高层建筑的结构设计篇(1)

关键词：高层建筑 结构转换层结构设计

中图分类号：TU318文献标识码： A

一、高层建筑转换层的结构形式

按照结构形式来分类高层建筑转换层可以分为桁架体系、粱--柱体系、厚板转换体系和墙梁体系等，梁--柱体系是最为常见的。如果内部需要形成较大的空间，包括轴线转变和结构类型转变时，可以采用桁架式、梁式和板式的转换层;如果框筒结构需要在底层形成较大的入口，这是可以使用多种转换形式，梁式、墙式、拱式和合柱式。目前我国普遍使用梁式转换层，由于设计和施工比较简单、受力比较明确，底部大空间的剪力墙结构会经常采用。

二、高层建筑转换层的设计原则

在确定好结构形式后，设计过程中还要遵循以下几个原则:

1.要尽量减少转换次数，布置主体的竖向构件时，要上下连续贯通尽可能多的剪力墙和柱，转换构件少，转换层引起的刚度突变就会小，就会越有利于结构的抗震。

2.做到传力直接，在设计时要避免多级转换，使水平转换结构能够传力直接，要避免使用次框、支柱梁的结构方案。

3.要优化转换层上下结构的侧向刚度比值。按照相关的规范要求，在设计过程可以采取加大框支柱断面、加厚剪力墙厚度、提高混凝土强度等级来强化转换层下部结构的刚度，还可以弱化上部结构的刚度。这些措施可以减少优化转换层上下结构承载力和侧向刚度的变化，满足抗震的要求。

4.要保证计算的准确性，可以采用两种力学模型不同的三维空间分析软件来计算整体的内力，两种软件计算完成后还要进行结果的对比分析。

三、高层建筑转换层的结构设计

1 .高层建筑转换层中有关抗震的设计

高层建筑转换层会引起建筑物竖向刚度发生突变，遭遇地震作用时形成薄弱环节，就会影响结构的抗震功能。所以在设计转换层结构时要做到以下几点:

1) 尽量减少需要转换的竖向构件，竖向构件直接落地的数量越多，转换结构就会越少，刚度突变也就越小，有利于结构的抗震。

2) 在高层建筑的竖向位置，转换层结构宜低不宜高。

3) 要优化转换层的结构，选择具有明确传力路径的型式，以利于结构的分析设计和确保施工的质量。转换层的刚度在满足建筑物经济和安全要求下，宜小不宜大。

2. 高层建筑转换层总体结构设计

1) 下部主体结构刚度的分布。竖向刚度的突变在转换层结构中是个非常复杂的问题，进行抗震设计时，转换层结构中上下层主体结构总剪切度要满足一定的要求，这时就可以采用增设剪力墙、提高混凝土强度等级、加大下部主体竖向构件的截面尺寸等方法。

2) 合理布置剪力墙。要注意到剪力墙对上下刚度传递时造成的影响，要想避免上下结构刚度的突变，可以通过以下方法来解决: 首先，减少上部的刚度，尽量不在上部设置剪力墙; 其次，要加大下部的刚度，在条件允许的情况下，可以在适当的部位设置一些落地剪力墙，还要保证落地剪力墙的均匀对称分布，不要出现过于集中的现象。

3) 合理选择转换层的结构刚度。设计转换层结构时，要合理的选择转换层结构的刚度。如果刚度过大，会引起竖向结构的突然变大和地震反应，使转换层受力状态很不好，同时还会导致材料的用量增加，造成成本增加，不具有经济合理性。如果刚度过小，上部的竖向构件跟其它竖向构件会出现很大的沉降差，导致水平构件中产生次应力，配筋也会增加。

3.高层建筑转换层结构的构件设计

1) 框支柱的设计。在转换层结构中，框支柱是重要的构件，对整个结构的安全性有着很大的影响。由于各种原因的存在，在实际施工中，楼板会出现变形的问题，剪力墙也会导致裂缝的产生。而且变形和裂缝都会降低刚度，使框支柱的剪力也增加很多。因此在实际结构设计中，要根据相关的标准规范单独的设计能够提高框支柱剪力的单元。还要把框支柱上部墙体的纵筋延伸至墙体的内层，从而可以强化转换层的上下连接关系。

2) 转换层楼板的设计。框支剪力墙通过转换层可以分为上下两部分，上下两部分的受力情况是不同的。在上部的楼层中，外荷载引起的水平力是根据剪力墙的不同刚度比例进行分配的; 在下部的楼层中，落地剪力墙刚度由于跟框支柱的刚度有很大差别，它承担了大部分的水平剪力，转换层部分的荷载分配不均匀。转换层楼板主要负责承担上下部分剪力的分配，由于转换层楼板受力强、变形幅度大，因此为了完成转换任务必须要具备足够的刚度。

