高层建筑梁式转换层结构设计要点解析

浅谈梁式转换层结构设计的要点摘要：梁式转换层结构是一种利用下部的转换大梁，将上部剪力墙落在框支梁上，再由框支柱支撑框支梁的结构体系，因其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，成为目前国内应用最广泛的转换层结构形式，其结构设计对建筑物有着重要的影响。

关键词：梁式转换层；结构设计；要点1.梁式转换层的受力特点及结构形式研究表明，作为梁式转换层的主要受力构件――转换大梁，其受力形式与受力大小受上部结构形式、转换梁上下层相对刚度、转换梁的位置等因素的影响。

在这些因素影响下，带有转换层的结构在水平荷载下将表现出不同的受力性能。

根据分析，对一般结构转换大梁（跨度小于12m），上部墙体考虑三层与考虑4 层、5 层内力的设计控制内力差异不大于5%，故在分析计算时可只考虑计算3 层。

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。

实际工程中转换梁的形式是各种各样的。

从跨数上，可分为单跨、双跨及多跨；从转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可分为加腋不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。

2.梁式转换层结构的设计与构造2.1转换梁的设计与构造要求转换梁的截面尺寸一般宜由剪压比计算确定，以避免脆性破坏和具有合适的含箍率。

转换梁不宜开洞，若需要开洞，洞口宜位于梁中和轴附近：洞口上、下弦杆必须采取加强措施，箍筋要加密，以增强其抗剪能力。

上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数 1.2。

当洞口内为较大时，可采用型钢构件来加强。

转换梁的混凝土强度等级不应低于C30。

转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%，转换梁中主筋不宜有接头，转换梁上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通，下部主筋应全部贯通伸人柱内。

2.2框支柱的设计与构造要求①每层框支柱的数目不多于10根的场合，当框支层为1～2层时，每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%；当框支层为3层及3层以上时，每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%；②每层框支柱的数目多于10根的场合，当框支层为1～2层时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20%；当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。

