做好梁式转换层的结构设计有利于改善高层建筑结构的整体稳固程度，相关设计人员要提起对高层建筑梁式转换层结构设计的重视程度，具体的分析梁式转换层的结构设计工作，以掌握梁式转换层结构的设计方法。
1工程概况
本次选取的案例工程的总建筑高度为95m，有30层地上建筑和2层地下建筑，且有5层地上裙楼。该工程的商场位于1~4层，会所在第5层，其余的路层均为高级公寓。工程的地下一层和二层是停车场，地下一层同时设有卖场。该建筑的第6层为梁式转换层。建筑的整体抗震强度为7级。具体的结构平面见下图1。该建筑工程的设计人员综合考虑了建筑施工的实际情况以及建造要求之后，选择了梁式转换层结构，工程结果显示，梁式转换层结构可以提高建筑结构稳固性。
图1结构平面示意图
2梁式转换层的结构设计重点
2.1明确抗震等级
在高层建筑结构中，梁式转换层结构是一种常见的结构形式，梁式转换层结构组合了多种结构形式，充分发挥了纯剪力墙结构和框架结构以及框剪结构的优势。在进行梁式转换层结构设计时，要明确建筑结构的抗震等级，同时要明确每一个结构构件的抗震等级，在具体设计时要参照下表1中的各个部位的抗震等级要求进行设计。
表1工程各个位置抗震等级设计
2.2结构竖向布置
高层建筑结构都要做好刚度设计，对于普通的高层建筑而言，要按照上窄下宽的形式设置侧向刚度。而梁式转换层结构的高层建筑则与普通高层建筑的侧向刚度相反，在具体的设计时，要把握建筑的侧向刚度要求，遵循上下等效效应，严格按照上下侧向刚度比值为1且不超过1.3的要求布置侧向刚度。高层建筑梁式转换层竖向结构的布置要严格按照上弱下强的原则进行。
2.3规划结构平面
高层建筑的梁式转换层结构中包括纯剪力墙结构和框架结构以及框剪结构，在具体设计过程中，针对剪力墙结构设计，要保证剪力墙结构左右对称，且保持较小的偏心率，严格控制剪力墙结构的上下质量与刚度中心误差，要控制在小于2m的范围内。在该建筑结构设计完成以后，对结果进行检验表明，各层水平位移上限与层间位移比值在小于1.4的范围内，同时将扭转与平动第一自振周期比很好的控制到了0.85，满足平面结构规划的具体要求，显著提升了建筑结构的抗扭效能。
2.4设计计算要点
（1）整体分析计算
对于高层建筑梁式转换层结构而言，在设计时需要关注其复杂的受力体系，要具有整体设计与分析计算的意识，并对结构构件受力情况进行实际分析，体现出不同构件的受力要求。在整体分析计算时，要选择合适的空间分析软件，以对整体结构进行科学的分析。
（2）局部补充计算
在对建筑结构进行整体分析计算之后，要对建筑结构的局部构造进行具体的分析计算。常用的局部补充计算方式为有限元方法，这种方法可以很好的对转换层进行补充计算，从而得出准确的应力分布值。同时能够通过局部补充计算将转换梁、框支柱以及墙体当中的钢筋配比计算出来。在利用有限元分析平面结构时，要选取转换层下端和转换层上端的结构平面，最少要选择两层结构，以得出实际的情况，并将其与模型边界对比，为进一步的施工提供参考。
（3）转换层位置设置
在设置转换层位置时，要认识到转换层高度与抗震设计的关系，一般情况下，越高的转换层越需要更高的抗震等级，因此转换层的设置要参照具体的抗震等级下的高度设置要求。以抗震等级为8度区为例，该区域内的转换层位置不宜超过3层。
3转换构件设计要求
3.1框支柱设计
框支柱设计过程中需要重点关注框支柱的轴压比，以提高框支柱的抗压能力，确定合理的轴压比同时可帮助确定出合理的截面尺寸。在确定框支柱的截面尺寸时，要按照剪压比规定进行。一般情况下，框支柱的抗震级别为特一级，且正常情况下框支柱的轴压比是小于0.6的，若框支柱中存在短柱，则要将短柱的轴压比控制在小于0.55的范围内。要适当的按照扩大一倍的要求对柱端剪力和弯矩进行扩大，按照基地3/10的大小控制每层所负荷的剪力之和，确保框支柱的安全系数在规范要求的范围内。最后要按照锚固强度要求连接框支柱上部结构的部分纵筋与下部结构。
3.2框支梁设计
在设计框支梁时，要注重控制截面尺寸，按照规范要求，截面尺寸的实际高度、宽度和厚度要分别满足大于理论高度的1/6、大于400mm以及大于上部墙厚度的2倍。在设计完成框支柱结构之后，要意识到框支柱的承载功能，要在满足工程安全的前提下，做好框支梁设计，提高剪力墙结构的抗压和抗倒塌的能力。框支梁截面尺寸设计要按照抗震等级的要求进行，当抗震等级为特一级抗震时，框支梁纵筋配筋率要大于0.6％。考虑到框支梁中存在轴力的现象，要适当多的配备腰筋。
3.3转换层楼板设计
转换层的楼板设计需要找到一个界限点，并以此将框支剪力墙结构进行上下分部，一般情况下，这个界限为转换层。在对楼板进行上下分部之后，要明确上下部口层的剪力分布状况，上部楼层分配负载力时要以各部分剪力墙的等效刚度比值为依据，而下部楼层在分配负载力时，则要将水平剪力分布在落地剪力墙上，要将下部楼层的刚度与框支柱间刚度区分开，以辨别转换层在分配所负荷的重力时的变化情况。设计人员要确保选用的转换层楼板的刚度及承载力，要具备较高的抗变形能力，在大部分高层建筑梁式转换层结构中选用的楼板厚度一般为150mm。
4结语
在高层建筑结构中，梁式转换层的结构设计应该受到广泛的关注，在高层建筑历经转换层时，会出现建筑上下部刚度与质量不均衡的现象，基于此，要重点进行梁式转换层的结构受力的设计，确保均匀受力。在具体的梁式转换层结构设计中，要做好相关的计算工作，确保各个部位的计算结果精确。与此同时，要做好梁式转换层的构件设计，使得转换层的框支柱、框支梁和楼板设计均能满足梁式转换层的施工质量要求。
参考文献
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