3）高层建筑结构转换层框支架设计

高层建筑结构转换层框支梁的作用是将剪力墙上面部位传递的竖向荷载承托住，以确保框支剪力墙具备足够的抗震能力。通过实验证明，梁端和柱头在竖向荷载的作用下，最容易被破坏，因此其结构设计必须注意：框支架的宽度大小要大于上部墙体2倍以上的厚度，约为400mm左右。如果梁高不足，则可以再上端部位加设腋梁。其中梁的抗剪承载力决定了上梁的截面尺寸，如果框支梁没有设置弯起钢筋，则箍筋和混凝土需要一起承受所有的剪力。关于梁截面尺寸，可按照有关公式确定。

四、高层建筑中转换层结构优化设计策略

1.设计人员在对转换层进行设计时，必须结合该建筑的具体设计方案，来选择适当的梁式、箱式或桁架、框架式的结构，以保证其转换层结构和建筑整体结构之间在设计方面的协调性，尽可能使质量中心贴近于刚度中心。比如，建筑的上层结构与下层结构在柱网错开幅度过大或全部错开时，应当选择梁式的转换层结构，以使上部轴网和下部轴网之间尽可能多的对齐。

2.设计人员还要认真地做好对于落地构件的对称、均匀设计，并适当提高其强度等级与截面尺寸，以钢筋、混凝土材质为材料，保证转换层以下的抗侧力构件对于抗剪以及抗弯刚度需求的满足。同时，设计人员还要避免建筑竖向结构刚度的过大差异，保证上层与下层二者的转换层结构差值处于1 左右，并适当地将落地墙的厚度增加，并缩小洞口的尺寸，或将补偿剪力墙设置在结构中，以使建筑具有适当的空间刚度。

3.设计人员应当通过根据梁跨中部位支座的正弯矩与负弯矩二者减弱的速度规律（前者快后者慢），将下部的钢筋设计为全部深进锚固结构的形式，可以取消弯筋设置，腰筋的直径要保持在 16 以上，配置间距控制于 200mm 以内。且，高层建筑的结构转换层不同于其它普通的薄壁杆件，它具有复杂的形状及受力状况，且需要承担相对集中的应力，因此，设计人员必须以整体计算作为基础，认真做好对于各部位构件的局部应力计算，并按照实际的应力分布状况，为转换层结构适当的配筋。

4.设计人员还要尽量做好对于建筑的空间布设，高层建筑中的结构与设备的转换层一般位于同一楼层，若楼层高度为 2.9m，势必会造成楼层空间的浪费，若楼层高度小于 2.2m，又会造成建筑扭转刚度与侧移刚度二者的增加，所以，为了应对建筑竖向刚度的突变，设计者还要尽可能地避免其转换层的过高设置（一般位于 6 层以下），并且可以适当地将结构与设备的转换层分开设置，前者设置于2～3 层，而后者设置于 4～5 层。

五、结语

综上所述，在实际设计过程中，要根据高层建筑自身的特点和计算得到的建筑构件受力情况，来选择最科学合理的结构转换层设计方案，从而保证高层建筑的结构稳定性和安全性，满足人们的不同使用要求。

参考文献

[l]疏桐 高层建筑转换层结构设计探析CT〕建筑知识:学术刊，2012 (08)

高层建筑的结构设计篇(2)

关键词：高层建筑；结构设计；框架结构

0.前言

随着我国国民经济的飞速发展，各行各业不断改革，作为社会构成主元素之一的建筑业也面临新的挑战。建筑设计作为建筑行业的主导，策划、设计贯穿每个建筑体的形成。而结构设计又是当中重点，因此，对高层建筑结构设计研究是很有必要的。

世界各国对高层建筑的高度和层数界限的规定并不一致。《高层建筑防火设计规范》中规定，超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。美国的高层建筑是指3O～40层以及更高的建筑。日本规定住宅超过2O层。旅馆、办公楼超过30层者为超高层建筑。国际高层建筑会议将高层建筑分为4类：第l类为9～16层（最高5O米），第2类为l7―25层（最高75米），第3类为26―40层（最高100米），第4类为4O层以上（高于100米）。现代高层建筑是随着城市的发展和科学技术的进步而发展起来的，在土地资源日益紧张的今天，高层建筑有利于节约用地、解决住房紧张、减少市政基础设施和美化城市空间环境。可以说，现代高层建筑的发展，开创了整个建筑时代的新纪元。

