论高层建筑抗震设计及梁式转换层在高层建筑结构设计中的应用

论高层建筑抗震设计【摘要】：这篇文章首先说明了为什么要进行高层建筑的抗震设计，然后就针对我国当前高层建筑在抗震设计方面的问题进行了探讨，并讲述了一些解决我国当当前高层建筑抗震设计的方法及措施。【关键词】：高层建筑；高层抗震设计问题；方法策略0引言随着我国现代城市建设的日渐发展，人们也越来越朝着城市发展，随着城市人口数量不断加剧，普通建筑也越来越满足不了现代城市发展的需求，出于节约土地资源的原则，为了更进一步为人类提供较大的建筑空间，楼层也越建越高，高层建筑甚至超高层建筑由此而生。但也因此出现了不少担忧，大多数人居于以前的传统观念，并不认为高层建筑的安全系数可以保障，尤其是在处于地震断裂带即地震高发期的城市，人们对此更为担忧，因此就为高层建筑提出了更高的要求和巨大的挑战。所以稳定性和抗震设计对于高层建筑是至关重要的。1高层建筑抗震设计的必要性高层建筑抗震的设计首先为了贯彻执行国家颁布的有关建筑工程的法律法规，在建筑中主要实行以预防为主的策略，让我们的建筑物经过抗震设防后，可以有效地减轻建筑物在地震作用下破坏，从而可以达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。其次高层建筑抗震设计还可以避免造成人员伤亡、减少经济损失以及降低社会影响。一般来说，高层建筑一旦设防不佳，那么其影响力不像普通建筑物那样低，其一旦倒塌，那么对于人口密集的城市的说可以说是致命的，一个好的高层建筑对城市的发展提升还是很大的，其保证了城市的正常发展。所以高层建筑的抗震设计是十分有必要的。2高层建筑抗震设计中存在的问题2.1工程建筑抗震材料选择问题首先我国大部分地区是处在地震断裂带上，属于地震灾害频发的国家。我国虽然在高层建筑中对抗震材料的选择的规定有明确的规定，然而即使这样，我国高层建筑的材料的质量与其他发达国家所选用的高层建筑抗震材料相比还是远远不够，要求仍然达不到外国的标准。不仅如此,然而在我国的地震常发的地区,当地选取的建筑材料及结构体系大多是不合理的。比如：在国内，150m以下的高层建筑采用的结构体系与国外一样，主要是筒中筒体系、框架-支撑体系、框-筒体系。其体系虽然一样，但是由于材料问题，在国外仍然是这三种体系，但是他们的对这三种体系的材料选择则是钢结构甚至还的有可能为轻钢结构，而同样的体系放在我们国内就变成了钢筋加混凝土或者是混合阵容体系。而恰恰相反的是，我国对钢筋混凝土结构的掌握还不是很完善，就把这个应用到高层建筑结构中了，但是我国对于高层建筑的研究起步较晚，对此方面的经验又不足，所以在材料选择的研究还是要重视[1]。不单单如此，在我国有些地震多发城市，这个地区相应的国标和地标都明确规定了一些内容，但是地方建设人员却往往不配合，往往出现偷工减料甚至偷梁换柱的情况，导致高层建筑结构稳定性差和高层建筑的防震、抗震能力大大减弱，给高层建筑抗震带来了巨大的隐患。2.2缺少相应的高层建筑抗震设计人才在其他国家，尤其是在西方或欧美等发达国家普遍重视高层建筑设计问题。国外的高校和研究机构中有众多的抗震设计专业人才，这为提高他们自己的国家高层建筑抗震能力提供了重要的人才支撑。然而现阶段而言，我国目前高校还较少开设建筑设计抗震的相关专业，即便有抗震设计专业，但所学的课程也不够系统，人才较为匮乏，因此就导致了我国在抗震设计等相关领域的的人才匮乏，而在我国大多数的高层建筑抗震设计人才资源都是前往国外深造学习，然后引进国外的成功经验，所以现在很多城市的高层建筑往往依靠国外建筑设计公司完成抗震设计，其中的缘由正是因为国内的抗震设计人员相应的技术不够精深，还不过关，在我国现代的教育背景下，这些技术人员大多缺乏一定的自主创新能力，尽管我国现在尽可能的去补救，在部分高校都纷纷开设了高层建筑抗震设计的相关专业课程，但是我们其实都知道，由于大多数学校由于教学条件以及教育设施都不齐全，很多学生都是仅仅学习理论知识，缺乏了我们工程的实践环节，造成不能贯通理论和实践知识，所以学出来的技术人员还是不够相应的标准，导致我们高层建筑抗震设计的人才匮乏。