梁式转换层结构设计在高层建筑中的应用(2)

1、普通梁截面设计方法

直接取用高层建筑结构计算分析程序(如TBSA、PKPM系列、TAT等)计算出的转换梁内力结果，按普通梁进行受构件承载力计算。

2、偏心受拉构件截面设计方法

在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中，规定\"框支梁为偏心受拉构件，按《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)第7.4.2条的规定设计\"，即偏心受拉构件进行截面设计。

3、深梁截面设计方法

实际工程中转换梁的高跨比h/l=1/8～1/6，因此转换梁是一种介于普通梁和深梁之间的梁，尤其是框支转换梁，其受力和破坏特征类似于深梁。

当转换梁承托的上部墙体满跨或基本满跨时，转换梁与上部墙体之间共同工作的能力较强，此时上部墙体和转换梁的受力如同一倒T形深梁，转换梁为该组合深梁的受拉翼缘，跨中区存在很大的轴向拉力，此时转换梁就不能按普通梁进行截面设计，但如果将倒T形深梁的受拉区部分划出来按偏心受拉构件进行截面设计，计算出的纵向受力钢筋的配筋量偏少，不满足承载力的要求。

4、应力截面设计方法

对转换梁进行有限元分析得到的结果是应力及其分布规律，为能直接应用转换梁有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，假定：

(1)不考虑混凝土的抗拉作用，所有拉力由钢筋承担;

(2)钢筋达到其屈服强度设计值。

(3)受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值。

5、转换梁截面设计方法的选择

转换梁截面设计方法的选择与其受力性能和转换层的形式相关。

(1)托柱形式转换梁截面设计

当转换梁承托上部普通框架时，在转换梁常用截面尺寸范围内，转换梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面设计方法进行配筋计算。当转换梁承托上部斜杆框架时，转换梁将承受轴向拉力，此时应按偏心受拉构件进行截面设计。

(2)托墙形式转换梁截面设计

当转换梁承托上部墙体满跨不开洞时，转换梁与上部墙体共同工作，其受力特征与破坏形态表现为深梁，此时转换梁截面设计方法宜采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，且计算出的纵向钢筋应沿全梁高适当分布配置。由于此时转换梁跨中较大范围内的内力比较大，故底部纵向钢筋不宜截断和弯起，应全部伸入支座。

当转换梁承托上部墙体为小墙肢时，转换梁基本上可按普通梁的截面设计方法进行配筋计算，纵向钢筋可按普通梁集中布置在转换梁的底部。

3.4转换梁的设计要点

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。当洞口内力较大时，可采用型钢构件来加强。

3.5框支柱的设计要点

框支柱截面尺寸一般系由其轴压比计算确定。

地震作用下框支柱内力需调整：抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应乘以放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋;有地震组合时，一级、二级框支柱承受的地震作用产生的轴力设计计算值分别乘以1.50、1.25的调整放大系数;剪力调整：框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用：框支柱的数目不多于10根时，当框支层为1～2层时，每层第根柱承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，各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%;框支柱的数目多于10根时，当框支层为1～2层时，每层每根柱承受的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%;框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱轴力可不调整。

3.6上部剪力墙的设计要点

上部剪力墙布置时，应注意其整体空间完整性和延性，注意外墙尽量设置转角翼缘，注意门窗洞口尽量居于转换梁的跨中，应尽量避免无连梁相连的延性较差的秃墙。转换梁上墙体竖向钢筋在转换梁内的锚固长度，抗震设计时不应小于lae,非抗震设计时不应小于la。

4结论与建议

1.带转换层高层建筑结构布置复杂，要充分重视概念设计，要对转换层结构的应力集中处作细部处理和适当调整。

2.设计中要保证底部大空间有充分的刚度，做到强化下部，弱化上部，结构设计与建筑协调，争取尽可能多的剪力墙落地，必要时也可以在别的部位设置补偿的剪力墙。

3.设计中应保证转换梁有足够刚度，一般应使转换梁高度不小于跨度的1/6，对转换梁进行设计配筋后还应按深梁公式进行配筋设计验算。

4.为有效地降低转换梁的截面尺寸，可在转换梁承受剪力较大的部位(支座区段)加腋，以提高其抗剪承载力;

5.转换梁属于偏心受拉构件，设计中应考虑到框支剪力墙的这种工作特性，当没有条件详细分析转换梁及其附近剪力墙时，应按构造加强框支墙的边缘及转换梁的轴向抵抗强度;

6.设计中要严格控制框支柱的轴压比和柱端抗剪强度，调整框支柱剪力，并相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩。

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