1.设计要点

当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比，高层建筑的受力特点一是要考虑柱（墙）轴向变形及截面剪切变形对结构内力和变形的影响，二是水平力（风及地震作用）所产生的结构内力和位移常为结构设计的控制因素。现就结构方面的要求做探讨：

（1）考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力；

（2）严格控制高层建筑体型的高宽比例，以保证其稳定性；

（3）使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节；

（4）妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造；

（5）考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。高层建筑结构的基本单元有框架、剪力墙、核心筒和框简，可以组成许多结构承重体系，常用的有框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构、简体结构，以及用于超高层的其他结构体系形式。为了使结构物在水平力作用下具有足够的承载能力、刚度和延性，高层建筑的体型应是简单规则的，结构布置也应力求较规则，建筑物的高宽比和基础埋深应满足一定的要求，楼、屋盖在水平面内的刚度也应予保证。现以框架结构设计进行分析。

2、框架结构设计分析

2.1 框架结构构造要求

①沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋，直径不应小于12ram。纵向受拉钢筋的最小配筋百分率P （%）不应小于0.2和45帆中的较大值。框架梁箍筋配筋构造应符合下列规定：应沿梁全长设置箍筋；纵向受拉钢；截面高度大于800mm的梁，其箍筋直径不宜小于8mm；其余截面高度的梁不应小于6mm。在受力钢筋搭接长度范围内，箍筋直径不应小于搭接钢筋最大直径的0.25倍。

②框架柱中全部纵向钢筋最小配筋百分率不应小于0.6% 。且柱截面每一侧纵向钢筋的配筋百分率不应小于0.2%。当混凝土的强度等级大于C60时，全部纵向钢筋的最小配筋百分率应增加O.1%。当采用HRB400，RRB400级钢筋时，全部纵向钢筋的最小百分率可减tbO.1% 。纵向钢筋的净距不应小于50ram，间距不应大于350mm，全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%。

③节点内箍筋配置应符合柱中箍筋的有关规定，但箍筋间距不宜大于250mm。对四边有梁与之相连的节点。可仅沿节点周边设置矩形箍筋。

④受力钢筋的连接接头宜设置在构件受力较小部位；抗震设计时，宜避开梁端和柱端箍筋加密区范围。钢筋连接可采用机械连接、绑扎搭接或焊接。非抗震设计时，受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度，应根据位于同一连接区段内搭接钢筋截面面积的百分率按下式计算，且不应小于300ram。

2.2设计步骤

①根据建筑设计进行结构布置。

②选取恰当的平面框架作为计算单元，并由此得到计算简图，注意计算简图为平面刚架。

③计算该刚架上所作用的恒载、活载、风荷载和地震作用。

④用分层法或弯矩分配法对框架在竖向荷载作用下的内力进行计算；框架结构的内力组合以及框架梁、柱和框架节点的设计。

⑤用反弯点法或D值法对框架在水平荷载作用下的内力进行计算，并进行变形验算。

⑥对控制截面的内力值按荷载效应组合方式进行组合。

⑦用在混凝土结构基本理论中所学的知识，并结合框架梁柱节点的构造要求对各构件进行截面配筋设计。

2.3 内力计算

1.分层法

分层法计算原则是“分层――计算――整和（up叠加）”，主要技术步骤：

（1）计算梁柱的线刚度及相对线刚度；

（2）将框架计算简图分层（分层后的各柱远端为固定支座），

并对除底层柱外的其他各层柱的线刚度乘0.9折减系数；

（3）用弯矩分配法计算各层单元的杆端弯矩；

（4）叠加各层的杆端弯矩，注意梁的弯矩值保持不变，柱的弯

矩值为各层单元的柱端弯矩的代数和，叠加后若结点弯矩不平衡，

可再进行一次弯矩分配；

（5）按静力平衡条件计算出框架的剪力和轴力，并绘出内力图。

2.反弯点法和D值法

外，可由柱的剪力和弯矩来计算梁的弯矩、剪力轴力以及柱的轴力。这部分应用的是结构力学中的截面法，即计算那部分的内力，将该部分隔离出来单独分析，分别考虑该部分中水平向和竖向力的平衡及力矩平衡。