2.3建筑物建设高度的问题为了更进一步维护人们的生命和财产安全，体现出对于高层建筑的安全性的重视，我国对建筑物的高度已经做出了一个明确而具体的规定，根据此规定，我们高层建筑在一定的结构形式和设防烈度的基础上必须要有一个适宜的高度，而且该高度还必须与我国的经济发展水平、建筑的施工技术水平以及相应的规范体系相适应，保证建筑物的高度，实现高层建筑的最大利益化和最大安全化。从我国目前的实际情况上来看，仍然存在着有很多高层建筑超过了规范限定的高度标准。就比如一些我们日常生活情况，我们可以常常从各地新闻了解到一些新闻报告某某地区出现违建工程，我相信这些建这个超限工程的单位应该清楚的明白相应的地方法规的规定，但是他们仍然会为了获取更多的利益，存着在不会被发现或者是不会出问题的侥幸心理，对其高层建筑的建设高度远远超过了国家或地方规定限制的高度范围。导致到最后遇这些建筑遇到一些自然灾害比如地震台风等，使至这些高层建筑不能够有效的抗震，达不到相应的设计要求，导致给国家和城市以及人们群众带来不可挽救的巨大损失。可怕的是这种高层建筑超高现象是普遍存在的，这类建筑给人们带来的危害是潜在的，对于这种超高现象，不能存在任何侥幸心理，要尽可能地应做到“防患于未然”。[2]2.4建筑物的抗震场地选择不合理对于这个问题，想必我们都知道原因了，对于建筑而言，地基的重要性不言而喻，没有一个好的地基根本不可能建出一个好的建筑，尤其是对高层建筑而言，由于其楼层相比一般的建筑物而言，它明显对于地基的属性要求就更高，一些软弱土层的地基可能满足对没有什么设防的建筑物的要求，但在城市中，建筑物密集，高层建筑抗震场地的选择一定要慎重，高层建筑的抗震场地选择不合理主要表现为选址在一些断层处、软弱土层处和一些容易震陷的土层处。2.5高层建筑抗震设计标准较为滞后由于时代发展迅速和我国对高层建筑物的研究起步较晚，所以目前我国高层建筑抗震设计的标准与发达国家相比较为滞后，现阶段所使用的大多数高层建筑结构设计安全标准已经难以适应现阶段我国高层建筑的实际发展需求，因此提高高层建筑抗震设计标准迫在眉睫[3]。3.高层建筑抗震设计可采取的相应措施3.1选择新型的高性能材料通常为了提高一些高层建筑的抗震性能，我们通常会通过减少其梁柱截面尺寸，但是这个方法弊端就是减少了这方面的尺寸，其他结构就会承担更多的荷载，导致结构可能会达不到相应的设计要求。因此我们有必要进行对高层建筑的材料的革新，选用一些高性能材料，比如在一些建筑结构中可以使用钢管结构代替部分混凝土结构形成钢管混凝土结构，同样的道理，也可以采用相应的钢结构代替其他类似构件。选择新型材料也不是盲目地去选择或者替换，我们应该在不同情况下对不同结构的选择也不同，比如：超过一定高度的建筑物，应选择钢管或钢骨混凝土结构及材料以便减小风振，而不应选用质量小并且较为柔软的钢结构。而且不同结构的建筑为了提高抗震性能选用的材料也不尽相同，比如，钢骨混凝土构件的高层建筑，其选用的材料应为实腹式焊接工字钢或大型型钢，这样在地震中受到的震害会比较轻微[4]。就比如处在日本的一座高层抗震大厦，这个大厦地上55层高达185米，这个建筑不仅使用了和美国纽约世界贸易大厦中心相同的钢管168根从而确保了抗震强度，打破之前使用钢筋混凝土作为强度的中心的原则，而且还使用了刚性结构抗震体，大大提高了该高层建筑的抗震性能，可见选择新型的材料对于高层建筑而言是多么重要。3.2采用合理的结构设计来提高高层建筑抗震能力一个合理的结构给高层建筑带来的好处是巨大的。一般情况下，我们都将高层建筑物的合理结构设计仅单单理解为是对钢筋混凝土结构的优化即通过减少截面尺寸来减轻高层建筑的自重，从而达到相应的抗震设计目的。