建筑梁式转换层结构设计原理及其应用

卢生寿（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东　东莞　523000）

建筑梁式转换层结构设计原理及其应用

卢生寿
（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东东莞523000）

摘要：梁式转换层结构属于转换层结构设计方法中的一种，同时此种转换层结构在实现现阶段多功能建筑中功能的转换发挥了重要的作用。在建筑梁式转换层结构设计及应用过程中，需要设计人员做好设计准备，同时也需要对设计原则、设计要求以及设计的注意点有全面的分析及认识，只有这样才能够保证梁式转换层设计与建筑需求相一致，才能够提升整个设计的使用效果。建筑梁式转换层结构设计过程中，人员应该将安装放在设计的重要位置，实现安全控制效益提升的同时，也将整个建筑结构的防震质量进行良好的改善，从而确保我国建筑事业取得又好又快的发展。

关键词：建筑；梁式转换层；结构设计；设计原理

随着经济的不断发展，建筑行业的发展也取得了很大进步。同时随着人们生活水平的不断提高，人们对于建筑物的要求也越来越高。建筑中所采用的梁式转换层结构能够满足人们对建筑物的各种需求，该转换层结构的上部是一种纯剪力墙的转换层结构，而下部则是一种框架式剪力墙，这就使得其具有传力途径明确、简单以及直接等优点。梁式转换层结构已经是目前建筑设计中最为流行的一种设计结构，尤其是在高层建筑设计中。

一、建筑梁式转换层结构设计原则

（一）实现竖向构件的减少。竖向构件能够有效的实现建筑施工中所进行各项转换结构的减少，并且随着竖向构件的增多，建筑的结构转换层的整体刚度就会相应的减少，这也就意味着整个建筑的抗震能力有大幅度的降低，这将对整个建筑的质量带来重大影响。因此，建筑梁式转换层结构实施转化过程中应该最大程度的减少竖向构件。

（二）实现剪力墙与转换柱的对称分布。在进行剪力墙与转换柱结构设置中，应该尽量的保证两者之间的对称分布。为了能够更好的保证剪力墙与转换柱两者间的注脚转角能在规定的范围之内，就需要用梁跨的梁体代替梁面上的立柱。只有很好的控制好剪力墙与转换柱两者间的对称布置，才能够从根本上实现两者之间转角控制效益的提升，从而最大程度的降低立柱可能出现的超筋现象。

（三）实现转换层下部结构刚度的强化。为了能够更好地实现转换层刚度结构的控制，就需要在整个过程中适当的减弱整体的刚度效果，从而尽可能的保证转换层上下部之间结构及变形特性的相近性。在整个设计的过程中应该实现两个方面的良好控制。第一方面是在使用剪力墙来进行抗侧刚度提升时，为了能够有效的防止两者之间的中心偏移，需要时刻保证建筑结构刚度的整体均匀性，并且还需要将刚度的质量中心与刚度中心进行安全结合。第二方面是要实现简体截面控制效果的增强，在简体截面刚度设计中保证其下部结构的刚度有所上升，并且还需要保证其整体的抗震载荷符合相关的安全设计标准，从而实现整体的抗震能力以及效果的提升，实现转换层结构质量的根本改善。

（四）转换层结构位置布置。转换层结构设计中上升位置的设计应该尽量的将主体设计到较低的位置，这是因为如果转换层位置过高会容易出现框架剪力墙结构刚度无法达到相关的标准，进而降低建筑的整体使用效果，与此同时建筑的抗震效果也会受其影响。转换层结构设计中应该严格的遵守高位转换的原理，为了更好的实现对轴向变形的控制，以及最大程度的减少层间的压力，就需要对各项下部的框架控制结构进行相应的调整。

（五）转换层的计算要求。在进行转换层的计算设计过程中，首先应该对所需的数据进行详尽的采集，并且需要根据整个建筑工程的主体状况对整个细节进行明确，从而确保结构数据的统一性。在结构处理中，设计人员也需要根据实际的受力变形状况进行数学模型的实施，并且根据相关的计算机信息处理技术，实现三维立体空间的构建。

二、建筑梁式转换结构的设计要求

（一）进行大梁设计的转化。在进行建筑梁式转换层结构设计中需要将主体大梁分为两部分，并且需要结合实际的施工部位进行各种对应处理。在转化大梁设计的处理过程中首先需要对大梁受力进行全面的数据分析，同时柱竖向荷载以及承托建筑结构的上部剪力墙进行各项组件的构建，从而能够为提高整个建筑结构的抗震能力打下基础。除此之外，在转换层楼板处理中应该全面提升水平剪力状况，从而实现整体平面内剪力状况的改善。转换大梁的设计过程中，设计人员也需要对各项设计的细节效果进行相应的处理，这就需要通过三维空间程序来进行，只有这样才能够更便于对结构之间的衔接进行观察。只有在对大梁与主题之间的连接效果进行良好确认的基础上，才能够将本部分的设计进行明确。

（二）转换层的分析计算。通过转换层的分析计算能够更好的提升局部力的补充计算状况，同时也能够实现局部分析有效性以及合理性的良好改善。转换层的计算分析主要是通过平面的有限元完成，进而实现对各数据间影响的分析。转换层计算分析过程中，需要设计人员对整个平面内的刚度影响因素进行准确的控制，并且需要结合楼层的实际内部状况以及要求进行相应的分析，从而进行计算的实施。除此之外，在结构计算分析中，也需要对楼层平面内的刚度进行三维空间模型的构建，从而保证转换层结构控制与模型数据之间的有效性。同时框架剪力墙的计算过程也是相当复杂的，稍有不慎便有可能导致整体效果分析结构的不准确，因此来说在分析过程中应该以梁柱作为分析的基础，在进行剪力墙分析时则以剪力墙为基础，从而进行模型的构建研究。

三、建筑梁式转换结构设计的注意事项

建筑梁式转化结构设计的过程较为复杂，首先需要对设计原则进行全面的掌控分析，只有对各项要点进行良好控制后才能够进一步提升设计效果，进而保证建筑结构的整体质量。除此之外，设计人员也应该明确转换层结构设计中的各注意事项，从而最大程度的降低施工中可能出现的安全隐患。转换梁的设计是整个建筑设计中的关键，它的设计决定了转换层的设计效益。现阶段建筑中，转换层主要是作为设备层在进行使用，这就需要在进行转换层设计时应该根据设备层结构的相关结构标准落实。建筑梁式转换结构设计中还需要协调好转换梁的跨中弯矩以及支座剪力与上部结构之间的关系，只有这样才能够在一定程度上降低其因协调性差给建筑抗震带来的不利影响。设计过程中也应该最大程度的降低转换层与下部竖向结构刚度之间的突变，防止因且突变给主体结构质量带来的不利影响。除此之外，设计工程中尽量保证建筑物性能需求之外还需要提升对应结构的截面尺寸，并适当增加剪力墙。同时也需要适当的进行混凝土结构等级的调整，在确保混凝土结构强度的同时保证建筑下部整体的设计强度，从而进一步的提升建筑结构的使用效益。设计的工程中，人员还需要充分的结合建筑实际操作情况与整体的设计进行相结合，从而确保实际的可操作性。整个建筑梁式转

中图分类号：TU31

文献标识码：A