（1）梁端弯矩的计算：

（2）梁端剪力的计算：

（3）柱的轴力计算由节点左右梁端剪力之和得到

3.框架截面设计

剪力墙结构通常分为纵、横两个方向，按平面结构计算，因此必须事先确定各片剪力墙的有效翼缘宽度，然后还应确定水平力在各片剪力墙间的分配，为此必须要确定抗侧刚度中心的位置。抗侧刚度中心就是把各片剪力墙的抗侧刚度看作为“假想面积” 的“假想形心”，水平力合力点通过该中心，楼盖只产生平移而无转动，不通过时将产生扭转。当楼层产生扭转时，各片剪力墙上水平力的分配要适当调整。主要考虑设计框架柱与基本构件中偏心或轴力受力柱的不同之处，框架梁与基本构件中梁的不同之处，以及梁柱刚接部位的特殊要求，比如，配筋计算时内力的调整，配筋量的限制及其他的一些构造要求等。

高层建筑的结构设计篇(3)

关键词：高层建筑 转换结构 抗震 设计

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

一、问题的提出

随着经济的发展，对房屋建筑使用功能的要求越来越高，立面体型变化多样化，竖向构件上部与下部不能贯通，例如酒店、公寓、高层住宅底部设有局部大空间门厅，甚至底部几层作为商业用途而全部采用较大柱网的大空间。上述要求与结构的合理、自然布置趋势正好相反，由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常布置时下部刚度大、墙多、柱网密，到上部墙少、柱网稀疏，结构的正常布置与建筑功能之间就产生了矛盾。为了解决这种矛盾，就必须在结构转换的楼层设置转换层。

二、高层建筑转换结构的形式

带转换层高层建筑结构主要归纳为两大类，一类是其主体结构由上部剪力墙结构与下部筒体框架结构或框架剪力墙结构通过转换层组成；另一类是其主体结构由上部小柱网框架、筒体、剪力墙结构与下部大柱网框架、筒体、剪力墙结构通过结构转换层组成。而结构转换层的类型又可分为两类：一类是梁式转换，包括梁、桁架、空腹桁架、箱型结构、斜撑等，另一类是板式转换，一般是由一块整体浇注的厚平板组成。除此之外，近年又出现许多新的转换结构形式，如搭接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构。

梁式转换层结构，由于其受力、传力比较直接，且还可提供一定的建筑设备利用的空间，因而是目前得到最广泛应用的转换结构形式；板式转换结构，受力、传力比较复杂、不够明确，板内应力分布复杂，而且经济性较差，所以此结构形式较少被采用。

三、震害实例[1]

A．美国橄榄景医院主楼（1971年2月9日美国加利福尼亚州圣费南多发生里氏6.4级地震），震害如下：

震害分析：1~2层为框架，2层有较多的砖填充墙，3层 以上为框架—抗震墙，上刚下柔，上下部的刚度相差悬殊，建筑上部3~6层的刚度比下部1~2层的大10倍以上，底部两层在地震后破坏严重，平均残余侧移达380mm，最大为710mm。

B．帝国县行政办公大楼（ICSB大楼）（1979年10月15日美国加利福利亚El Centro发生里氏6.4级地震），该建筑平面布置如下

ICSB大楼平面

（a）首层平面（b）2~5层平面

震害如下：一层G轴4根柱严重破坏，柱下端混凝土压碎，主筋呈灯笼状外鼓，外端两根柱的破坏比中间两根柱严重，剪力墙和楼板没有明显的剪切破坏。

震害分析：该建筑表面看似简单、规则，但第一层剪力墙的布置是不对称的，且2~6层东西两侧的剪力墙在第一层中断，设计者为了改善首层的刚度和承载能力，在第一层增设了4片剪力墙，通过这样，2~6层的绝大部分剪力和倾覆力矩由东、西两侧剪力墙承担，到了第一层需通过第二层楼板将剪力墙的剪力传递到中间4片短剪力墙；由于这4片剪力墙的布置不对称，东侧第一层的4根柱由于到刚度中心的距离最远，必将承受一定的剪力，所以东侧框支柱在地震中破坏严重，而西侧框支柱由于离刚度中心较近，承受的地震剪力较小而无明显破坏。

C．日本神户A公寓（1995年日本阪神大地震），震害如下：

震害分析：该建筑西楼框支层（1~3层）的层刚度与上部楼层（4~10层）相比，不但没有减弱，还大于上部楼层刚度，但框支层剪力墙布置严重偏心，西楼西部有相当多的落地剪力墙，但1~3层的东侧布置了5片框支墙，使框支层（1~3层）与上部刚度偏心率很大，地震中扭转效应大，加剧了原本薄弱的框支柱的破坏，框支柱的破坏严重，出现东侧第3层倒塌破坏的结果。