下面我来说明一些通过其他合理的设计来提高结构的抗震能力。3.2.1通过位移的结构抗震方法进行设计一般情况下，一般的建筑物面对地震所产生的强烈作用会出现先相应的变形。而随着高度的增加，这种变形效果就越来越明显，高层建筑对于一般建筑而言，不仅仅是高度的增加，其影响也远远不是普通建筑各种地震负面效果的那么简单，我们对高层建筑的标准也远远比一般建筑要求要高得多。其最为典型的设计就是通过对层间位移的限制来进行抗震设计。[5]我国大部分建筑物对抗震结构的验算一般情况下都是先以建筑承载力作为研究的，然后在以承载力为基础的基础上再根据变形的结构来进行结构的位移设计。我们可以通过这方面的验算可以有效的提高建筑物的抗震性能。3.2.2运用高延性结构来进行消震和隔震高延性结构顾名思义，是指截面或者构件达到其弹性极限状态后还可以保持原来的承载力的变形能力。一般而言高延性结构对高层建筑有良好的隔震效果，可以有效地减少地震对高层建筑的伤害。高延性结构可有效吸收地震能力，减轻地震对高层建筑的破坏。目前随着建筑架构设计技术的不断发展，越来越多的设计工作者开始使用阻尼器等吸收地震所输入的大量能量，以此提高高层建筑的抗震能力，确保高层建筑可接受最大限度的变形而不至于发生坍塌[6]。在地震破坏高层建筑结构的在这个过程中，如果可以充分利用好高延性结构进行设计和施工，就会达到相应的消震和隔震的目的，有效减少地震带来的危害和灾难。所以，在高层建筑中利用好这个方向也不失为一种抗震设计的方法。3.2.3高层建筑短柱问题改进技术一般来说短柱问题存在于高层建筑结构中，在这是因为我们在设计时为了满足轴压比限制时，往往会给柱子的截面做的比较大，然后柱身就会比较短从而形成短柱和超短柱。对此，我们只要去提高短柱的承载力或者减少短柱的截面尺寸，比如可以使用复合螺旋箍筋或者采用钢骨砼栓来提高柱的承载力，或者可以分柱体来减少短柱的截面尺寸[7]。3.2.4重视抗震扭转效力在地震过程中会出现较多的扭转作用、竖向作用与水平作用，在一定程度上，会对建筑物造成破坏性影响，导致出现破裂甚至是倒塌的现象。因此，高层建筑抗震结构设计人员要对结构的扭转效力加以重视，保证能够提高其位移结构刚度，进而达到相关设计标准，确保高层建筑混抗震结构每一个部分都能达到相关设计标准，及时发现抗震结构设计中存在的问题，并且采取有效措施对其进行调整，最大程度上提高高层建筑抗震结构的设计效率，使其设计质量得以提升，促进建筑行业的经济发展，使其向着更好的方向发展[8]。3.3尽量建立多层地震防线我们大家都知道一个常识鸡蛋不要放在一个篮子里，同样地道理，对于高层抗震设计而言，多层地震防线就是这个道理。建立了多个建筑防线之后在面对地震等灾害时，就可以有效的预防建筑物的毁害。相反，我们如果只有一到地震防线的话，这个高层建筑的防震效果会很差，很有可能难以我们相应抗震设计要求标准。对建立多层抗震防线具体可以表现为：我们通常可以采用抗震效果良好综合框架结构以及结合多种抗震手段一起实施即多层防线的有效结合，最终可以达到保证建筑物在其抗震要求下保持建筑物的正常使用。就比如可以将以上的方法综合应用使用到一个高层建筑里，使之各个方面有效结合，起到一加一大于二的共同抗震效果。而且我们也相信在未来肯定也会朝着这个方向发展，在抗震上会越来越好。3.4合理选择地基和场地地基的重要性不仅对于普通建筑而言很大，而且对于高层建筑显得更为重要。我们在高层建筑在抗震设计过程中不仅要格外注意施工地基和场地的选择，还要去尽量避开地质松软和结构不稳定的场地和地基。要尽量选择在土层厚实、不容易塌陷的土层处。在高层建筑设计前应当先行估算地震发生时建筑自振周期，避免与场地和地基自振周期同步，避免发生共振现象造成建筑物坍塌。不要在软弱土层或者地表断裂带进行高层建筑建造。