浅析建筑转换梁结构设计方案的选择

结合泉州几栋工程算例。并根据笔者的设计体会着重讨论了转换梁上部墙体的形式、墙体与梁的相对刚度以及支承结构和粱的相对刚度等因素对转换梁受力的影响.认为转换梁的结构设计和方案选择一定要考虑上述因素。

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浅析建筑转换梁结构设计方案的选择 吕大勇

泉州市住宅建筑设计院 摘要：结合泉州几栋工程算例。根据笔者的设计体会着重讨论了转换梁上部墙体的形式、体与梁的相对刚度以及支承结并墙 构和粱的相对刚度等因素对转换梁受力的影响 .为转换梁的结构设计和方案选择一定要考虑上述因素。认 关键词转换大梁墙体支承翼缘相对刚度

1前言 近年来，州地区已有多栋高层建筑采用梁式转换层结构 .代高泉现层建筑由于使用功能上对大空间的要求，往需要采用转换层结构。目往

的方案确定和承载设计必须和上部墙体的设计联系起来加以考虑。类似 的结论不仅仅存在于上部托墙形式的梁式转换层，于托柱形式的梁式对转换层也可以通过加大上部几层框架梁的刚度来降低转换梁所承受的

前 .梁式转换层结构是高层建筑中实现垂直转换的最常用的结构形式。 由于其传力途径是采用墙一梁一柱(的形式，有传力直接、确和清墙)具明楚的优点，便于工程计算、分析和设计；而且造价也较节省 .在工程中广为应用。

荷载，者降低转换梁本身的刚度来卸去部分荷载。下面结合一算例来或 阐明此观点。

算铡 3见图 3。上部结构的层 高为 3 m。构件尺寸：转换梁下部柱 . O 1mx6 . Lm.上部柱 1mx2转换梁 6 2 lm 0 I 6上部框架粱 03 x . 6哟 .T m. . 08 e r m。材料取砼 C 0 6。转换层梁跨 L 16 :I.m。

2转换大梁与上部墙体相对刚度的影响 转换粱的最小高度和宽度，规中作了规定 .抗震设计时 .高高即梁不应小于计算跨度的 16;抗震设计时，高不应小于计算跨度的 1 8/非梁/; 梁宽要求不宜小于上部墙体的 2倍。些要求和限制对保证转换梁和整这 体结构的刚度起着重要作用。但是在具体设计时，转换梁的高度是否取

荷载：中荷载 P I5 1 N.个搂集= .x0k每 层作用的均布荷载 q l l 3N m.= x 0k/试

得越高越好 .上部剪力墙墙体厚度与转换梁宽度的关系具体如何处理 等

,些问题还需要进一步研究。这

计算转换梁的内力并与方案 l2即、(算例 12的计算结果进行对比。计 )算结果列示在表 2中。 囊 鼻一 3 靠囊 l

算例 1图 1构件尺寸： 1 mx .转换梁宽 08上部墙体厚 ( )柱 . 1 m, 2 2 .m. b= . l构件砼取 C 0,换层梁跨度 L 1.m,部均布线载 q 3 w O3。各 n 3转= 00上：×】3N m,用有限元法考虑上部结构和转换大粱共同工作，别计算转 0k/现分 换梁高为 h I m、.m、. 25和 30时的内力。=. 1 2 6 20 m、.m .m .

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由表 2结果可见，同算例 3相比，案 l2都使转换梁的设计控制内力大方、大降低 (案 l中柱下位置的轴力略有增大)其中方案 l算出的设计方跨，计控制内力最大降低了 4左右：案 2算出的设计控制内力普遍降低了 2%∞方计 0以上。这说明，通过上述两种方案降低转换梁承受的荷载是非常有效的同时也可 图 2转换梁高跨比与最大内力关系图 图1

以作为转换梁设计中的一种设计思想来加以考虑。但是，为方案 l过降低转作通换梁本身截面尺寸来卸去部分荷载，可能会降低构件的安全度。本算有例方案 l算出的支座处r。 - 2

-5算例 3结果)因此，低转计肛 _ e 2( )o,降换梁截面尺寸应和增大上部框架梁截面尺寸结合起来效果最佳。

计算出的转换梁梁高变化与内力的关系曲线见图 2。其中 M为转换梁跨中区最大弯矩，为支座区最大剪力。由图 2计算结果可见 .荷 V在载和其它参数不变的情况下，换梁的弯矩和剪力都随梁高的增加而增转大。在梁高由 1 m增至 30时，中区最大弯矩增大了 7倍多 .座区 . 2 .m跨支 最大剪力增大了 1 .多。算例 2参见图 1 8倍。转换梁尺寸取 b h 08 x= . mx寰 1 16 .m.上部墙体厚改 粟膏 I、 i艮曩 . l t m鬻膏 11 摹 0 l 为 b= . .r i a。_ w O4 m.其余同 ●

3上部墙体侧向翼缘的作用 . 上部墙体为满跨形式的梁式转换层 .纵向当

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同时布置剪力墙时 .形就 成了该转换梁上部墙体

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算例 1。计算结果见表 1的计算结果 (中 N负号为表~压力 .正号为拉力 1表明：上部墙体厚度的增 加也可使转换梁的受

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的侧向翼缘 .翼缘对转此换梁受力有何影响 .此在作一分析。 算例 4参见图 l转 换梁尺寸 6 06 1 m. x. mx . 6

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侧翼尺寸见图 4其余同算例 1现分别，。按考虑和不考虑侧向翼缘作用进行计算由表 3计算结果可见 .考虑和不考虑侧

力大大降低。本算例

转换梁的设计控制内力(支座和跨中区段最大内力最多降低 2%以上。指 0 由以上两个算例的结果可得到这样的结论：转换梁的受力大小和上部剪力墙的厚度以及转换梁本身的截面尺寸密切相关 f与转换梁、即

向翼缘作用，其计算出的设计控制内力 差值最大达 4%。这说明侧向翼缘的卸 0载影响是非常大的，对转换梁的承载有 盈 4

墙体之间的相对刚度相关)。因为计算考虑梁与上部墙体共同工作 .当墙 体相对刚度增大时，墙体承受的荷载就增多些，换梁承受荷载就减少转些；转换梁相对刚度增大时，换梁承受的荷载就增多些所以转换梁当转 .

较大帮助作用。故工程设计中应考虑墙体两侧翼墙的作用。

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