盧生壽（廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計顧問有限公司，廣東　東莞　523000）

建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及其應(yīng)用

盧生壽
（廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計顧問有限公司，廣東東莞523000）

摘要：梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)屬于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中的一種，同時此種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)現(xiàn)階段多功能建筑中功能的轉(zhuǎn)換發(fā)揮了重要的作用。在建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用過程中，需要設(shè)計人員做好設(shè)計準備，同時也需要對設(shè)計原則、設(shè)計要求以及設(shè)計的注意點有全面的分析及認識，只有這樣才能夠保證梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計與建筑需求相一致，才能夠提升整個設(shè)計的使用效果。建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，人員應(yīng)該將安裝放在設(shè)計的重要位置，實現(xiàn)安全控制效益提升的同時，也將整個建筑結(jié)構(gòu)的防震質(zhì)量進行良好的改善，從而確保我國建筑事業(yè)取得又好又快的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計原理

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也取得了很大進步。同時隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于建筑物的要求也越來越高。建筑中所采用的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能夠滿足人們對建筑物的各種需求，該轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的上部是一種純剪力墻的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，而下部則是一種框架式剪力墻，這就使得其具有傳力途徑明確、簡單以及直接等優(yōu)點。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)已經(jīng)是目前建筑設(shè)計中最為流行的一種設(shè)計結(jié)構(gòu)，尤其是在高層建筑設(shè)計中。

一、建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

（一）實現(xiàn)豎向構(gòu)件的減少。豎向構(gòu)件能夠有效的實現(xiàn)建筑施工中所進行各項轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的減少，并且隨著豎向構(gòu)件的增多，建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的整體剛度就會相應(yīng)的減少，這也就意味著整個建筑的抗震能力有大幅度的降低，這將對整個建筑的質(zhì)量帶來重大影響。因此，建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)實施轉(zhuǎn)化過程中應(yīng)該最大程度的減少豎向構(gòu)件。

（二）實現(xiàn)剪力墻與轉(zhuǎn)換柱的對稱分布。在進行剪力墻與轉(zhuǎn)換柱結(jié)構(gòu)設(shè)置中，應(yīng)該盡量的保證兩者之間的對稱分布。為了能夠更好的保證剪力墻與轉(zhuǎn)換柱兩者間的注腳轉(zhuǎn)角能在規(guī)定的范圍之內(nèi)，就需要用梁跨的梁體代替梁面上的立柱。只有很好的控制好剪力墻與轉(zhuǎn)換柱兩者間的對稱布置，才能夠從根本上實現(xiàn)兩者之間轉(zhuǎn)角控制效益的提升，從而最大程度的降低立柱可能出現(xiàn)的超筋現(xiàn)象。

（三）實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)剛度的強化。為了能夠更好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層剛度結(jié)構(gòu)的控制，就需要在整個過程中適當?shù)臏p弱整體的剛度效果，從而盡可能的保證轉(zhuǎn)換層上下部之間結(jié)構(gòu)及變形特性的相近性。在整個設(shè)計的過程中應(yīng)該實現(xiàn)兩個方面的良好控制。第一方面是在使用剪力墻來進行抗側(cè)剛度提升時，為了能夠有效的防止兩者之間的中心偏移，需要時刻保證建筑結(jié)構(gòu)剛度的整體均勻性，并且還需要將剛度的質(zhì)量中心與剛度中心進行安全結(jié)合。第二方面是要實現(xiàn)簡體截面控制效果的增強，在簡體截面剛度設(shè)計中保證其下部結(jié)構(gòu)的剛度有所上升，并且還需要保證其整體的抗震載荷符合相關(guān)的安全設(shè)計標準，從而實現(xiàn)整體的抗震能力以及效果的提升，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)質(zhì)量的根本改善。

（四）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)位置布置。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中上升位置的設(shè)計應(yīng)該盡量的將主體設(shè)計到較低的位置，這是因為如果轉(zhuǎn)換層位置過高會容易出現(xiàn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)剛度無法達到相關(guān)的標準，進而降低建筑的整體使用效果，與此同時建筑的抗震效果也會受其影響。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該嚴格的遵守高位轉(zhuǎn)換的原理，為了更好的實現(xiàn)對軸向變形的控制，以及最大程度的減少層間的壓力，就需要對各項下部的框架控制結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的調(diào)整。

（五）轉(zhuǎn)換層的計算要求。在進行轉(zhuǎn)換層的計算設(shè)計過程中，首先應(yīng)該對所需的數(shù)據(jù)進行詳盡的采集，并且需要根據(jù)整個建筑工程的主體狀況對整個細節(jié)進行明確，從而確保結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。在結(jié)構(gòu)處理中，設(shè)計人員也需要根據(jù)實際的受力變形狀況進行數(shù)學(xué)模型的實施，并且根據(jù)相關(guān)的計算機信息處理技術(shù)，實現(xiàn)三維立體空間的構(gòu)建。