3.4进行抗震可靠度的分析在此之前，我们从从事高层建筑设计人员也仅仅是对高层建筑结构进行验算，也就是说这种形式只是在理论方面，缺少实际的一种经历过程。而我们引入抗震可靠度的分析处理我们在结构设计中存在的一些问题，也就是解决一些在理论设计过程中不存在的不确定性的问题。即我们对高层建筑结构进行抗震评估，尽量做到“防范于未然”。4结论总而言之，高层建筑抗震设计不仅时刻关系到人民群众的生命安全，而且也是保证城市发展的命脉。对此相关部门必须重视起高层建筑抗震设计工作，相关设计人员不仅要不断地深入分析高层建筑的特点，而且还要预测高层建筑在地震中可能遭遇的风险，要不断提高高层建筑抗震的抗震设计；要科学地运用各种抗震设计方法，逐步增强高层建筑的抗震能力从而减少高层建筑下的广大人民群众在地震作用下生命和财产安全。参考文献[1]张罡睿．高层建筑工程抗震设计中的相关问题分析[J]门窗，2014(4):258-259．[2]战宇,李长风等.高层建筑结构抗震优化设计探讨[J].低温建筑技术，2011,33(1):48-51.[3]来晓慧,郎春雨.浅谈高层抗震设计常见问题几及其对策[J].科技风，2012，25(1):190.[4]高层建筑抗震设计中存在的问题分析[J].环球市场，2016(31):7[5]刘建鑫.高层建筑结构抗震设计分析的主要内容[J].呼伦贝尔学院学报，2014(2):111-116[6]朱敏.高层建筑抗震设计中存在的问题分析[J].工程建设于设计，2018(10):13-14.[7]程国远，高层建筑抗震设计现状及解决策略[J],建材与装饰，2019(25):31.[8]冯东.高层建筑抗震设计中的常见的问题及对策探讨[J].四川建材，2015(3):55.梁式转换层在高层建筑结构设计中的应用摘要：在现代化的城市建设背景下，很多高层建筑逐渐向着生态化、功能化与科技化方向发展。而为实现各种功能转换，应将转换层设置在建筑物的结构中。近几年来，工程建筑中主要应用施工、设计与计算较为简单的转换层，也就是梁式的转换层。这种转换层不仅施工方便、工作可靠、构造简单，而且能够保证工程建筑受力均衡，对于高层建筑至关重要。所以受到了建筑设计和施工人员的欢迎和青睐。本文主要分析了梁式转换层的功能、分类、结构设计原则、施工特点、构造要求和设计原则，并列举了一个在高层建筑结构设计中的工程案例。关键词：高层建筑；梁式转换层；设计概念；设计原理；分类；构造要求；施工特点；工程案例0引言高层建筑是城市的重要标志，是效率的象征。我国自改革开放以来，高层建筑得到飞跃的发展，已成为当今世界高层建筑的建设大国，并已进入从数量向质量发展的阶段。国内广大建设工作者在加紧科学研究的同时，努力学习和引进国际上的先进经验更显重要。我国现代的高层建筑，往往是有多种功能的使用要求。由于高层建筑或高层建筑群的商业功能、会议大厅功能、宴会大厅功能、酒店入口大堂功能以及地下停车库功能等要求结构在不同高度、不同位置创造较大的使用空间，使得建筑结构的竖向受力构件(包括剪力墙和框架柱等)往往不能上下连续或者不能直接落地。高层建筑的这种使用要求与结构要求与自然的结构布置是相反，由于一般结构底部楼层的受力较大,正常情况下底部刚度要大、墙结构要多、柱网要密集,从底部到上部是逐渐减少的。所以高层建筑要满足建筑的功能要求，就要求结构上应和常规的结构方式布置相反,上部楼层小开间,布置刚度较大的剪力墙结构,建筑底部大空间,布置刚度较小的框架柱。这种结构布置要求在结构的转换楼层处设置转换层。目前,我国高层建筑转换层多用梁式转换层,粱式转换层有其施工和设计简单,受力明确，多用在建筑底部大空间的剪力墙结构中。1高层建筑的特点在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应,玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。

