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摘要：随经济发展，我国建筑设计的风格、形式与传统建筑相比有这较大的差异，各种建筑结构设计形式，随着社会的建筑需求逐渐诞生，如比较典型的梁式转换层设计。本文围绕梁式转换层结构设计开展研究，在阐述梁式转换层结构设计原则同时，通过工程实例进行结构选型、结构计算的研究，以供建筑行业相关企业参考。
关键词：建筑结构设计；梁式转换层设计；高层建筑
当高层上方楼层的剪力墙、框架柱等竖向构件无法连续贯通落地的情况下，就需设置转换层与高层建筑结构底部。梁式转换层结构设计，凭借构造简单、施工方便、传力路径清晰快捷等优点，目前已经广泛应用于我国高层建筑建设中。根有关部门统计，我国平均每100栋高层建筑，就大约有70栋采用梁式转换层，占高层建筑总是70%左右。
1、设计原则及设计概念
1.1设计原则
将梁式转换层应用于高层建筑物是，会造建筑竖向刚度突变，当发生地震灾害期间，转换层上下易形成薄弱缓解，因此在进行转换层设计期间，需要遵循下列原则：
1.1.1确保刚度比接近于1
考虑刚度变化悬殊现象，故在设计中需要转换层上、下层刚度比接近与1，确保刚度变化范围合理，进而令上柱保证一定的抗侧力功能，上、下层刚度比计算公式如1：
（1）
在式1中，代表第i层、i+1层混凝土的剪变模量；代表i层、i+1层抗剪截面的面积，即A-Aw+0.12Ac，其中Aw代表计算方向上剪力墙有效截面的面积，Ac标识所有柱截面的面积；表示层高
1.1.2.最大化减少结构转换中竖向构建的使用率，可直接落地的竖向构件越多，则代表着转换结构的减少，其刚度突变越小，有利于结构的抗震性能。
1.1.3在进行转换层结构设计期间，通常应使梁高大于跨度1/6。以确保转换层以及其不见中的内力合理配，保证剪力墙柱与转换梁有较好的受力性能。
1.1.4在设计阶段，须确保横向落地剪力墙与横向墙总数之比大于50%。
1.1.5最大化强化转换层下部的主体结构刚度，弱化上部刚度，使转换层上、下部分变形特征、主体结构刚度接近，从有效确保下部大空间整体结构的抗震能力、强度、刚度。
1.2设计概念
1.2.1对梁式转换层以及转换层下部刚度进行加强，确保转换层上、下层的刚度均匀。
1.2.2对梁式转换层以及转换层下部结构抗震能力进行加强，避免地震作用导致下部主体结构遭到破坏[1]。
2、中梁式转换层结构设计应用
2.1工程实例
河南某高层商住楼，商丘市市中心以北3公里处，建筑面积10万㎡，总用地面积4760㎡。该高层建筑地下1层，地上28～30层。裙房5层以商业为主，主楼28层为居民住宅，地下室为设备用房、地下车库。
2.2结构选型
2.2.1该工程具备较高综合性，上下建筑功能各异，竖向空间需要不同的组合形式。5层以上为居民住宅，需要将空间大量分隔，因此采取剪力墙结构。
2.2.2.1～5层应用与商业，需要大量自由空间，因此采用框架剪力墙结构。
2.2.3依据设计原则，当上层竖向构建无法贯通落地，设置转换层，因此该工程结构采用带梁式转换层部分框支剪力墙结构。
2.3梁式转换层设计
2.3.1梁、柱、墙截面规定：
转换梁：转换梁截面高度高于计算跨1/8，托柱转换梁须大于梁宽方向的截面宽度。框支梁截面宽度须大于墙体截面厚度2倍，小雨框支柱相应方向截面的宽度。
框支柱：以轴压比决定框支柱截面，其截面宽度须大于450mm，高度须高于转换梁1/12跨度。
墙：转换层 底部墙厚经过加强的位置，须大于200，通体底部墙体以及落地强都需要进行加厚。
2.3.2因转换层结构的竖向抗侧立中断，会导致转换层下部楼层屈服度、刚度减小，因此决定将对下部刚度进行加强，通过设置剪力墙是刚度上下均匀。
2.4调整转换层刚度设计措施
（1）加厚转换层下的剪力墙，封闭部分洞口，外围、中桶加厚到400。
（2）适当加大转换梁截面
（3）将转换层上部混凝土强度等级降低
（4）底部剪力墙不开洞，避免过大削减刚度[2]。
2.5转换结构布置
因工程案例建筑5层以上需要较多空间分隔，因此设置主转换梁与次梁，即二次转换，转换层次结构布置如图1：
3、结构计算方式与结果分析
3.1规范规定
振型数须大于15、框支框架所成单的地震倾覆力矩须大于总力矩1/2、侧向刚度比不得小于0.6、转换层位于5层及以上，框支柱、剪力墙加强部位须提高1级抗震等级。
3.2加强转换层计算方法
①对转换层设计，须秉持“墙柱弱梁、强剪弱弯、强底层墙底、柱底”原则；②抗震计算中包含24个振型；③对抗震等级进行确定，该工程6度设防，框支框架2级抗震，剪力墙加强部位2级抗震，转换层位于5层及以上，故提高1级，因此剪力墙底部加强部位为1级抗震。④参数：抗震设防6度烈度，基本地震加速度0.005g，地震分组为第2组，特征周期0.4S，多遇地震期间，水平影响系数最大值=0.058，阻尼比0.05.
