高层建筑梁式转换层结构设计

浅谈高层建筑梁式转换层结构设计高层建筑是现代城市的标志性建筑之一，其设计和结构对于建筑的安全性和稳定性具有非常重要的意义。

在高层建筑结构设计中，梁式转换层结构是一种常用的设计方案，它能够有效地提高建筑的整体性能和安全性。

本文将从梁式转换层结构的定义、设计原理、结构特点以及设计要点等方面进行探讨和分析，以期为高层建筑梁式转换层结构设计提供一定的参考和帮助。

一、梁式转换层结构的定义梁式转换层结构是指在高层建筑中，为了提高整体结构的抗震性能和承载能力，以及满足建筑功能和空间需求，在建筑的一定高度上设置水平梁和竖向墙柱的结构层。

这种结构层能够将上部建筑的荷载通过转换梁和墙柱传递到下部结构，并在一定程度上提高建筑的整体刚度和稳定性。

1.提高结构整体性能：梁式转换层结构的设置能够有效地提高高层建筑的结构整体性能，使得建筑在受到外部荷载作用时能够具有较好的抗震和抗风性能，从而提高建筑的安全性和稳定性。

2.满足功能和空间需求：梁式转换层结构的设置还能够满足建筑的功能和空间需求，例如在转换层结构的下部设置大跨度空间，以满足商业、办公等功能需求，同时在转换层结构的上部设置较小的空间，以用于机械设备、消防设施等。

3.减轻上部结构荷载：通过设置梁式转换层结构，能够有效地减轻上部结构的荷载传递到下部结构的影响，从而减轻下部结构的受力状态，提高结构的稳定性和安全性。

1. 水平梁的设置：梁式转换层结构中，水平梁起着承担上部结构荷载和转移荷载到竖向墙柱的作用，因此要求水平梁具有较好的承载能力和刚度。

3. 节点连接的设计：梁式转换层结构中的节点连接是关键部分，要求节点连接具有较好的刚性和稳定性，能够有效地传递上部结构的荷载并保证结构的整体稳定性。

1. 合理确定转换层位置：梁式转换层结构的位置应根据建筑的功能和空间需求、结构整体性能等方面综合考虑，以确定合理的位置。

3. 梁式转换层结构的材料选择：梁式转换层结构的材料选择应考虑到其承载能力、抗震性能和耐久性等方面的要求，以确保结构的安全和可靠性。

浅论高层建筑梁式转换层结构设计摘要：本文主要是结合笔者工作中的经验，阐述了高层建筑梁式转换层结构设计，以供参考。

关键词：概念；梁式转换层；结构形式；设计构造一、带转换层高层建筑的主要结构设计概念在现代工程建设中，为了扩大底部的空间，带转换层的高层建筑结构成为了必然的结果。

此种类型的结构由于竖向抗侧力构件的中断，而导致转换层以下的结构抗侧刚度与楼层屈服强度的骤然减小，引起变形集中和能量集聚而极易发生严重破坏。

因此，带转换层高层建筑的主要结构设计概念为：1）加强转换层及其下部结构刚度，要求转换层及其上下楼层层刚度基本均匀。

即必须设置一定比例的落地剪力墙，并加大落地剪力墙的厚度或提高混凝土强度等级，必要时可增设部分剪力墙。

转换层上下结构的刚度比计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》附录e规定抗震设计时，当转换层位于1层时可采用剪切刚度比：γ=（其中，g1，g2 为底层和转换层上层的混凝土剪变模量；a1、h1，a2、h2 为底层和转换层上层的抗剪截面面积、层高）；当转换层位于2 层及以上时可采用等效侧向刚度比：γe=转换层位于3 层及以上时其楼层与上层侧向刚度之比：2）应尽量强化和提高转换层以及下部结构抗震承载能力，避免罕遇地震作用下下部主体结构（框支柱、转换梁等）破坏，同时应注意保证转换层上部1层～2 层不落地剪力墙的承载能力和延性，避免重力荷载和罕遇地震作用下不落地剪力墙根部的破坏；注意和加强下部框架梁、上部连梁的延性，适应罕遇地震作用下的塑性较发育发展耗能的需要。