1.2在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地,有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。

1.3从城市建设和管理的角度看,建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从而节省城市建设与管理的投资。由于建造高层建筑可以增加人们的聚集密度,缩短相互间的距离，水平交通与竖向交通相结合，使人们在地面上的活动走向空间化，节约了时间，增加了效率。但人口的过分密集有时也会造成交通拥挤、出行困难等问题。

1.4高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成.这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。

1.5从结构受力特性来看，侧向荷载(风荷载和地震作用)在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，.特别是在超高层建筑中将起主要作用。因此高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。

综合高层建筑的上述特点，可以认为，建造高层建筑一般是利大于弊，而合理的规划和设计还可以达到美化城市环境的效果。2高层建筑中转换层的作用高层建筑中转换层有结构转换层和功能转换层两种。2.1结构转换层通常是在不同的结构方式之间进行。比如楼层底部应用框架结构,建筑物上部应用砌体结构,这种结构是我国一种特有的结构形式，这种结构形式将建筑物上部是砌体墙而在建筑物下底部是框架,这样建筑物下部就建成较大的开间,建筑物下部可以用作商业的用房,建筑物上部可以用作住宅。那么在这种结构形式下就必须把建筑物上部的砌体墙所承受的内力转至建筑物底部的框架柱上。2.2功能转换层,就是在高层的中间设置一个设备层。由于楼层比较高,用电、用水等等都是从地下室向上部楼层供应,这样便存在距离比较远、供水的未端和起始点的压差太大、主电源不能在负荷中心的范围等等问题，所以需要建筑物在中间楼层地带进行电负荷的重新分配,以及对供水系统进行的减压处理,而这些处理措施都需要占用建筑物的空间，于是有些多功能的高层建筑物就在楼层的中间地带单独拿出一个整楼层做为功能转换层，在这种转换层中通常就是设备层，因此很多设计院把该层的设计高度限定为2.2m以或以下,这样就可以减少该层在整个高层建筑中占用规划指标。3梁式转换层在高层建筑中的设计概念及构造要求3.1梁式转换层在高层建筑中的设计原则对梁式转换，转换结构构件分为框支梁和转换梁，当上部楼层被转换的竖向构件为剪力墙时，则该转换梁称为框支梁(支承框支梁的框架柱称为框支柱，框支柱的柱顶同框支梁顶，柱底在基础顶面)，而当上部楼层被转换的竖向构件为框架柱时，则该转梁称为转换梁(支承转换梁的框架柱称为转换柱，转换柱的柱顶同转换梁顶，柱底在基础顶面)。

3.1.1加强转换层下层的结构刚度在控制转换层的刚度的过程中，应适当降低建筑的整体刚度，加强梁式转换层及下部结构的刚度，要求梁式转换层上下楼层层刚度基本均匀。3.1.2重视转换层的结构位置

高层建筑中转换层的结构设计关键部位是上升的位置，要保证结构处在较低的水平，若转换层的结构比较高，会导致剪力墙的结构刚度无法满足建筑的要求，导致结构整体使用效益大幅度降低，甚至于会影响到高层建筑抗震的效果。强化和提高梁式转换层以及下部结构抗震承载能力，避免在地震作用下下部主体结构(框支柱及转换梁等)破坏。在计算转换层的工程中，需要全面分析相关数据资料，并根据建筑结构的整体状况与施工要求对各个计算细节进行明确，保证最终数据统一、全面。此外，设计人员应该根据实际受力的变形情况来建立数学的模型，同时通过计算机的信息技术来分析与处理数据。