高层建筑结构转换层的结构设计在现代城市的发展中，高层建筑如雨后春笋般涌现。

为了满足建筑功能多样化的需求，结构转换层在高层建筑中的应用越来越广泛。

结构转换层是指在建筑物的某一层，通过结构形式的改变，实现上部和下部不同结构体系的转换。

它不仅关系到建筑的安全性和稳定性，也对建筑的使用功能和经济性有着重要影响。

接下来，让我们深入探讨一下高层建筑结构转换层的结构设计。

一、结构转换层的类型及特点1、梁式转换层梁式转换层是目前应用较为广泛的一种形式。

它通过大梁将上部剪力墙或柱的荷载传递到下部的柱或剪力墙。

梁式转换层的优点是传力直接、明确，结构分析相对简单。

但其缺点是梁的截面尺寸较大，会影响建筑的使用空间。

2、板式转换层板式转换层的厚度较大，通常在 20m 以上。

它能够提供较大的刚度和承载能力，适用于上下部结构差异较大的情况。

但板式转换层的自重较大，材料用量较多，施工难度也相对较大。

3、箱式转换层箱式转换层是由上、下层较厚的楼板与纵横双向的大梁共同组成的一个箱型结构。

它具有较大的整体刚度和承载能力，能够有效地抵抗水平荷载。

然而，箱式转换层的施工复杂，造价较高。

二、结构转换层的位置选择结构转换层的位置选择对建筑的整体性能有着重要影响。

一般来说，转换层位置越低，对结构的抗震性能越不利。

因为下部结构需要承担更大的竖向荷载和水平荷载，容易导致结构的变形和破坏。

但转换层位置过高，又会影响建筑的使用功能和经济性。

因此，在设计时需要综合考虑建筑的功能要求、抗震设防烈度、结构高度等因素，选择一个合理的转换层位置。

在抗震设计中，对于 7 度及 7 度以下抗震设防地区，转换层位置不宜超过 5 层；对于 8 度抗震设防地区，转换层位置不宜超过 3 层。

同时，转换层上下等效侧向刚度比应符合规范要求，以保证结构在地震作用下的变形协调。

三、结构转换层的设计要点1、竖向荷载的传递在设计结构转换层时，需要确保竖向荷载能够有效地从上部结构传递到下部结构。

高层建筑梁式转换层结构的设计随着城市化的发展，高层建筑日益增多。

高层建筑的结构设计需要考虑很多因素，其中包括抗震、抗风、经济性、安全性等等。

在高层建筑的结构设计中，梁式转换层结构是一种常见的设计方案，本文将从以下几个方面来介绍梁式转换层结构的设计。

一、梁式转换层结构的概念及特点梁式转换层结构是指在高层建筑的某一层（通常在40层以上）设置一层箍筋加强的混凝土板作为转换层，下面的楼层采用钢筋混凝土梁-柱-板结构，上面的楼层采用钢结构或钢筋混凝土柱-钢梁结构。

梁式转换层结构的特点主要有以下几点：1.梁式转换层能够减小上部结构的自重和地震力的作用，达到了减小结构自重的目的，同时降低了地震力矩的作用，减小了结构的灵敏度。

2.梁式转换层可以提高楼层之间的隔振效果，改善了楼层之间的振动。

3.梁式转换层可以提高结构的整体稳定性，减小了结构的倾覆风险。

4.梁式转换层可以使结构减小变形，减少了上部结构的振幅，改变了半刚性结构的特性，增强了整个结构的紧凑性。

二、梁式转换层结构设计的步骤梁式转换层结构的设计需要遵循一定的步骤，下面简单介绍一下。

1.确定转换层的位置。

通常梁式转换层要设置在40层以上，同时要考虑结构上部和下部之间的转换点，转换点要考虑建筑的实际情况，如建筑高度、建筑物形状、地下室层数等因素。

2.确定转换层板的厚度。

转换层板的厚度应根据建筑的荷载、特性、板的尺寸和材料强度等因素综合计算而得，应满足建筑的抗剪强度、抗弯强度和抗挠度的要求。

3.确定转换层钢筋布置方案。

转换层钢筋布置要满足钢筋的受力要求，钢筋布置应具有一定的密度和钢筋交错布置，保证梁板之间的横向和纵向刚度相等。

4.设计上下部结构的联接方式。

上下部结构的联接方式通常采用焊接连接，焊接接头的规格和工艺要满足相关要求，接头应采用双面对齐压力机或双面镗孔等工具实现质量保证。

5.进行结构整体稳定性分析。

稳定性分析应综合考虑结构上部和下部结构的安全性和稳定性，进行弹性反应谱、风荷载、地震力计算等分析，确定结构整体的稳定性。

刍议梁式转换层的高层建筑结构设计汤行涤发布时间：2023-06-14T09:41:29.192Z 来源：《建筑创作》2023年7期作者：汤行涤[导读] 近些年来，城市土地资源紧缺，用地日益紧张。

而城市化水平的逐步提高，使得建筑工程房屋楼层数攀升到新高度，高层建筑要求较高水平的施工技术，陈旧的建筑结构设计方法已经难以满足新时期高层建筑的多元化功能需求。

如今，梁式转换层结构能够使其功能转化率得到较好的提高，在高层建筑结构设计中广泛应用。

本文主要对高层建筑梁式转换层结构设计原则进行分析，并提出设计要点，以供参考。

身份证号码：42010619890223xxxx 摘要：近些年来，城市土地资源紧缺，用地日益紧张。

而城市化水平的逐步提高，使得建筑工程房屋楼层数攀升到新高度，高层建筑要求较高水平的施工技术，陈旧的建筑结构设计方法已经难以满足新时期高层建筑的多元化功能需求。

如今，梁式转换层结构能够使其功能转化率得到较好的提高，在高层建筑结构设计中广泛应用。

本文主要对高层建筑梁式转换层结构设计原则进行分析，并提出设计要点，以供参考。

关键词：高层建筑；梁式转换层；结构设计当今社会，高层建筑数量日渐增多，转换结构可根据建筑功能和结构传力的需要，沿建筑高度方向一处或多处灵活布置，亦可局部楼层布置，形成高楼层、大体量、功能多样且注重品质的建筑结构设计，给人们的生产生活和空间提供诸多便利。