D.日本FY大楼（1995年日本阪神大地震），震害如下：

FY大楼A轴1层南侧边柱上端破坏FY大楼A轴1层北侧边柱脚破坏

震害分析：1）、该建筑沿东西向层数不同，东侧仅3层，西侧7层，地震作用下，使得西侧的扭转影响较大，加剧了西侧框支柱的漂亮；2）、地震作用下，上部剪力墙的倾覆力矩使1、2层的框支柱产生较大的轴向拉、压力，上部剪力墙的剪力不能全部传递到落地剪力墙上，使框支柱承受一部分剪力，7层部分的西侧框支柱轴力最大，破坏也最严重。

转换结构地震破坏的例子很多，这里只对以上几种典型的情况做了简要介绍，目的是为了使结构设计师加深对转换结构，尤其是高层转换结构设计的认识和理解，并在设计中引起足够的重视。

四、高层结构抗震概念设计的特点

（1）带转换层高层建筑结构由于上、下层竖向构件不连续，结构竖向刚度发生变化转换层上下楼层构件内力、位移发生突变，对抗震不利。研究表明，影响带转换层高层建筑结构抗震性能的主要因素为：1）转换层设置高度---转换层位置越高，转换层上下层间位移角包络及剪力分配和传力途径突变越明显，转换层下部的框支框架越易开裂和屈服；2）转换层上下楼层刚度---转换层上下楼层的剪切刚度宜尽量接近；对转换位置较低的结构，控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变；对转换位置较高的结构，还应控制转换层上下部结构的等效刚度比。

（2）转换构件除满足刚度、强度、延性的要求外，还要注意保证转换层楼盖的整体刚度。一般而言，转换层楼盖受力较大，除协助转换梁工作外，楼盖还要承受上部结构竖向构件传来的水平力传递到下部竖向构件上去。震害表明，转换构件的刚度较弱，楼盖的刚度和抗剪承载力较弱，使楼盖破坏严重、转换构件上部的剪力墙、柱破坏严重。

（3）落地剪力墙与框支柱的布置宜均匀、对称，结构刚度偏心不宜过大，以免地震中由于扭转效应使框支柱严重破坏。框支柱的设计还要注意上部墙体地震倾覆力矩产生的框支柱轴向拉、压力的影响，尤其是单跨框支框架，轴向拉、压力往往会成为框支柱破坏的主要原因，抗震设计一般不宜采用单跨框支框架。

（4）抗震设计中需要加强的部位应包括底部及转换层以上1~2层的楼板、剪力墙和柱。结构的延性耗能机制宜呈现在加强部位以上的结构中

五、高层转换结构设计的原则

尽管高层结构本身有一些抗震不利的因素，但是只要能合理设计，把握好几个原则，还是能达到比较满意的抗震效果的，下面对转换结构设计的原则做如下总结。

尽量减少转换

在可能的情况下尽量减少主体结构的转换，核心筒、剪力墙、框架柱等竖向主体构件应尽量落地，以满足受力直接，刚度连续，既经济又合理。

使传力直接

在可能情况下注意主体结构上部和下部竖向构件的协调对应关系，使转换结构尽可能处于传力比较直接。上部剪力墙宜尽可能采用大开间剪力墙结构，既容易满足上下部刚度比的要求，又便于下部大开间框支柱、转换梁的布置；上部小柱网的结构，宜尽量使其柱网与下部大柱网的轴线有较好的对应插入关系，以使转换梁的布置比较合理明确。总之，应尽量避免多级转换梁转换，慎重采用传力复杂、抗震不利的板式转换。如上下柱网确实无法对齐时，尽量采用箱型转换。

强化下部、弱化上部

对于上部剪力墙下部筒体框架、剪力墙框架的结构，要注意适当增强下部筒体、剪力墙，适当减弱上部剪力墙，以使转换层上下部分主体结构间剪切刚度比尽量接近，且不大于2。对于框架结构上部小柱网，下部大柱网时，要注意上部框架梁截面适当减弱，下部框架梁截面适当加强，从而可以做到上下部的层间刚度比接近。

加强下部结构的措施：加大筒体及落地墙厚度、提高混凝土强度等级、必要时可在房屋周边增加部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体，提高抗震能力。

弱化上部结构的措施：不落地剪力墙开洞、开口、减小墙体厚度等。

优化转换结构

抗震设计时，却因建筑功能需要采用高位转换时，转换结构宜优先选择地震作用下、不致引起框支柱柱顶弯矩过大、柱剪力过大的结构形式，如斜腹杆桁架、空腹桁架和扁梁等，同时要注意需满足重力荷载作用下承载力、刚度的要求。

计算细致全面

带转换层的高层结构，在转换层及其上下几层的主体结构筒、墙、框架中应力比较集中、复杂，除满足结构的整体分析外，还应辅以该部分结构的有限元分析，取转换以上至少两层结构进入局部计算模型，并注意模型边界条件符合实际情况。整体结构计算需采取两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算，还应进行弹性时程分析计算并宜采用弹塑性时程分析进行校核.

