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摘要：高层建筑是我国建筑行业未来发展的主流，要积极提高高层建筑结构设计的安全性与稳定性。梁式转换层的结构设计能够增强下部结构的刚度和强度，确保转换层上下结构之间刚度分布更加均匀，提高结构自身的稳定性质，还要积极提高梁式转换层和梁式转换层下部结构的抗震能力，有效避免地震灾害对建筑结构造成的破坏。工程设计人员需要认真分析，并提出相应的参考，保证高层建筑结构设计的整体质量与水平全面提升。
关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计
引言
在我国社会经济高速发展的背景下，越来越多的建筑功能有效缓解了城市化发展面临的土地资源紧缺问题。大多数的高层建筑较多的墙体结构设计，满足不同的住宅户型需求，但是在住宅下部则需要更自由的空间，满足公共活动的需求，上部墙体多而密布，下部柱网非常稀少，使得上下结构之间的刚度存在显著差异，与常规的结构设置刚好相反，为了满足建筑结构设计需求需要积极运用转换成结构，确保整体建筑结构的安全性与稳定性全面提升。
1高层建筑梁式转换层的选择
转换层能够保证建筑的主要功能，但受到层高的限制以及专业设备的要求，所以转换层主要包括梁式转换层、箱式转换层、等不同形式，根据工程项目的实际以及建设标准进行比较。梁式转换层能够将上部的剪力墙落在框支梁上，框支柱支撑框支梁的结构，实现双向梁布置，不仅施工设计非常简单，而且也能够在高层建筑中广泛应用，但梁式转换层存在着空间受力复杂的问题，所以需要对框支柱的应力进行分析。支撑柱形式的梁截面设计传输梁支撑上部普通框架时，传输梁的力基本上与传输梁共同截面尺寸范围内普通梁的力相同，加固计算通常可以根据梁截面设计方法进行。当梁支撑上对角框架时，梁承受轴向张力，此时截面设计要以偏心张力构件为基础。当传输梁不打洞，支撑上壁上壁时，传输梁和上壁共同作用，使力特性和故障模式呈现为深梁。或者，应力截面设计方法和计算出的纵向钢筋应沿整个梁高度适当分布。在输送梁的较大跨度中，内力相对较大，因此底部纵向钢筋不能被切割或弯曲，必须全部延伸到支座。如果传输梁支撑的上墙是小墙，则传输梁基本上可以根据普通梁的截面设计方法计算，并根据普通梁在传输梁的底部放置纵向钢筋。
2梁式转换层结构设计的要点
2.1抗震等级的确定
目前工程转换层主要以框架剪力墙结构为主，转换层以上则主要为纯剪力墙结构，由于多种形式共同组成，导致高层建筑的结构受力状况非常复杂，不能单纯按照框架结构和剪力墙结构来判断抗震等级，工程剪力墙高度为61.2m，6度设防，抗震等级为二级。剪力墙的底部位置为三级，要充分考虑底部的普遍性因素，将转换层以及下部各层一般框架梁和框架柱转换梁的抗震等级进行分析。10层以上的两层属于剪力墙底部加强区域，所以抗震等级应该为三级。
2.2结构竖向布置
高层建筑的侧向刚度设计通常按照下大上小的方式，但是转换层高层建筑结构，却呈现出相反的特点。对转换层结构的侧向刚度进行分析。并且与建筑专业协商，从而保证剪力墙落地，在必要时还可以增加底部剪力墙部分，提高底部刚度的整体效果，除去核心筒部分，剪力墙在底部必须要外接设置，与建筑专业协商使两侧各有一道剪力墙落地，还可以加大底部剪力墙的厚度。转换层剪力墙设计中，核心筒的厚度应该为400mm，其余为350mm即可，底部剪力墙不能够开洞，避免造成刚度削弱。要增强底部柱墙混凝土的整体强度，需要采用c40级混凝土。尽量控制转换层上部剪力墙的数目，并且缩减墙体厚度，在剪力墙超长部分可以开结构洞，从而减轻刚度，弱化上部刚度能够对高度进行控制，减轻建筑物的整体重量，增强结构的自振效果。尽管下部刚度比上部更容易满足要求，但整个工程依然属于竖向不规则结构，转换层以及下一层无法满足需要，造成结构薄弱层存在，所以要确保该层的地震剪力，为1.15的增大系数。
2.3结构平面布局