二、转换层的结构形式及设计原则1转换层的主要结构形式底部带转换层结构，转换层上部的部分竖向构件不能直接连续贯通落地，因此，必须设置安全可靠的转换构件。

按现有的工程经验和研究结果，转换构件可采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。

由于转换厚板在地震区使用经验较少，可在非地震区和6度抗震设计时采用，对于大空间地下室，因周围有约束作用，地震反应小于地面以上的框支结构，故7、8度抗震设计时的地下室可采用厚板转换层。

浅谈高层建筑梁式转换层结构设计摘要：本文主要从梁式转换层结构彤式、转换层设计原则、梁式转换层结构的设计与构造等方面进行阐述，以供参考.关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计tu3181.带转换层结构体系概述转换结构构件一般可归纳为五种基本形式：梁、桁架、空腹桁架、箱形梁、厚板，近几年又有许多新颖的转换结构形式涌现，如搭接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等，其中梁式转换层结构具有传力路径清晰快捷、工作可靠、构造简单、施工方便等优点，在地震设防烈度为6，7和8度时均适用，是目前高层建筑中应用最广的转换层结构形式。

2.转换层的主要结构形式和特点各种形式转换层由于结构形式差别较大，其传力性能和抗震性能等存在明显差异。

梁式转换结构传力直接、明确，传力途径清楚，结构计算相对容易。

受力性能好、工作可靠、构造简单、施工方便，但是当转换梁跨度较大时，要求转换梁截面也较大，其质量和抗侧刚度也相应较大，因而地震反应较大。

板式转换结构一方面使得上部结构布置方便，另一方面使得传力不清楚，受力复杂，结构计算相对困难，并且厚板集中了很大的刚度和质量，地震反应强烈。

桁架式转换结构具有传力明确，传力途径清楚的特点.转换桁架不仅使开洞与设置管道方便，面巳他们的位置和大小具有很大的灵活性，使充分利用转换层的空间成为可能。

桁架式转换结构抗侧力刚度和自重比转换梁小，使得带析架式转换层高层建筑的质量和刚度突变相对缓和，地震反应比带转换梁的高层小很多。

箱形转换结构是由单向托梁、双向托梁连同上下层较厚的楼板共同作用形成，其侧向刚度很大，较少用于房屋结构工程。

3.转换层的主要结构形式以及设计原则3.1转换层的主要结构形式目前在工程中应用转换层的主要结构形式有：梁式、厚板、箱形、巨型框架等。

我国高层建筑中，仅带转换层的建筑有几百栋之多。

其中梁式转换层的建筑约占75%，板式转换约占12%。

粱式转换层设计和施工简单，受力明确，转换梁可沿纵向或横向平行布置当需要纵、横向同时转换时，可采用双向梁的布置，一般广泛应用于底部大空问剪力墙结构体系中。

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剪力墙厚度为200mm，错层处250mm。

②在凹口处设置拉梁、拉板消除大的凹口。

③在错层处适当增加楼板厚度，且双层双向配筋。

④加强角部开洞处墙体配筋及构造，转角处楼板适当加厚，且双层双向配筋。

结构各项计算指标：①结构位移按底层1/2500其余1/ 1000控制。

计算值左侧结构X向位移底层1/5992，其余楼层X向最大值层间位移角1/1167，Y向位移底层1/8995，其余楼层Y向最大值层间位移角1/1320；右侧结构X向位移底层1/ 5393，其余楼层X向最大值层间位移角1/1045，Y向位移底层1/6159，其余楼层Y向最大值层间位移角1/1088。

②刚重比。

左侧结构X向刚重比13．28，Y向刚重比18．42；右侧结构X向刚重比11．25，Y向刚重比12．13。

左侧结构Y向刚重比略微偏大。

③偏心率。

左侧结构偏心率X向0．0309，Y向0．1067，Y方向偏心率偏大；右侧结构错层处偏心率X向0．1905，Y向0．0749，标准层偏心率X向0．0073，Y向0．1075，错层处X向标准层Y向偏心率偏大。