六、结语

本文对高层建筑转换结构的形式做了简要介绍，并通过几个较典型的震害实例对高层结构抗震概念设计的特点进行分析，最后总结高层建筑结构设计时应注意的原则，希望本文对初次做转换结构设计的工程师们有一定的指导作用。

[1]徐培福，复杂高层建筑结构设计，北京：中国建筑工业出版社，2005（2）

[2]李国胜，多高层建筑转换结构设计要点和实例，北京：中国建筑工业出版社，2010（6）

高层建筑的结构设计篇(4)

关键词：高层建筑；转换层；梁式转换层；结构设计

Abstract: setup of high-rise building conversion layers structure in order to meet the demand of large space, at the bottom of the part to the upper floor vertical component cannot directly through consecutive fall to the ground condition, at the same time, the internal force of upper structure is transferred to the beam transformation layer with a force directly, clearly, force transformation path clear, good mechanical performance, reliable operation, the advantages of simple structure, convenient construction. Overview in this paper, the transformation layer, the design principles of the conversion layer is analyzed, and the design method of beam type transition layer problems and correct design methods are studied.

Key words: high-rise buildings; The transformation layer; Beam transformation layer; The structure design.

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

转换层概述

建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构（设备）类型，并通过该楼层进行结构（设备）转换，则该楼层称为结构（设备）转换层。目前的高层建筑多为低层商用，上部住宿的多功能要求，在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间，往往需要采用一定的结构形式进行转换处理，即加设转换层。转换层常用的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。 转换层在建筑上具有提供大的室内空。间；为建筑物提供大的入口；在高层建筑中部提供大空间等功能

二、转换层设计原则

高层建筑中转挨层的设置造成建筑物竖向刚度的突变，地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节，对结构抗震不利，故转换层结构在设计时应遵循以下原则：

1、减少转换

布置转换层时，当上下主体是竖向结构时，尤其对于有框架核心筒结构中核心筒的情况时，应该注意使尽可能多的上部竖向结构，并且能向下落地连续贯通。

2、传力直接

传力直接能够对整体结构有很好的转换作用，布置转换层上下主体竖向结构时，应该尽量避免多级复杂转换，这样使水平转换结构传力直接，而且慎重采用传力复杂、抗震不利的厚板转换，如上下柱网确实无法对齐时，尽量采用箱形转换。

3、优化转换结构

当建筑功能里面考虑到抗震设计，宜优先选择如斜腹杆桁架(包括斜撑)、空腹桁架和扁梁等，不致引起地震作用下框支柱(边柱)柱顶弯矩过大、柱剪力过大的结构形式。同时要注意需满足重力荷载作用下强度、刚度要求。

4、保证强度

设计中应当确保转换层有足够的刚度，一般应使梁的高度不小于跨度的六分之一，才能保证内力在转换层及其下部构建中分配合理，转换梁、剪力墙柱有良好的受力性质，能较好的祈祷结构转换作用。

5、对称布置

梁上转换层以上的墙和柱子应尽量对称布置，梁上立柱应尽量设在转换梁跨中，以免转换梁变形时，在梁上立柱的柱脚处产生较大转角，带动立柱柱脚产生较大变形，引起柱的弯曲及剪切，使立柱很大的内力而超筋。

三、转换层结构设计方法存在的问题

目前在多、高层建筑中，开发商多要求建筑物具有完备的建筑功能，建筑师在建筑设计中也往往首先想到采用结构转换层来完成上、下层建筑物功能的转换。但一些结构设计人员在实际进行转换层设计时显得无从下手，没有可操作、可遵循的设计思路、设计原则来进行结构设计。造成这种现象的主要原因是当前转换层设计没有相关的可遵循的设计准则，使设计人员难以进行结构选型、截面确定、计算模型确定、计算方法确定，计算结果应用以及配筋方法的实施等一系列结构设计步骤。这种现状与我国当前高层建筑的迅猛发展是不相适应的。转换结构层具有与一般结构层相比结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这样的尺寸和重量意味着转换结构组成了建筑物的主要构件。它们设计的是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要影响。现有的转换层设计方法，主要是针对形式简单、受力相对简单的转换梁，对于受力复杂的转换梁还没有深入研究。即便是对于形式简单的转换梁，其受力性能也没有完全清楚，而往往是互相混淆，设计概念不明确，设计原则不准确。对于转换梁的配筋方法也限于用普通梁的配筋方法加以套用，造成转换梁截面超大、配筋偏多、配筋构造无法实现、施工困难等现象。