3.1.3降低竖向构件的数量

通常情况下，竖向的构件愈多，转换层的刚度也就愈小，也就会导致高层建筑整体的抗震性降低。这就需要降低梁式转换层中竖向构件的数量，确保高层建筑的施工质量。

3.1.4对称布置的转换柱以及剪力墙

在设计竖向构件的过程中，要尽可能确保剪力墙与各个转换柱呈对称的布置，保证把梁面立柱转换成跨梁的梁体，将柱脚控制在规定的范围之内。这样不仅可以提高转角控制的效益，而且能够减小立柱超筋的现象。3.2框支梁的设计要求

当上部剪力墙满跨布置或设较小门窗洞口、规则排列日位于框支梁跨中时，框支梁与上部剪力墙共同工作条件较为有利，框支梁断面可按下列构造要求确定:

梁宽≥2倍上部框支墙厚且≥400mm

梁高=(1/8-1/10)L(L为框支梁跨度)

当上部剪力墙不满足上列条件或上部为小柱网外框筒、框架时，框支梁应按空间杆系整体结构计算分析和局部有限元分析计算确定截面配筋，适当增加构造配箍率，避免罕遇地震下转换梁剪切破坏。同时重力荷载作用下框支梁一般均处于偏心受拉状态，应按偏心受拉构件设计，按拉应力配置水平受拉腹筋。

3.3框支柱的设计要求

3.3.1地震作用下框支柱内力调整

3.3.1.1剪力调整:框支柱数目少于10根时，每根柱所受的地震作用产生的剪力不少于地震作用产生的楼层剪力的2%(框支层1-2层时)、3%(框支层3层及3层以上时)，框支柱数目多于10根时，框支柱所受的地震作用产生的剪力总和不少于地震作用产生的该楼层总剪力的20%(框支层1-2层时)、30%(框支层3层及3层以上时)，同时应满足各层框支柱剪力组合设计值，还需计入各层框支柱柱端增大弯矩调整影响以后再增大1.7(特一级)、1.4(一级)、1.2(二级)、1.1(三级)。

3.3.1.2弯矩调整:根据剪力调整相应调整各层框支柱柱端弯矩及相连框架梁剪力、弯矩(框支梁内力调整按本章第二节规定执行)，同时应满足框支柱柱顶和底层柱底组合弯矩值增大1.8(特一级)、1.5(一级)、1.25(二级)，其他各层框支柱柱端弯矩组合设计值增大1.7(特一级)、1.4(一级)、1.2(二级)、1.1(三级)。

3.3.1.3轴力调整:框支柱承受的地震作用产生的轴力应分别乘以1.8(特一级)、1.5(一级)、1.2(二级)增大系数，但计算轴压比时，该轴力可不计增大。

3.3.1.4框支角柱:弯矩、剪力设计值在相应框支柱内力调整基础上再增大1.1。

3.3.2框支柱截面限制条件

框支柱截面-般可由其轴压比计算确定，框震设计为特一级、一级、二级所对应的框支柱轴压比限值分别是0.6、0.6、0.7。当采用C60以上高强混凝土，柱剪跨比小于2、IV类场地结构基本自振周期大于场地特征周期时，轴压比限值还应适当从严降低;当采用沿柱全高加密井字复合箍、设芯柱等加强措施时，轴压比限值可适当放宽增大。

3.4框支梁的构造要求

3.4.1框支梁不宜开洞。当需开洞，洞口直径(或洞口宽度、高度二者的较大者)≤hb/4(hb为框支梁高)时，可采用洞口周边加筋、予以构造加强。当洞口直径>hb/4时，开洞位置需位于跨中ln/3区段(ln为框支梁净跨)，且洞口上下按上下弦杆加强配筋，当框支梁上作用有较大集中荷载或当洞口直径>hb/3时，需进行专门有限元分析，根据计算应力设计值进行配筋。

3.4.2框支梁混凝土强度等级不应低于C30。其上下主筋的最小配筋率:非抗震设计时为0.3%，抗震设计时特一、一、二抗震等级分别为0.6%、0.5%、0.4%。

3.4.3框支梁中主筋(纵向钢筋)不宜有接头:有接头时，应采用等强机械接头，且同截面内钢筋接头面积不应超过全部主筋截面面积的50%。

3.4.4框支梁应按偏心受拉构件设计，上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通，主筋间距不应大于200mm(抗震设计)和250mm(非抗震设计)，且应大于80mm，下部主筋应全部贯通伸人柱内按充分受拉锚固。