二、建筑梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求

（一）進行大梁設(shè)計的轉(zhuǎn)化。在進行建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要將主體大梁分為兩部分，并且需要結(jié)合實際的施工部位進行各種對應(yīng)處理。在轉(zhuǎn)化大梁設(shè)計的處理過程中首先需要對大梁受力進行全面的數(shù)據(jù)分析，同時柱豎向荷載以及承托建筑結(jié)構(gòu)的上部剪力墻進行各項組件的構(gòu)建，從而能夠為提高整個建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力打下基礎(chǔ)。除此之外，在轉(zhuǎn)換層樓板處理中應(yīng)該全面提升水平剪力狀況，從而實現(xiàn)整體平面內(nèi)剪力狀況的改善。轉(zhuǎn)換大梁的設(shè)計過程中，設(shè)計人員也需要對各項設(shè)計的細節(jié)效果進行相應(yīng)的處理，這就需要通過三維空間程序來進行，只有這樣才能夠更便于對結(jié)構(gòu)之間的銜接進行觀察。只有在對大梁與主題之間的連接效果進行良好確認的基礎(chǔ)上，才能夠?qū)⒈静糠值脑O(shè)計進行明確。

（二）轉(zhuǎn)換層的分析計算。通過轉(zhuǎn)換層的分析計算能夠更好的提升局部力的補充計算狀況，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)局部分析有效性以及合理性的良好改善。轉(zhuǎn)換層的計算分析主要是通過平面的有限元完成，進而實現(xiàn)對各數(shù)據(jù)間影響的分析。轉(zhuǎn)換層計算分析過程中，需要設(shè)計人員對整個平面內(nèi)的剛度影響因素進行準確的控制，并且需要結(jié)合樓層的實際內(nèi)部狀況以及要求進行相應(yīng)的分析，從而進行計算的實施。除此之外，在結(jié)構(gòu)計算分析中，也需要對樓層平面內(nèi)的剛度進行三維空間模型的構(gòu)建，從而保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)控制與模型數(shù)據(jù)之間的有效性。同時框架剪力墻的計算過程也是相當復(fù)雜的，稍有不慎便有可能導(dǎo)致整體效果分析結(jié)構(gòu)的不準確，因此來說在分析過程中應(yīng)該以梁柱作為分析的基礎(chǔ)，在進行剪力墻分析時則以剪力墻為基礎(chǔ)，從而進行模型的構(gòu)建研究。

三、建筑梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項

建筑梁式轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程較為復(fù)雜，首先需要對設(shè)計原則進行全面的掌控分析，只有對各項要點進行良好控制后才能夠進一步提升設(shè)計效果，進而保證建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。除此之外，設(shè)計人員也應(yīng)該明確轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的各注意事項，從而最大程度的降低施工中可能出現(xiàn)的安全隱患。轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計是整個建筑設(shè)計中的關(guān)鍵，它的設(shè)計決定了轉(zhuǎn)換層的設(shè)計效益?，F(xiàn)階段建筑中，轉(zhuǎn)換層主要是作為設(shè)備層在進行使用，這就需要在進行轉(zhuǎn)換層設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)設(shè)備層結(jié)構(gòu)的相關(guān)結(jié)構(gòu)標準落實。建筑梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計中還需要協(xié)調(diào)好轉(zhuǎn)換梁的跨中彎矩以及支座剪力與上部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，只有這樣才能夠在一定程度上降低其因協(xié)調(diào)性差給建筑抗震帶來的不利影響。設(shè)計過程中也應(yīng)該最大程度的降低轉(zhuǎn)換層與下部豎向結(jié)構(gòu)剛度之間的突變，防止因且突變給主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量帶來的不利影響。除此之外，設(shè)計工程中盡量保證建筑物性能需求之外還需要提升對應(yīng)結(jié)構(gòu)的截面尺寸，并適當增加剪力墻。同時也需要適當?shù)倪M行混凝土結(jié)構(gòu)等級的調(diào)整，在確?；炷两Y(jié)構(gòu)強度的同時保證建筑下部整體的設(shè)計強度，從而進一步的提升建筑結(jié)構(gòu)的使用效益。設(shè)計的工程中，人員還需要充分的結(jié)合建筑實際操作情況與整體的設(shè)計進行相結(jié)合，從而確保實際的可操作性。整個建筑梁式轉(zhuǎn)

中圖分類號：TU31

文獻標識碼：A