同时对结构布置设计的要求存在千差万别，会大幅增加建设成本及施工技术难度，消防救援也更为困难。

梁式转换层结构的传力途径为墙-梁-柱（墙）形式，传力更为明确、清晰、直接，可实现高层建筑上下层空间的功能转换，获得业内众多青睐和重视。

为使高层建筑更加安全合理，充分展现其优势和价值，需要科学的分析研究高层建筑梁式转换层结构设计。

一、高层建筑梁式转换层的设计原则其一，降低空间结构转换次数。

高层建筑主体结构在纵向上应一直保持结构稳定体系，混凝土转换层应维持上下竖直结构，尽量减少空间结构转换次数。

浅析高层建筑梁式转换层结构设计的要点摘要：本文介绍了高层建筑结构转换层的发展趋势,重点探讨了梁式转换层结构设计的要点,可供类似工程设计参考。

关键词：高层建筑结构梁式转换层结构设计1．转换层结构的概括随着高层建筑的发展，建筑物的功能不再单一，如公寓、旅馆、办公楼等均在建筑物下部设置商店、银行、公共大厅、会议中心、停车场等需要较大跨度的公共空间。

建筑物功能的改变要求建筑结构形式的改变，而上、下结构形式的变化，就需要一个转换结构，以完成上部结构力传递至下部结构的要求。

（1）从结构角度看，转换层结构的功能主要有：上、下层结构形式的转换，上、下层结构轴网的转换，上、下层结构形式和结构轴网同时转换。

（2）转换层结构的几种主要形式：梁式转换层结构，板式转换层，箱形转换结构，析架转换结构。

（3）梁式转换层：现代高层建筑由于使用功能要求大空间，往往需要采用转换层结构。

梁式转换层结构是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，其传力途径采用墙柱转换梁-柱（墙）的形式，具有传力简单、明确的优点，便于计算、分析，且造价较节省。

从70年代中期，国内开始尝试使用梁式转换层，到现在短短的几十年时间内，梁式转换层的工程应用发展很快。

从国内外105栋高层建筑采用的转换层的统计结果来看，采用梁式转换层的高层建筑有81栋，约占77%.但是由于梁式转换层结构形式的多样性，作为主要受力构件的转换梁表现出的受力特征也各不相同。

实际工程中梁式转换层的结构形式多种多样，从跨度上，可分为单跨、双跨及多跨；从上部墙体形式上，可分为满跨和不满跨、开洞和不开洞和开窗洞；从棍凝土结构梁式转换层施工技术及其可靠性的研究转换梁功能上，可分为托墙和托柱；从转换梁形式上，可以分为加腋与不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土和钢骨混凝土、钢结构等。

2．转换层的结构形式及设计原则转换层的主要结构形式在《高层建筑混凝土结构技术规程》( jgj3- 2002)中，规范对转换粱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。

浅析高层建筑梁式转换层结构设计的要点摘要：为了适应高层建筑的要求，转换层的建筑结构应运而生，并得到较为广泛的应用。

但带转换层的结构是一把双刃剑，施工人员必须要正确的选择和合理设计转换层，才能保证建筑的安全性。

本文阐述了高层建筑结构转换层的情况，并结合结构设计的工程实例探讨了高层建筑梁式转换层结构设计的要点。

关键词：高层建筑梁式转换层结构设计要点中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：自从2005年开始我国规定超过10层的住宅建筑以及高度超过24米的其他民用建筑称为高层建筑以来，高层建筑的发展呈现复杂性、多样性和综合性，内部空间使用功能多变，而且建筑在不同的竖直高度位置处也具有各异的功能和特点，例如，上部建筑用于居住时一般要求轴网的间距较小，隔墙较多，中部建筑多用于办公写字间使用，可以使柱位于中等大小的房间内，下部建筑用来布置商场、酒店等公共服务设施，柱网间距较大，对开间的要求较大。

