身份证号码：13072319891111XXXX 河北石家庄 050003
摘要：梁式转换层结构也称梁式框支剪力墙结构，利用框支柱支撑框支梁、由框支梁承托剪力墙，实现建筑结构和功能的转换。当前城市建筑的数量和层数正逐渐增加，因此对于梁式转换层结构应依据建筑物性质和用途进行设计，明确设计规范，优化主要构件，使其可以更好地发挥转换作用，广泛应用于城市建筑中。
关键词：建筑结构设计；梁式转换层；结构设计；分析
1高层建筑梁式转换层结构设计的主要内容
1.1转换层上部框架设计
高层建筑梁式转换层结构设计中，转换层上部框架设计是一个重要环节，在实际设计中，应遵循强柱弱梁原则进行设计，使梁端能够产生塑性铰，以实现柱的安全储备的提高。相关试验发现，在梁式转换层之中，主要薄弱点位于和转换梁相连接的柱。转换梁上层框架的梁柱，受力比较复杂、应力也比较集中。面对这样的情况，在设计过程中，应对转换梁上层框架梁柱的实际受力情况进行仔细分析，并进行施工模拟计算。
1.2转换梁构造设计
高层建筑梁式转换层结构设计中，转换梁构造设计也是不可忽视的重要内容。实际设计的时候，可以根据剪压比的计算结果，来对转换梁的截面尺寸进行明确，保证含箍率的科学性，预防转换梁脆性破坏问题的出现。同时，应尽可能地避免在转换梁上进行开洞，若是必须进行开洞，则要在梁中、轴处开洞，并在洞口上、下弦杆采取加密箍筋等措施，来实现其抗剪能力的增强。转换梁构造设计中，使用的混凝土应在C30以上，上、下主筋在非抗震设计的时候配筋率为≥0.3%。若是转换梁有接头，则要机械连接，但接头位置不可位于受力集中处、梁上托柱处、上部剪力墙开洞处。同一截面的情况下，钢筋接头面积不可超过主筋截面面积的1/2。
1.3转换梁截面设计
对于梁式转换层来说，常见的转换梁为托柱式转换梁、托墙式转换梁。转换梁截面设计中，采取托柱式转换梁的时候，如果转换梁是承托上部普通框架，那么在常用截面尺寸内，转换梁与普通梁的受力情况相同，则转换梁截面按普通梁截面计算；如果转换梁是承托上部斜杆框架，则其会受轴向拉力作用的干扰，转换梁截面应按照偏心受拉构件计算。转换梁截面设计采取托墙式转换梁的时候，如果转换梁是承托上部墙体，同时为满跨不开洞，那么转换梁、上部墙体之间的关系为共同工作，这样的情况下，转换梁的受力特征、破坏形态均表现为深梁，其截面设计可采取深梁截面设计、应力截面设计。
2梁式转换层结构设计
2.1抗震设计
转换层位置越高，此结构的抗震性越差。因此，结构设计中需要保证转换梁结构刚度满足有关硬件标准，并对转换梁材料、高度、构件等进行规范化布置，进而提升结构抗震性质。具体设计要求应包含以下内容：首先，转换梁高度需要高于其跨度的20%，材料主要是高性能混凝土材料。其次，如果建筑底部的空间大，框支剪力墙结构层数应大于6层，依据建筑物的抗震等级科学调整转换层高度。比如，对于9度的抗震设防烈度，不能在建筑中应用转换层结构。最后，应用转换结构时，对于剪力墙和转换柱，需要依据技术规范进行施工布置，确保二者对称性，将剪力墙布置在转换柱中间。同时，尽量减少竖向转换构件的应用，否则会对功能转化效率产生影响，增加转换构件的数量，产生一定的安全隐患。
2.2结构布置
在结构布置中，建议增加建筑下部刚度，保证墙体和柱网均集中在下侧。这种结构的布置形式满足建筑功能要求，在具体设计工作中可以结合建筑物的地形、结构、楼层数量进行布置。
结构布置规范包含以下四方面：其一，当建筑底部空间层数大于1时，转换层的上部和下部结构的等效侧向刚度应尽量保持接近状态，使二者比值控制在1.3内。其二，针对结构十分复杂的高层建筑，水平位移和层间位移的比值应低于楼层平均值，并将楼层平均值控制在1.2～1.4倍。其三，具备转换层的建筑物受力十分复杂，因此需避免多级转换情况。比如，在核心筒和框架结构中，若不想打断核心筒，需要对剪力墙进行落地布置。其四，科学的梁式转换层结构布置可以全面准确地计算过程，尽量选择贴合建筑实际情况的力学模型，计算整体结构并完成受力分析，将“有限元法”作为局部转换层的计算方法。