在梁式转换层结构设计体型简单，上部为单纯剪力墙结构，剪力墙平面布置呈现出东西对称的特点，其余剪力墙布置存在均匀分散的特点，并且要尽量沿着周边范围布置。目前国内结构设计工作普遍采用的转换梁截面设计方法。主要有：应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析得到的结果是应力及其分布规律，为能直接应用转换梁有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，假定不考虑混凝土的抗拉作用，所有拉力由钢筋承担钢筋达到其屈服强度设计值。受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值。
3转换构件
3.1框支柱
因为框支柱的截面尺寸由轴压比控制，可以满足减压比的要求，所以为了加强框支柱的延性，在轴压比上要严格控制，柱截面的延续与配筋率有密切关系，因此框支柱的配筋率也比一般的框架柱大。配股率不得小于1.5%，在工程项目施工建设中，个别矿支柱还存在着剪力墙端柱的功能，需要满足边缘构件配股要求，对整个终端剪力以及柱端弯矩的最大系数进行分析，每层的框支柱承受剪力，都应该为基底剪力的30%，如果楼板刚度无限大，水平剪力需要按照竖向构件进行分配，在实际工程项目中，由于楼板变形以及墙体裂缝的产生，会使得刚度显著下降，框部件量会增加，需要加强转换层上下的连接，在墙体范围内深入上部墙体，并且埋入到转换层内部。转换梁的截面尺寸一般宜由剪压比计算确定，以避免脆性破坏和具有合适的含箍率。转换梁不宜开洞，若需要开洞，洞口宜位于梁中和轴附近。洞口上、下弦杆必须采取加强措施，箍筋要加密，以增强其抗剪能力。上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数1.2
3.2框支梁
框支梁的截面尺寸通常要比减压控制高，厚度不得超过上墙厚度的两倍，但不能小于400mm，工程框架质量需要统一为800mm，框支梁需要承受巨大的压力，是上下层荷载传输的关键，也是影响整个剪力墙抗震性能的重点，所以需要对框支梁的性能进行安全检测，达到二级抗震等级要求。配置足够配筋，梁高间距不得超过200mm。为了增强整个建筑结构的安全性与稳定性，需要积极利用梁式转换成施工结构，对梁式转换层结构设计进行判断，严格按照施工要求，确保建筑结构整体稳定性达到预期，还应该对施工人员进行严格控制，提高高层建筑的整体稳定性。
3.3转换层楼板
框支剪力墙结构需要以转换层作为分界线，上下部分互不影响，有各自独特的分布规律，在上部楼层外荷载产生水平力，框支柱与落地剪力墙之间的刚度存在差异，而水平剪力主要集中在落地剪力墙上，在转换时荷载分配会发生突变。但受到转换层楼板自身的受力影响，所以在转换层楼板设计时，应该利用c35混凝土，厚度为200mm。为了确保转换层的楼板，实现剪力的重新分配，需要对该层以上以及以下的各层楼板适当增加。
结语
在高层建筑结构设计中，除了常规的居住需求之外，还要确保具备公共娱乐功能、购物功能。高层建筑梁式转换层结构的作用，并采取多种措施加以优化，重点分析梁式转换层结构设计需要注意的问题。在梁式转换层结构设计时，除了要针对存在的问题合理解决之外，工程设计人员还应该积极针对高层建筑的稳定性进行及时处理，采用高超的建筑设计工艺，提高梁式转换层结构设计质量。
参考文献：
[1]石开明.浅谈高层建筑梁式转换层的结构设计[J].科学技术创新，2020（24）：115-116.
[2]邹全.浅谈高层建筑梁式转换结构设计原理及应用[J].城市建设理论研究（电子版），2020（11）：41.
[3]毛维帅.高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].住宅与房地产，2020（04）：86+107.
[4]钟桂松.关于高层建筑梁式转换层结构设计讨论[J].建筑技术开发，2019，46（16）：3-4.