不同类型的转换层结构设计方案分析

不同类型的转换层结构设计方案分析

陈浩鑫

广州市域境设计有限公司增城分公司 广东 广州 510000

摘要：随着城市化进程的加快，为了满足建设的需要，不同结构的上下部建筑物往往伴随着复杂的结构设计。商业娱乐对空间的巨大需求，使上层的载重构件无法着落，要进行适当的转化设计，使上层载荷能够通过一定的应力途径传递至基础上。

关键词：转换层；不同类型；结构设计；方案

一、引言

目前，在建筑结构设计工作中，虽然框支剪力墙结构比较复杂，不推荐使用，但转换层的施工已经普遍，相关设计技术突飞猛进。转换层结构设计不仅要满足不连续的结构组件问题，而且应注意如何选择最佳的传力方案，使得转换层的设计不仅满足建筑空间的需求，而且能够防止结构上明显的薄弱环节。

二、转换层方案分析

2.1实腹梁转换方案

实腹梁转换是转换层最常用的设计方案。设计方法成熟，工程实例较多。对于一般的低层转换设计，常采用该方案。这个项目的目的,地面更高层剪力墙结构,支持转换梁的上部壁当整个完全或基本完整的跨度,需要倒T计算深梁设计理论,但大多数转换梁支承墙这个项目的一个小墙肢,可以依法进行常见的梁截面配筋计算的设计方法,根据普通梁的纵向钢筋集中在传递梁的底部。而对于中间支撑柱的转换梁和带角支撑剪力墙的转换梁，应适当增加截面刚度，满足剪力要求的最大截面高度为2m。

估计转换梁的截面尺寸,需要计算所有梁的竖向荷载设计值,获得V值根据支承墙肢的状况,并获取传输光束的大小根据抗震设计下的抗剪承载力公式,并考虑适当的宽高比。对于转换层，其厚度由刚性层上的剪力墙计算的组合剪力设计值乘以7度抗震设计中的15决定。考虑到楼板可靠传递面内剪力和弯矩较大，安全值应不小于180mm。在具体加固时，应满足相关规范要求，并对转换层相邻楼层的楼层厚度进行加固，以保证结构的完整性。各传递梁上的支撑壁翼的尺寸和偏心程度各不相同，但沿4轴对称分布。9轴和10轴的墙体长度较长，而9轴和F轴的交点由于建筑空间的限制没有框架柱。相应的转换梁高度最高，总跨高比约为3。在E轴和1/B轴处的转换梁为支撑转换梁，在两个主轴方向上都有弯矩。因此，在转换层上增设楼板梁，支撑上柱底面外的弯矩。

2.2空腹桁架转换方案

由于方案的转换梁承托小墙肢,没有完整的框架剪力墙,为了减少转换梁的刚度,作为一个整体将第三层桁架转换层,层3和层4的墙梁将转换桁架下弦杆,由于各种转换护圈墙肢位置的不确定性,因此选择不同节间空腹桁架,以力转移清晰,只有在1 / B和E轴的墙上设置一个对角变换,以减少轴向压缩比,唯一CHS但斜腹杆的轴力根据规范结构的进一步分析处理。对于带托架(柱)的转换式维尔尼尔桁架，转换构件承受较大的轴向力。只有通过分析局部转换结构，才能进一步理解构件的内力。针对垂直载荷分布有关的弦桁架的刚度,上、下弦杆的截面设计应该是一样的,和腹部和弦的横截面不应大于和弦的维数,以保证每个部分的协调工作。积分计算也要考虑无限刚性楼板假定的计算的结果,为了强化地板的结果更接近实际情况,桁架弦杆,并保证一个安全的储备,方案分别通过使用有限元软件分析桁架弦杆轴向力、梁柱均可以考虑弯曲、剪切和扭转变形整个桁架的设计布局。

当上、下横梁都起到转换作用时,部分宽度均匀减少到800毫米,高度的60%高度之前的计划由于联合剪切力,和加强的部分上下楼层的考虑,从而大大减少集中刚度的影响。在布置中注意使腹侧杆中心与上剪力墙肢中心相对均匀，以保证大部分剪力墙肢将力均匀地传递到腹侧杆。采用不等间距腹杆设计，较好地解决了偏心受力问题。但该方案仅适用于空间渗透率不够高的情况，因此可以灵活设置腹杆间距，这也是采用桁架转换层方案的前提。

2.3复合转换层方案

在本工程中，随着更多的剪力墙落地，上部剪力墙的肢端和重心分布较为规律。在分析梁桁架转换方案的基础上，根据结构的实际布置，在不均匀变形区引入箱形转换，形成复合材料转换层的设计方案。这里用于局部转换的箱型转换梁设为18m，不计入建筑空间。根据平面布局，共形成4个封闭空间。四周有大梁。封闭空间梁截面宽度不超过800mm，无壁肢肋梁宽600mm。墙上的四肢和梁的中心线重合,并得到了四个框支柱,重叠部分深梁钢筋计算需要注意,为了保证转换组件一起工作,可以适当在桁架的上弦杆垂直分量与垂直加腋相交,使组件在地震的作用下不会发生刚度不均匀造成的损害。箱形梁以其结构刚度大,整体性好的特点大量用于大跨度桥梁，和结构转换层的箱形梁和桥梁工程在箱形梁略有不同,一般用于上部剪力墙分布不规则,不均匀分布的垂直力独立地方地板盒转换层设计,并使上部墙体或筒形、箱形变形层肋梁对齐，利用上下楼板的整体抗弯刚度，将剪力墙稳定荷载传递到底层框架柱上。

这种转换容易导致刚度突变的转换,因为地板上刚性假设仿真不再满足,更加难以模拟真实的力的情况下,9度抗震设计不应采用，同时,7,8度抗震设计将在建筑形式规则使用,和转换层的高度有一定的限制(不超过三层)与箱形转换层高层建筑结构计算,箱形转换层应该参与整体分析,转换层离散后横向刚度突变,和相邻层质量的低水平差异很大,在控制不仅可以看到刚度当地震效应,理论上需要采用弹塑性交界处的变形位移角等参数的上下两层结构的传输层是严格控制的,确定了塑性铰及传递层构件的失效情况。对于框支效应明显或应力集中的构件，应采用通用有限元软件进行分析，并对边界条件进行简化，根据实际情况计算层数和荷载组合。

3. 结语

本文分析了不同转换层设计方案的受力特性和设计过程,对不同种类的转换构件作了不同分析。在满足空间需求的基础上采用了相对较好的传力体系,其中蕴含的分析方法和设计思路对转换层构件布置设计有一定的参考意义。

参考文献

[1]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工(第二版)[.北京:中国建筑工业出版社,2012

[2]李国胜.多高层建筑转换结构设计要点与实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.