3.4.5框支梁腹筋应沿梁高配置，且至少≥2φ16@200，末端进人柱支座按充分受拉锚固。

3.4.6框支梁箍筋要求为:首先要满足受剪承载力要求，构造上要求为梁支座边距柱边0.2ln(In为框支梁净跨)或1.5hb(hb为框支梁高度)范围内箍筋应加密，加密区箍筋直筋不应小于φ10，间距不应大于100mm,加密区最小面积配箍率为抗震等级特一级时1.3ft/fyv,一级时1.2ft/fyv,二级时1.1ft/fyv，非抗震设计时0.9ft/fyv。式中ft为框支梁混凝土抗拉设计强度，fyv为框支梁箍筋设计强度。上部剪力墙门洞下方(洞宽+2hb)范围内框支梁箍筋也宜按上述要求加密。

3.4.7框支梁配筋构造、锚固要求见图14.5.1-1。图中:

ln--框支梁净跨

d--钢筋直径

lae--抗震设计时受拉钢筋错固长度

非抗震设计时取lae=la

la--非抗震设计时受拉钢筋锚固长度

3.4.8框支梁与框支柱截面中线宜重合;框支梁上部墙、柱宜直接落在框支梁上，尽量避免多级转换，且上部墙、柱与框支梁截面中线宜重合。

3.4.9当结构复杂，上部墙柱截面中心与框支梁截面中心不重合有偏心布置时，需设置横向梁减小框支梁扭转影响，且计算要计人此偏心影响，设计要对框支梁抗扭、相连梁板抗弯配筋予以加强。

3.4.10结构复杂上部墙柱不能直接支承于框支梁而需要多级次梁转换时，应进行空间有限元应力分析，并按应力校核配筋、加强配筋构造措施。对于承受较大集中荷载的主梁尤应注意加强其受剪承载力，适当减小其剪压比。集中荷载下吊筋构造可如下图14.5.1-2所示。3.5框支柱的构造要求3.5.1框支柱纵向钢筋最小总配筋率，抗震设计特一、一、二抗震等级时分别为1.4%、1.2%，1%，非抗震设计时0.6%。纵向钢筋间距不应大于200mm，且不应小于80mm，总配筋率不宜大于5%。

3.5.2框支柱箍筋应全高加密，箍筋直径≥φ10，间距≤100mm,体积配箍率抗震设计时不应小于1.5%(一、二级)、1.6%(特一级)，非抗震设计时不应小于1.0%，并宜采用复合螺旋箍或井字箍。

3.5.3框支柱节点区水平箍筋原则上可同柱箍筋配置，当框支梁腰筋拉通可靠锚固时，可按以下要求构造设置水平箍筋、拉筋:

抗震等级特一”级时，不宜小于φ14@100且需将每根柱纵筋钩住;

抗震等级一级时，不宜小于φ12@100且需将每根柱纵筋钩住;

抗震等级二级时，不宜小于φ10@100且需至少每隔一根将柱纵筋钩住;

非抗震设计时，不宜小于φ10@200且需至少每隔一根将柱纵筋钩住。

3.5.4框支柱纵筋在框支层内不宜设接头，若需设置，接头率应≤50%且接头位置离开节点区≥500mm,接头采用等强机械连接(A级)。

3.5.5框支柱纵筋在顶节点区锚固:进人节点区锚固长度≥lae(抗震计)、la(非抗震设计)，且至少需伸至柱项面末端加设12d(d为柱纵筋直径)水平弯钩。3.6高层建筑梁式转换层的施工特点

3.6.1梁式转换层的模板支撑的施工特点

梁式结构转换层结构的体量大、自重大,对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求,必须进行详细的计算,切不可凭经验办事。在梁式的结构转换层中,梁本身的线荷载通常在60-100kNm,加上施工荷载就更大,由于梁式结构转换层中粱侧向的高度比较大,厚度较薄,因此需验算梁模版的侧向侧向强度和侧向稳定性，以免梁模板整体跑位和胀模。