④周期。

左侧11层结构周期0．9270；右侧14层结构周期1．1606。

在合理范围之内。

⑤最大位移与层平均位移的比值全部不超过要求，结构整体无扭转不规则。

⑥左侧结构底层短肢墙倾覆弯矩百分比为X向26．53%，Y向15．80%；右侧结构底层短肢墙倾覆弯矩百分比为X 向30．52%，Y向29．85%。

本工程对于高厚比大于8以及高厚比为5 8之间的剪力墙按照规范要求配筋，高厚比小于3的剪力墙按柱配筋，高厚比3 4之间的参照异形柱规程配筋，高厚比4 5之间暂无相关规范也参照异形柱规程配筋。

剪力墙结构中的连梁跨度小截面高度大，在地震作用下弯矩、剪力很大，经常会出现配筋不能满足计算的情况。

设计中尽量控制连梁的高度，一般取为楼层面至洞口顶部，窗台下部采用砌体材料砌筑。

浅谈建筑梁式转换层的结构设计一、工程简介该工程是属高层商住楼，由商业裙楼及 1 幢高层塔楼组成，地下 3 层，地上26层。

其中地下室层高4.8m，布置设备用房及停车库，地下2层、3层设六级人防。

地上1 ～ 3 层为商业用房，层高4.5m；第4层为转换层，层高5.7m；4 层以上为剪力墙结构住宅。

住宅除第24层层高为4.2m外，均为3.0m层高。

26 层以上为机房，室外地坪以上主体高度为86.70m，建筑总高度（至机房顶）92.7 m。

该工程拟建场地地处为缓坡地形，由西南向东北倾斜，根据地质资料，场地及其附近未有活动断裂带或深大的活动断裂带通过，场地地层构造及地形稳定，属抗震有利地段。

该工程采用中国建筑科学研究院编制的2010版PKPM -SATWE程序进行设计计算，地震基本加速度值为0.05g，设计特征周期值为0.35s，属稳定建筑场地。

该工程按地震烈度6度设防。

基本风压0.35kN/m2，承载力设计时按基本风压的1.1倍采用。

二、结构方案及布置本工程住宅楼每层有10户，每户户型及面积均不相同。

为充分争取有效建筑面积，决定采用大开间剪力墙结构。

底部3层为商业用房，为满足大空间建筑功能要求，采用框支剪力墙结构体系。

框支剪力墙体系是一种受力复杂、不利于抗震的结构，在结构总体设计时一般应遵循以下原则：减少转换次数，缩短传力途径。

该工程重点解决两个方面的问题。

第一，为保证结构沿竖向刚度均匀变化，应设法争取尽可能多的上下贯通构件。

结合电梯井道、消防楼梯间及电梯厅，布置了一个中央核心筒；另外，又根据塔楼四角剪力墙分布情况，在底部裙楼对应部位设置了落地贯通的L型加厚角墙。

第二，合理布置裙楼柱网，使不落地剪力墙直接通过转换层托梁。

三、梁式转换层的结构设计要点1.抗震等级的确定。

工程转换层以下为框架-剪力墙结构，转换层以上为纯剪力墙结构，是多种结构形式共存的复杂高层建筑，因而不能像单纯的框架结构或剪力墙结构那样确定抗震等级，而应该严格按照现行规范的不同章节，有针对性地分别确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。

梁式转换层结构设计要点论述近年来，在高层建筑设计中，为满足建筑使用功能需要，底部数层常设置为大空间，而上部标准层多为小开间，致使上层的部分竖向承重结构不能直接落地，需要设置结构转换。

常用的转换形式为梁式。

梁式转换层由于具有结构可靠性强、传力途径长、构造简单和施工方便等方面的优点，因此在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用。