三、梁式转换层的结构设计方法

高层建筑转换结构一般可分为4种基本结构形式，即：梁式转换结构(包括托梁和双向梁格)、桁架转换结构(包括空腹桁架)、箱型转换结构、厚板转换结构。

一般运用于底部大空间的框支剪力墙结构体系.它是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. 当需要纵横向同时转换时,则采用双向梁布置.梁式转换层的设计和施工均较为简单,传力较为明确,是目前应用最为广泛的转换型式。它的缺点在于,当上下轴线错位布置时,需增设较多的转换次梁,空间受力较为复杂,此时应对框支主梁进行应力分析。

（一）梁式转换层结构的设计计算要点

（1）带转换层的高层结构是复杂的空间受力体系，必须将转换结构作为整体结构中的一个重要组成部分，应确定较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型，选取合适的三维空间分析软件进行整体结构计算分析。

（2）抗震计算中，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应少于15，且应使振型参与质量不小于总质量的90％。

（3）应采用弹性时称分析法进行补充计算；必要时宜采用弹塑形静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑形变形。

（4）8度抗震设计时转换构件还应考虑竖向地震的作用，可采用反映谱方法或动力时程分析方法计算；近似考虑，也可取构件重力荷载代表值的10%；

（5）转换层是薄弱楼层，不论其竖向侧向刚度是否满足规范要求，其地震剪力应乘以1．15的增大系数。特一级、一级、二级转换构件水平地震作用内力应分别乘以增大系数1.8，1.5，1.25。

（6）框支转换中，由于转换层以下的落地剪力墙刚度远大于框支柱，为提高剪力墙裂缝开展后框支柱的承载力安全度，应对框支柱的剪力作相应调整。．框支柱承受的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界，此规定对于结构的纵横两个方向是分别计算的。若框支柱与钢筋混凝土剪力墙相连成为剪力墙平面内方向统计时端柱计入框支柱的数目，沿剪力墙平面外方向统计时其端柱计人框支柱的数目。

（7）带转换层结构属于竖向不规则建筑，应特别重视转换层以及底部加强部位的加强，体现“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强底层柱底”、“强底层墙底”等的一系列内力设计值调整系数均应按规范予以考虑，目的即是要重点加强以满足前述的设计概念的第二条要求。

（二）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。

（三）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，应全部伸人支座。当转换梁承托上部墙体满跨且开较多门窗洞或不满跨但剪力墙的长度较大时，转换梁截面设计方法也宜采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法，纵向钢筋的布置则沿梁下部适当分布配置，且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。转换梁的结构形式有很多种，目前高层建筑转换层结构的实际工程应用也很多。一般而言，高层建筑转换层结构的分析必须按施工模拟，使用各阶段及施工实际支撑情况分别进行计算，以反映结构内力和变形的真实情况。施工过程中的力学问题应引起设计人员和施工人员的高度重视。

结束语

梁式转换层能够使高层建筑在转换层上下的墙、柱轴线摆脱了构造上的限制，同时改善整体结构的受力情况，使整体布局更为合理，因而适用于结构复杂的高层建筑。实际工程中转换层的几何形状和受力情况是很复杂的，因此，结构的设计问题就显得十分重要，作为工程结构设计人员，要根据工程的实际情况，进行严格的设计，保证工程的质量与安全。

参考文献

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徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005

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GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

熊进刚，吴晓莉，陈礼建，等.有梁式转换层的高层建筑结构设计与研究[J].工业建筑，2001，31(6):34-36.

【6】黄瑛.带转换层高层结构综合楼设计[J].铁道标准设计, 2005（08）.

高层建筑的结构设计篇(5)

关键词：转换层；建筑机构；设计

转换层就是在建筑中，因建筑的上部与建筑的下部使用的不同情况，在建筑中的某一楼层对建筑的结构进行转换。目前，我国许多的高层建筑都是上部用作住宅，下部用作商业，会经常的使用到转换层。我们结合具体的建筑对转换层设计的相关方面进行阐述。某一个高层建筑总体的建筑面积为24000m2，地上的部分是22层，地下的部分是1层，其中地上部分的22层中前4层的用途是商业，其余的用途是住宅。1层的高度为5m，第2层～第4层的高度为4m，住宅用房的高度是3m。这样，转换层应该设置在4层与5层之间。这个建筑总体的剖面图如下图所示：