3.6.2钢筋绑扎

在梁式转换层中,钢筋的数量多,直径大。钢筋的绑扎是在梁底模板的架设完成以后进行的，验收完成钢筋的绑扎后大粱两侧模板才能安置。钢筋绑扎要注意保证钢筋的骨架侧向稳定,以免发生倾倒伤人的事故。当转换层的梁的混凝土分为两次进行浇筑时,要在施工缝上部处设置一些抗剪的钢筋，保证混凝土牢固结合。

3.6.3梁式转换层混凝土的浇筑

在梁式结构转换层一次浇筑混凝土的施工时浇筑量非常大,混凝土强度等级比较高,混凝凝土施工属于大体积混凝土施工,这样支撑模板比较困难,并且易产生混凝土温度裂缝。因此,在梁式转换层混凝土施工时混凝土要进行分层浇筑,这样可以减轻支撑模板的承受何在，因为第一次注完成部分的混凝土在龄期有一定的强度可以和模板一起承受上部后浇筑混凝土所产生的荷载和浇筑时的施工荷载，这样可节约模板的支撑费用,又可以保证混凝土的浇筑质量。因为梁式结构的转换层承受上部荷载很大,在混凝土分层浇筑的时候,要保证上下层混凝土间紧密衔接，施工中通常是采用在街接面上设置竖向的抗剪钢筋或设置一些抗前槽裹使上下层得混凝土紧密结合。4工程案例概述4.1某高层商住楼位总用地面积约为4800平方米,建筑面积约10万m。建筑物地上26-30层,地下1层。其中裙房3层为商业,主楼26层为住宅，地下室均为汽车库和设备用房。4.2.1梁式转换层结构的受力机制

梁式的转换层结构传力方式是墙一梁柱，其传力方式与途径较为简单，能够直接进行计算。通常转换层结构受力一般来源剪力墙的结构，下部支撑和转换大梁结结构构件刚度会影响到转换层结构的受力。不管梁式转换层上部墙体结构形式是哪一种，只需墙体的长度满足，高层建筑转换层的结构中大梁弯矩一般会比上部墙体的受力小，这时候转换层的大梁会出现在规定范围受拉区。

4.2.2梁式转换层的结构形式

在高层建筑的设计者，可以使用梁式转换层的结构形式比较多，按照受力特点能够分析出八种，不管是什么转换层的结构，结构基础一般是应用下部转换大梁支撑上部的结构。4.3结构选型

首先,因为此工程是一个综合性相对较高的建筑,建筑上下两个部分的功能有着十分明显的差异，所以在这一过程中纵向空间的组合形式有了非常明显的转变,三层以上的位置是住宅，因此再设计的过程中需要设置较多的空间分隔，因此应该采用剪力墙结构。而在该建筑中,3层以下的空间内部是主要是供商业使用，因此在其设计和应用的过程中应该设置更多自由度较高的空间,所以在下部应该采取的是框剪结构。

其次是在高层建筑的底部如果上部楼层的纵向构件不能直接落地的时候,我们就需要在设置转换层结构,而在其运行的过程中所采用的转换形式相对较多，我们经常采取的是箱型、后半和转梁这三种形式进行全面的比较。厚板转换在应用的过程中结构具有非常好的整体性,但是刚度自身的突变比较明显,这样也就使其抗震能力明显减弱。此外,在设计的过程中还需要使用大量的钢筋和混凝土,所以在施工中需要较高的成本投入。箱型转换在应用的过程中也能够体现出非常好的整体性，其在应用的过程中即使上部结构的复杂性非常高,还是可以保证传力的效果,但是如果从结构设计自身的角度去思考,其内部受力情况相对较为复杂，在设计的过程中所面对的阻碍相对较大,在设计和应用的过程中,其钢筋和混凝土的使用量也比较多,所以也影响到了工程所产生的经济效益。

梁式转换层在应用的过程中，转换结构中所有构件的受力分布都时非常明确的，同时在设计和施工的过程中并不是非常的繁琐,此外,和前两种转换层形式进行比较,其经济性更强,在内部空间方面也更加的灵活，在施工的时候能够充分的满足各种布线的要求，所以梁式转换结构自身的优势更加的眼显。最后是梁式转换层的设计。首先,转换梁、梁