高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

謝鐘青

（青海省土木建筑設(shè)計院有限公司　青海西寧　810001）

引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，對高層建筑施工質(zhì)量提出了更高的要求，人們對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用質(zhì)量提出了更高要求。但我國對此方面的研究還不夠深入，因此，本文基于工程實例，對高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。

1　工程概述

某高層建筑工程地下兩層，一層為小汽車停車場，另一層為弱配電室，地上36層，其中1～6層為商業(yè)用房，7～36層為居民住宅用房，總高度為115m，總長度為102.6m，總寬度為42.4m，室內(nèi)外高差0.50m，總建筑面積為6.24萬m2，地下建筑0.45萬m2，地上建筑面積為5.79萬m2。商業(yè)面積為1.42萬m2，住宅面積為4.37萬m2。

2　高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計原則

梁式轉(zhuǎn)換層具有很強的技術(shù)性和綜合性，任何一個環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，都會對整個高層建筑質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，所以，在具體設(shè)計時必須遵循一定原則，才能充分發(fā)揮轉(zhuǎn)換層的優(yōu)勢和功能。

（1）為保證高層建筑工程施工的穩(wěn)定性，就要盡量降低豎向構(gòu)件的使用數(shù)量，避免豎向構(gòu)件對轉(zhuǎn)換層造成的效果。大量工程實例表明，豎向構(gòu)件是導(dǎo)致高層建筑發(fā)生剛度突變的主要原因，所以，要盡量控制其使用的數(shù)量。

（2）在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須充分按照相應(yīng)的比例來進(jìn)行分配，在保證質(zhì)量的前提上，確保梁式轉(zhuǎn)化層內(nèi)部力度傳輸?shù)钠胶庑?，以便有足夠剛度來承載高層建筑的內(nèi)應(yīng)力。

（3）在具體設(shè)計時，還要通過一系列精密的計算，以專業(yè)化的公式計算為基礎(chǔ)，再結(jié)合該高層建筑的實際受力情況，以保證轉(zhuǎn)化層設(shè)計受力的準(zhǔn)確性。

（4）合理控制設(shè)計強度，提升梁式轉(zhuǎn)換層的適應(yīng)力，所以，在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分結(jié)合高層建筑基礎(chǔ)的受力情況，以提高轉(zhuǎn)化層的性能，充分發(fā)揮梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑中作用和價值。

3　高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計

在該案例工程中轉(zhuǎn)換層采用梁式轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換層以下裙樓為大底盤框支剪力墻結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)為：8.7（7.2）mX6.7（8.0，6.9，6.0）m，從到下層高分別是4.8m，4.5m，6.0m，轉(zhuǎn)化層主要設(shè)置裙樓層面大底史昂，距離地面約16.57m[1]，所以在設(shè)計中必須充分做好以下幾點。

3.1　基礎(chǔ)設(shè)計

該工程場地內(nèi)地層分布規(guī)律為如表1所示。

表1　場地內(nèi)各土層工程地質(zhì)特征

根據(jù)工程地質(zhì)特征具體情況，在地質(zhì)工程施工中，采用便板式筏型基礎(chǔ)，持力層位于粉質(zhì)粘土層上，承載力特征值為90kPa，難以滿足工程實際需求，根據(jù)地質(zhì)勘探報告顯示結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)加固處理時采用PHC，有效保證了地基的承載力。

3.2　轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

通常情況下，轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸主要由剪壓比來確定，以避免發(fā)生脆性破壞。同時轉(zhuǎn)化梁盡量不要開洞，如果需要進(jìn)行開洞處理，則洞口的位置要盡量設(shè)置在梁中和軸附近，而且箍筋還要進(jìn)行加密處理，增加抗剪力能力，弦桿箍筋計算時要盡量把建剪力設(shè)計值乘放大系數(shù)1.2，而當(dāng)洞口內(nèi)力較大時，可采用型鋼來加固。

同時轉(zhuǎn)換梁的混凝土強度等級要控制在C30以上，且轉(zhuǎn)換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設(shè)計時要控制在0.3%左右，而在進(jìn)行非抗震設(shè)計時，1～4級抗震等級分別要控制在0.5%、0.4%、0.35%、0.35%。在轉(zhuǎn)換梁中主筋盡量不能有接頭，如果存在接頭時，則要盡量采用機械連接，最大限度上保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

3.3　框支柱設(shè)計

框支柱在具體設(shè)計時，縱向鋼筋配筋率，要根據(jù)抗震等級的不同，進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，比如：當(dāng)抗震等級為1級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于1.2%，當(dāng)抗震等級為2級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于1.0%，當(dāng)抗震等級為3級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于0.9%，當(dāng)抗震等級為4級時，縱向鋼筋的配筋率不能低于0.8%。縱向鋼筋間距抗震設(shè)計時要控制在80～200mm之間。

框支柱箍筋要沿著框支層全高加密，為最大限度上提升梁式轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，要盡量采用復(fù)合的螺旋箍進(jìn)行箍緊，箍筋直徑不能小于10mm。在框支柱節(jié)點區(qū)域水平箍筋時可以采用柱箍筋的配置原則，當(dāng)框直梁、轉(zhuǎn)換層梁腰筋配置和拉通可靠錨固時，則要根據(jù)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的具體要求進(jìn)行科學(xué)合理的箍筋。

4　結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合工程實例，淺要分析了高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究表明，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)對提高建筑工程的建設(shè)指標(biāo)有重要意義，同時也保障高層建筑穩(wěn)定性的主要途徑，在具體設(shè)計過程中，必須嚴(yán)格遵照相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，才能有效避免設(shè)計問題的發(fā)生，進(jìn)一步優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

[1]邱龍斌.關(guān)于高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].河南建材，2014（6）：82～83.

[2]付全.分析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及其應(yīng)用[J].建筑設(shè)計管理，2014（8）：60～61.