3.3计算结果分析
分析方法采用SATWE，经整体分析后得出结论：
（1）框支梁抗剪度满足规范要求；
（2）转换层上、下结构刚度比效果理想，其侧向刚对比为：X=1.06，Y=1.03，大u规范规定数值0.8；转换层与上一次那个侧向刚度比为：X=0.84，Y=0.68，大鱼规范规定樹枝0.6，本工程总计算结果满足规范要求[3]。
结语：因转换层设计具有上下刚度不均匀特点，会造成刚度突变现象，本文针对该问题，以设计原则为依据，从转换层结构设计方法，转换梁尺寸的选择，转换梁、框支柱设计和构造要求对转换层结构设计展开研究，通过工程实例提供了可行经验，具有较高的参考价值。
参考文献：
[1]彭肇才， 何俊， 李雄，等. 龙光深圳红山项目转换层结构设计研究[J]. 建筑结构， 2017（s2）：54-60.
[2]张国印， 来武清， 宋祥林，等. 某高层建筑转换层结构设计分析[J]. 建筑科学， 2016， 32（3）：116-120.
[3]施澄宇， 冯佳贤. 带有叠层转换桁架的高层建筑结构设计[J]. 建筑结构， 2017（20）：35-43.
关键词：建筑结构设计；梁式转换层设计；高层建筑
当高层上方楼层的剪力墙、框架柱等竖向构件无法连续贯通落地的情况下，就需设置转换层与高层建筑结构底部。梁式转换层结构设计，凭借构造简单、施工方便、传力路径清晰快捷等优点，目前已经广泛应用于我国高层建筑建设中。根有关部门统计，我国平均每100栋高层建筑，就大约有70栋采用梁式转换层，占高层建筑总是70%左右。
1、设计原则及设计概念
1.1设计原则
将梁式转换层应用于高层建筑物是，会造建筑竖向刚度突变，当发生地震灾害期间，转换层上下易形成薄弱缓解，因此在进行转换层设计期间，需要遵循下列原则：
1.1.1确保刚度比接近于1
考虑刚度变化悬殊现象，故在设计中需要转换层上、下层刚度比接近与1，确保刚度变化范围合理，进而令上柱保证一定的抗侧力功能，上、下层刚度比计算公式如1：
（1）
在式1中，代表第i层、i+1层混凝土的剪变模量；代表i层、i+1层抗剪截面的面积，即A-Aw+0.12Ac，其中Aw代表计算方向上剪力墙有效截面的面积，Ac标识所有柱截面的面积；表示层高
1.1.2.最大化减少结构转换中竖向构建的使用率，可直接落地的竖向构件越多，则代表着转换结构的减少，其刚度突变越小，有利于结构的抗震性能。
1.1.3在进行转换层结构设计期间，通常应使梁高大于跨度1/6。以确保转换层以及其不见中的内力合理配，保证剪力墙柱与转换梁有较好的受力性能。
1.1.4在设计阶段，须确保横向落地剪力墙与横向墙总数之比大于50%。
1.1.5最大化强化转换层下部的主体结构刚度，弱化上部刚度，使转换层上、下部分变形特征、主体结构刚度接近，从有效确保下部大空间整体结构的抗震能力、强度、刚度。
1.2设计概念
1.2.1对梁式转换层以及转换层下部刚度进行加强，确保转换层上、下层的刚度均匀。
1.2.2对梁式转换层以及转换层下部结构抗震能力进行加强，避免地震作用导致下部主体结构遭到破坏[1]。
2、中梁式转换层结构设计应用
2.1工程实例
河南某高层商住楼，商丘市市中心以北3公里处，建筑面积10万㎡，总用地面积4760㎡。该高层建筑地下1层，地上28～30层。裙房5层以商业为主，主楼28层为居民住宅，地下室为设备用房、地下车库。