这样一来，为了维持结构的稳定性，就需要在不同结构形式的交界楼层设置水平转换构件，即为转换层。

转换层可以实现剪力墙结构和框架结构转换，增大下层结构的柱间距，或者使上下层的结构可以错位排布，便于房间的自由划分。

目前工程中应用较多的转换层的形式多种多样，有梁式、梁墙式、板式、箱式、桁架式以及框架式等等，其中，梁式转换层结构传力直接、简单明确，结构简便，可靠度高，经济合理，较易施工，应用最多。

一、高层建筑结构转换层的情况1、钢骨混凝土转换层众所周知钢骨混凝土梁拥有很强的承载力和很好的刚度，不仅大大减小了截面的尺寸，而且值得一赞的是塑造性、耐力和抗震性能都比钢筋混凝土梁好得多。

一直以来，国内采用钢骨混凝土转换构件的实际工程并不多，而国外已经广泛波及。

2、预应力应用在混凝土转换层预应力广泛运用在土木建筑的各个领域，它自身所具有的优点可带来许多结构和施工上创新设计运用，阿赫利采用的预应力混凝土的结构十分有利于建造承重荷载的大面积转换层，因为轻巧方便，并且节省钢材和混凝土。

关于高层建筑转换层结构设计分析高层建筑是都市的标志，也是城市发展的重要指标之一。

在现代城市化进程中，高层建筑的数目和高度不断增加，因此高层建筑的结构设计和安全问题显得尤为重要。

高层建筑的转换层结构设计是其结构安全的关键之一。

本文将通过对高层建筑转换层结构设计的分析，探讨其重要性以及一些常见的设计要点。

高层建筑转换层结构设计的重要性不言而喻。

转换层是连接不同结构体系的关键部位，也是承担大部分水平荷载的结构部件之一。

其设计需符合大跨度、大荷载、大变形的要求，并兼顾节约材料、减少成本的经济性。

由于高层建筑常常面临地震、风荷载等自然灾害，转换层的设计更需考虑结构的抗震性能和抗风性能。

高层建筑转换层结构设计的重要性可谓毋庸置疑。

高层建筑转换层结构设计的一些常见要点包括：结构形式的选择、材料的选用、连接设计、荷载传递等。

在结构形式的选择上，往往会根据转换层上下楼层的布置情况、承载荷载的大小、建筑空间的限制等因素，选择合适的结构形式。

目前，常见的结构形式有框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、框架-框架结构等。

每种形式都有其适用的范围和特点，因此需要根据具体情况进行选择。

在材料的选用上，需要考虑材料的强度、韧性、耐久性、施工方便性等因素。

常见的转换层结构材料包括钢筋混凝土、钢结构、复合材料等。

不同的材料有不同的特点和适用范围，因此需要在设计中进行合理的选择和搭配。

连接设计也是高层建筑转换层结构设计中的重要环节。

连接部位通常是结构的薄弱部分，也是易发生脆断、裂缝等问题的关键部位。

在连接设计上需要考虑结构的整体性，采取合适的加强措施，确保连接部位的安全可靠。

荷载传递也是高层建筑转换层结构设计中需要重点考虑的问题。

由于转换层处于建筑的上下部分，需要承担大部分水平荷载。

在荷载传递设计上需要兼顾结构的稳定性和承载能力，在设计时需要进行合理的静动力分析和计算，确保转换层的荷载传递行为符合要求。

高层建筑转换层结构设计是其结构安全的重要部分，也是结构设计中需要重点考虑的环节。

高建转换层结构种类及施工要点阐述高层建筑转换层结构是一种受力复杂的不利抗震的结构，9度抗震设计时不应采用，7、8度抗震设计的地下室转换构件可采用厚板，6度抗震设计和非抗震设计时转换构件可采用厚板。

1转换层的结构的种类1.1粱式转换层结构该结构形式是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式。