本文主要论述了高层建筑梁式转换层结构设计要点。

1 梁式转换层结构形式及受力机理分析梁式转换层结构在实际工程中的应用有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构。

在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中，规范对转换梁的最小高度和宽度作如下规定：框支梁截面的宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度，不宜小于其上墙体截面厚度的2倍，且不易小于400mm；当梁上托柱时，尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。

进行抗震设计时，转换梁高不小于其跨度的1/6；非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的1/8。

从该设计规程中可知，采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度，增强结构的可靠性。

梁式转换层结构的传力途径为墙-梁-柱（墙）的形式，传力直接，便于分析计算。

转换大梁的受力主要受上部剪力墙刚度、剪力墙与转换大梁的相对刚度和转换大梁与下部支撑结构的相对刚度影响。

从计算分析不论转换大梁上部墙体的形式如何，只要墙体有一定长度，转换大梁中的弯矩就会比不考虑上部墙体作用要小，同时转换大梁也会有一段范围出现受拉区。

2 高层建筑梁式转换层结构设计原则2.1 减少转换竖向构件在结构转换时，尽可能的减少需转换的竖向构件，需转换的竖向构件存在越多，转换层结构的刚度的突变越大，对建筑结构的抗震就越不利。

2.2 转换柱以及剪力墙对称布置对于转换柱和剪力墙设置的时候尽量让它们对称，梁上面的立柱最好是转换成梁跨中，以免在转换梁变形的时候，在梁上面立柱的柱脚位置出现转角较大的情况，而且带动立柱的柱脚发生非常大的变形，导致柱的剪切和弯曲，致使立柱造成非常大的内力导致超筋。

概述高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用随着城市化进程的加速和人们对生活品质要求的提高，高层建筑的建设愈发普遍。

而在高层建筑的设计和施工中，梁式转换层结构是一种常见且重要的设计方案。

本文将重点对梁式转换层结构的设计原理以及在高层建筑中的应用进行概述。

一、梁式转换层结构的设计原理1. 什么是梁式转换层结构梁式转换层结构是指在高层建筑中，为了满足建筑结构受力和变形的要求，在建筑的顶部或中部设置梁构造，将裙楼以上部分的承载结构转化为裙楼以下部分的承载结构。

通过梁式转换层结构的应用，可以实现结构受力和变形的合理分配，提高建筑的整体稳定性和安全性。

（1）结构受力分析在高层建筑中，由于上部结构与下部结构之间高度差异较大，受到的风荷载和地震作用也有所不同。

在设计梁式转换层结构时，需要对上部结构和下部结构的受力进行详细的分析，确定梁式转换层结构的位置、结构形式和尺寸。

（2）变形控制梁式转换层结构的另一个重要设计原理是变形控制。

高层建筑在受到外部荷载作用时，会产生不同程度的结构变形，而梁式转换层结构的设计应当能够合理控制结构的变形，避免产生较大的位移和变形，从而保证建筑的安全使用。

（3）刚度配比梁式转换层结构在设计时，还需考虑上部结构与下部结构的刚度配比。

通过合理的刚度配比，可以实现上部结构和下部结构之间的受力合理分配，提高整体结构的稳定性和承载能力。

二、梁式转换层结构在高层建筑中的应用1. 应用范围梁式转换层结构适用于各类高层建筑，包括住宅楼、商业大厦、办公楼等。

尤其是那些结构高度较大、结构体系复杂的高层建筑，更需要合理设计梁式转换层结构，以满足建筑结构的稳定和安全要求。

2. 应用效果梁式转换层结构的应用可以带来多方面的效果。

可以实现上部结构与下部结构之间的承载转化，减小上部结构对下部结构的影响，降低结构的受力变形，提高建筑的整体稳定性。

在独立风与地震荷载作用下，梁式转换层结构可有效分担结构受力，减少结构位移，提高抗震性能。

高层建筑梁式转换层结构的设计
高层建筑的梁式转换层结构设计是指在建筑物的高层部分设置转换层，以承接高层建筑的上部空间荷载，并通过梁式结构的设计来保证建筑物的稳定性和安全性。