2.3受力情况和材料强度
（1）受力情况。梁式转换结构力量传输途径为剪力墙—转换梁—转换柱。这种途径的针对性较强，有助于设计人员对结构进行分析和计算。在分析转换梁的受力情况时，需要明确传力方的剪力墙刚度、转换梁刚度、转换柱刚度。依据转换梁的受力情况，如果其跨度低于12m，转换梁可以支撑3～5层结构；如果建筑结构设计的支撑层数是3～5层，可以依据3层标准进行计算。（2）材料强度。梁式转换结构所应用的材料是钢筋混凝土，不同的建筑物楼层对于混凝土强度的要求不同。一般建筑的-2～5层，柱、墙的混凝土强度要求为C50，板、梁的混凝土强度是C30；在建筑物的6层，梁的混凝土强度要求是C50，而其他构件的混凝土强度要求与-2～5层几乎相同；在建筑物的7～8层，梁的混凝土强度要求是C30；在建筑物的9～10层，墙的混凝土强度要求是C40；在建筑物10层以上，梁和墙的混凝土强度要求是C30。
2.4转换层结构构件的设计
（1）框支柱。框支柱截面尺寸与轴压比相关，需要满足剪压比要求。为了确保框支柱的延性，应严格控制轴压比。一般工程框支柱的抗震等级是一级，轴压比低于0.6，对于部分短柱机构，其轴压比低于0.55。柱截面的延性和配箍率有关，因此框支柱配箍率相较于一般框架柱要大。此外，在工程施工中，部分框支柱会充当剪力墙的端柱，因此需要满足边缘构件配箍特征值低于0.2的标准。在计算过程中，假定楼板刚度无限大，水平剪力会依据竖向构件的刚度完成分配，框支柱的刚度小于底部剪力墙刚度，导致框支柱剪力较小，因此有必要对框支柱进行单独规定。（2）框支梁。框支梁的截面尺寸与剪压比相关，其宽度低于上墙厚度的2倍，并大于400mm，高度大于跨度的1/6，工程框支梁的梁宽设置为800mm。框支梁的受力情况较为复杂，既是建筑上下层载荷的枢纽，又能保证框支剪力墙抗震性能，属于关键受力构件，因此在设计中需要留存足够的安全储备，对于二级抗震等级的框支梁其纵筋配筋率应大于0.4%。框支梁属于偏心受拉构件，存在轴力，因此建议配置足够的腰筋。腰筋材料建议选择∅18型号，间距小于200mm，对于框支梁抗震关键位置，围绕“强剪若剪”的原则加强箍筋。（3）转换层楼板。框支剪力墙结构主要将转换层作为间隔，上下受力分布规律具有差异性。上部楼层，外载荷形成的水平力可以依据剪力墙等效刚度进行分配；下部楼层由于落地剪力墙和框支柱刚度存在差异性，水平剪力会集中在落地剪力墙部分，导致转换层载荷分配突变，转换层楼板受力和变形强度较大，因此建议采用C35混凝土，厚度设为200mm，将钢筋双向双层整板拉通，满足配筋率为0.28%的要求。
3结语
综上所述，在建筑工程结构设计中，对于带有转换层结构的高程建筑，在进行梁式转换层结构设计时会受到诸多因素的干扰而可能无法实现设计目标，所以为保证建筑结构设计和具体情况相符，应尽量遵循布置规则、均匀、对称的原则，尽量使横纵向布局和上下刚度靠拢，注意对特殊构件，如框支柱和框支梁的设计优化。
参考文献：
[1]张得果.探讨建筑结构设计中的梁式转换层结构设计[J].智能城市，2018，4（08）：37-38.
[2]谢钟青.高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].建材与装饰，2018（11）：116.
[3]石国伟.探讨建筑结构设计中的梁式转换层结构设计[J].四川水泥，2018（03）：102.
[4]夏晓萍.高层建筑梁式转换层结构设计分析[J].门窗，2018（02）：144.