由于其传力途径采用墙（柱）转换梁柱（墙）的形式，具有传力直接、明确和清楚的优点，便于工程计算、分析和设计.且造价较节省。

所以粱式转换层结构在实际工程中应用较广。

实际工程中转换梁的结构形式有多种多样。

从转换梁功能上.可分为托墙和托柱；从转换粱形式上，可分为加腋和不加腋；从转换梁结构采用材料上，又可分为钢筋混凝土、预应力混凝土、钢骨混凝土和钢结构等。

转换粱主要承受竖向荷载。

受力特征主要表现为在竖向荷载作用下的受力规律。

1.2桁架式转换结构该结构形式是由梁式结构转换层变化而来的，整个转换层由多榀钢筋混凝土桁架组成承重结构，桁架的上下弦杆分别设在转换层的上下楼面的结构层内.层间设有腹杆。

由于桁架高度较高，所以下弦杆的截面尺寸相對较小。

桁架分为空腹桁架和实腹桁架2种.它可以是钢桁架.也可以是钢筋混凝土桁架，在钢筋混凝土高层结构中常用钢筋混凝土桁架。

与粱式转换层相比，它的整体性好，受力更加明确，自重较小而抗震性能好，且便于管道的安装与维护等。

1.3箱型转换结构该结构形式即单向托梁、双向托粱如果连同下层较厚的楼板共同工作，可以形成刚度很大的箱形转换层。

它的优点是转换层本身的整体性很好，当转换层上部结构布置较复杂时，仍能够保证上下竖向构件的有效传力。

但从建筑上来看，它直接占用了整个楼层的使用面积，使得该楼层通常只能作为设备层使用。

同时，转换层内部的剪力墙与设备布置、管线布置常常发牛冲突。

其缺点是自重大、造价高等。

从结构分析角度考虑，其内力分析复杂、结构设计及施工难度都较大，因此在实际工程中应用较少。

1.4厚板厚粱式转换结构当上、下柱网轴线错开较多，难以用梁直接承托时，则需要做成厚板.形成板式承台式转换层，采用该结构形式板式转换层的下层柱网可以灵活布置、无须与下层结构对齐。

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。

高层建筑梁、板式转换层结构设计的方法开发商为了增加高层建筑的利用率和提升经济效益，通常将低层作为商铺使用，高层用于办公或居住。

由于建筑上下楼层的功能不同，结构形式也有很大差异。

结构不同的相邻楼层之间需要设置转换层，一来可以提供更大的室内空间，二来也能够确保高层建筑整体的稳定性。

文章以梁、板式转换层为例，首先对转换层受力情况进行了简单分析，随后列举了转换层结构设计中应遵循的两点原则，最后就如何开展科学设计、提高转换层应用效果提出了几点建议。

标签：高层建筑；转换层；基本原则；结构设计1、高层建筑梁、板转换层的结构分析1.1 底层框支柱和落地剪力墙的受力转换当底层框支柱和落地剪力墙按等效刚度来分配水平力时，由于框支柱的侧向刚度通常不到剪力墙侧向刚度的1%，所以在进行水平力分担时，框支柱所能分担的水平力是极其有限的，甚至可以忽略不计。

但是如果当转换层楼板发生变形时，处在框支柱区域内的底层的水平位移将会达到最大，从而使框支柱实际受到的剪力要比理论分析所得到的剪力大得多。

鉴于以上底层框支柱和落地剪力墙的受力特点分析，需要在工程设计时对落地剪力墙和框支柱留有一定的安全储备。

1.2 建筑底部水平力的分配在普通建筑中，垂直方向上的压力直接作用于建筑底部楼层和地基，由于剪力在传递过程中没有发生明显的改变，在施工阶段只需要做好地基加固工作，就可以保证建筑整体的安全。

但是对于高层建筑来说，由于梁、板式转换层的存在，力的传递方式也会受到相应的影响。

以垂直方向上的荷载力为例，高层建筑上部荷载力在向下传递过程中，受到梁、板式转换层结构的影响，形成水平分力。

这个力平均分布在转换层的平面，可以起到降低建筑结构形变的效果，这也是高层建筑使用梁、板式转换层提升稳定性的机理。

1.3 上下剪力墙的受力关系以转换层作为分界，上下剪力墙虽然在结构布置上有很大差异，但是楼层剪力和变形曲线都具有高度的相似性。

这是因为楼层剪力主要来自于高层建筑各个楼层在水平方向上产生的压力，然后再根据不同楼层上剪力墙的等效刚度进行分配。