本文将详细介绍高层建筑的梁式转换层结构设计的原理、要点和步骤。

1. 转换层的位置应选择在建筑物的合适位置，通常位于高层建筑的顶部之下，以便于承接上部荷载，并且尽量减小转换层对建筑物整体高度造成的影响。

2. 转换层的结构形式应选择梁式结构，因为梁式结构具有良好的受力性能和抗震性能，可以有效地承担上部荷载并将荷载传递到下部。

3. 转换层的梁的尺寸和布置应根据上部荷载和下部支座位置确定，以使其能够满足结构的受力要求，并且尽量减小梁的尺寸和数量，以节约材料和减少施工难度。

4. 转换层应设置适当的连接件和节点，以确保梁和柱的连接牢固可靠，并能够在地震等荷载作用下提供足够的抗震性能。

5. 转换层的设计应考虑到结构的整体稳定性，包括考虑建筑物的扭转、侧向位移和变形等问题，并通过适当的措施加强结构的整体稳定性。

1. 确定上部荷载和下部支座位置，并计算荷载的大小和分布，以确定转换层的梁的尺寸和布置。

2. 根据梁的尺寸和布置，进行梁的设计，包括确定梁的截面尺寸、材料强度和受力性能等，并计算梁的受力和变形。

3. 根据梁的设计结果，进行节点和连接件的设计，包括考虑节点的刚度、强度和耐震性能等，并确保节点和连接件能够满足结构的受力和变形要求。

5. 进行施工图设计，包括绘制梁的平面布置图、剖面图和节点图等，并进行详细的材料和尺寸计算，以准备施工和制作梁的图纸和材料清单。

概述高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用高层建筑是现代城市的标志性建筑之一，其结构设计和施工技术一直是建筑领域的研究热点之一。

高层建筑梁式转换层结构作为高层建筑结构设计的重要组成部分，对于提高建筑的整体性能和安全性具有重要意义。

本文将从梁式转换层结构的设计原理、应用领域和典型案例等方面进行探讨，以帮助读者更好地理解和应用梁式转换层结构设计。

一、梁式转换层结构的设计原理1.1 梁式转换层结构的定义梁式转换层结构，顾名思义，是指通过设置梁或梁板将上部结构的荷载转移到下部结构的一种结构形式。

其主要作用是将上部结构的竖向荷载和弯矩逐渐引入下部结构，使得整个高层建筑的结构系统更加合理和稳定。

梁式转换层的设计原理主要包括以下几个方面：（1）荷载传递：梁式转换层通过设置梁或梁板，将上部结构的荷载逐步引入到下部结构，实现荷载的逐级传递和平衡。

（2）抗弯性能：梁式转换层在抗弯性能方面具有显著的优势，能够有效承担上部结构的水平荷载，并将其转移到下部结构。

（3）加固效果：梁式转换层可以在一定程度上加固上部结构和下部结构的连接部位，提高整体结构的稳定性和抗震性能。

在进行梁式转换层结构设计时，需要遵循一定的设计原则，确保结构的安全性和可靠性：（1）合理布置：梁式转换层应在结构计算和布置上进行合理设计，确保转换层结构能够有效承担上部结构的荷载。

（2）充分考虑变形：在进行梁式转换层结构设计时，需要充分考虑结构的变形情况，以及变形对结构整体性能的影响。

（3）考虑施工工艺：在梁式转换层结构设计过程中，需要考虑施工工艺对结构的影响，确保施工过程中能够顺利进行。

2.1 高层建筑梁式转换层结构主要适用于高层建筑，特别是那些受到风载和地震作用较大的高层建筑。

通过设置梁式转换层，可以有效提高高层建筑的整体稳定性和抗震能力，保障建筑的安全性。

在超高层建筑的结构设计中，梁式转换层结构更是不可或缺的一部分。

由于超高层建筑受到的荷载和变形影响更大，因此设置梁式转换层能够更有效地引入荷载和控制结构的变形，保证结构的整体性能。