2.2结构选型
2.2.1该工程具备较高综合性，上下建筑功能各异，竖向空间需要不同的组合形式。5层以上为居民住宅，需要将空间大量分隔，因此采取剪力墙结构。
2.2.2.1～5层应用与商业，需要大量自由空间，因此采用框架剪力墙结构。
2.2.3依据设计原则，当上层竖向构建无法贯通落地，设置转换层，因此该工程结构采用带梁式转换层部分框支剪力墙结构。
2.3梁式转换层设计
2.3.1梁、柱、墙截面规定：
转换梁：转换梁截面高度高于计算跨1/8，托柱转换梁须大于梁宽方向的截面宽度。框支梁截面宽度须大于墙体截面厚度2倍，小雨框支柱相应方向截面的宽度。
框支柱：以轴压比决定框支柱截面，其截面宽度须大于450mm，高度须高于转换梁1/12跨度。
墙：转换层 底部墙厚经过加强的位置，须大于200，通体底部墙体以及落地强都需要进行加厚。
2.3.2因转换层结构的竖向抗侧立中断，会导致转换层下部楼层屈服度、刚度减小，因此决定将对下部刚度进行加强，通过设置剪力墙是刚度上下均匀。
2.4调整转换层刚度设计措施
（1）加厚转换层下的剪力墙，封闭部分洞口，外围、中桶加厚到400。
（2）适当加大转换梁截面
（3）将转换层上部混凝土强度等级降低
（4）底部剪力墙不开洞，避免过大削减刚度[2]。
2.5转换结构布置
因工程案例建筑5层以上需要较多空间分隔，因此设置主转换梁与次梁，即二次转换，转换层次结构布置如图1：
3、结构计算方式与结果分析
3.1规范规定
振型数须大于15、框支框架所成单的地震倾覆力矩须大于总力矩1/2、侧向刚度比不得小于0.6、转换层位于5层及以上，框支柱、剪力墙加强部位须提高1级抗震等级。
3.2加强转换层计算方法
①对转换层设计，须秉持“墙柱弱梁、强剪弱弯、强底层墙底、柱底”原则；②抗震计算中包含24个振型；③对抗震等级进行确定，该工程6度设防，框支框架2级抗震，剪力墙加强部位2级抗震，转换层位于5层及以上，故提高1级，因此剪力墙底部加强部位为1级抗震。④参数：抗震设防6度烈度，基本地震加速度0.005g，地震分组为第2组，特征周期0.4S，多遇地震期间，水平影响系数最大值=0.058，阻尼比0.05.
3.3计算结果分析
分析方法采用SATWE，经整体分析后得出结论：
（1）框支梁抗剪度满足规范要求；
（2）转换层上、下结构刚度比效果理想，其侧向刚对比为：X=1.06，Y=1.03，大u规范规定数值0.8；转换层与上一次那个侧向刚度比为：X=0.84，Y=0.68，大鱼规范规定樹枝0.6，本工程总计算结果满足规范要求[3]。
结语：因转换层设计具有上下刚度不均匀特点，会造成刚度突变现象，本文针对该问题，以设计原则为依据，从转换层结构设计方法，转换梁尺寸的选择，转换梁、框支柱设计和构造要求对转换层结构设计展开研究，通过工程实例提供了可行经验，具有较高的参考价值。
参考文献：
[1]彭肇才， 何俊， 李雄，等. 龙光深圳红山项目转换层结构设计研究[J]. 建筑结构， 2017（s2）：54-60.
[2]张国印， 来武清， 宋祥林，等. 某高层建筑转换层结构设计分析[J]. 建筑科学， 2016， 32（3）：116-120.
[3]施澄宇， 冯佳贤. 带有叠层转换桁架的高层建筑结构设计[J]. 建筑结构， 2017（20）：35-43.