一、转换层设计的方案

我们在进行转换层结构的设计时，通常的结构包括桁架转换的结构、板式转换的结构、以及梁式转换的结构等等，在这几种结构中，因为梁式转换的结构施工方便以及受力明确等优点被广泛的运用。我们可以在国内外许多建筑中见到梁式转化层的结构，而其他形式的转换层结构应用的却较少，下表简要的列出了应用梁式转换层以及其他形式的转换层建筑。

从表中我们不难看出，我国大多数的建筑依旧是采用梁式的转换层，而其他的形式如桁架式、板式以及箱式等基本上很少的应用。本篇文章中选取的建筑采取的就是梁式转换的结构，转换层的高度为2.5m，转换层的两端连接在楼板上，上层的楼板的厚度是200mm，下层楼板的厚度是300mm。我们可以计算出转换梁截面的尺寸：

其中 是设计的转换梁截面能够承受的最大剪力值。

是设计的混凝土的轴心抗压的强度值。

是转换梁的截面宽度以及有效的高度。

是承载力抗震的系数。

二、转换层机构整体的分析

采取TBSA5.0对转换层的整体进行分析，为了防止因为刚度的变化使转换层变弱，在进行设计时要使上层与下层的刚度比值 ，努力的向1接近，刚度的比值为：

（ 为混凝土的剪变模量， 为抗剪截面的面积， 为楼层的层高）

从计算的结果能够知道层间最大的侧移以及顶点的位移是完全符合标准要求的。

（一）转换梁的设计

转换梁的受力是较大的，它要承托上部的剪力墙，它能够保障结构的安全，是结构中重要的部件。我国在转换梁的方面没有明确的规定，对承载力的计算也没有有效的方法，因此，我们进行两跨式连接的短梁的研究。

1.研究的结果

我们在进行研究时，选取模型是转换梁的五分之一，模型的钢筋配置以及截面的尺寸如下图所示：

2.截面的平均应变符合截面的假定

3.在中间支座的内剪区域中与加载点之间出现了斜裂缝，并且慢慢的扩张成为临界的斜裂缝，裂缝的分布可以参见下图：

下部的纵筋以及上部的纵筋沿着梁的方向应变的分布如下图所示。我们可以看出，纵筋沿着梁的方向应变的分布，在没有出现斜裂缝时，与弯矩图是相同的；在出现斜裂缝之后，与弯矩图之间是存在很大差别的，说明在梁中存在较大的应力分布；当临近破坏的时候，下部的纵筋完全处在受拉的状态，而上部的纵筋在内剪的区域内处在受拉的状态。

（第一个为斜裂缝出现之前；第二个为斜裂缝出现之后；第三个为临近破坏。1为下部，2为上部）

4.试验梁被破坏时，在内剪的区域内，箍筋穿过斜裂缝受到拉力屈服，剪压区中的混凝土被压疏；支座至加载点的外剪的区域内，箍筋穿过斜裂缝的应变是53%的屈服应变，剪压区中的混凝土没有被压疏。

5.试验梁被破坏时，穿过斜裂缝的水平腹筋的强度没有得到充分的发挥。

（二）承载力的计算

依据实验1的结果，在梁的正截面的受弯承载力的计算时，我们还要依据普通的梁来进行计算。

根据实验4以及实验5的结果，转换梁的斜截面的承受剪力主要是由箍筋以及混凝土来承担，水平的腹筋对承载的能力有一定的作用。在进行承载力的计算时，按照下面的公式进行计算：

其中， 为计算的剪跨比。

为混凝土的抗拉强度。

为箍筋的抗拉强度。

为在一个截面中箍筋的全部面积。

为箍筋之间的间距。

转换梁的截面宽度以及有效的高度。

（三）构造的要求

根据实验3的结果，为了能够使转换梁出现斜裂缝之后，纵向的钢筋能够起到拉杆的作用，形成受力的体系，底部的纵向钢筋在跨内不应当截断或者是弯起，而是伸入到支座之中，并进行有效的固定。

转换梁的截面较大，在梁的附近的水平腹筋要尽量多一些，能够提升转换梁的承载力，包括转换梁抗弯、抗剪等，同时还能够将裂缝进行抑制，将因混凝土的收缩造成的影响减少。

高层建筑中转换层的转换梁的形式有很多，在建筑中的应用也非常广泛，在进行高层建筑转换层的结构设计时，要按照施工进行模拟，对各个方面的因素要充分的重视，同时将各方面的数据进行精确细致的计算，建筑的结构设计人员以及施工的人员要对转换层的结构形式充分高度的重视。

高层建筑的结构设计篇(6)

【关键词】高层建筑；梁式转换层；结构；设计

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

引言

随着我国经济的快速发展，各种城市建筑不断涌现，尤其是体型复杂化、综合化及功能多样化的高层建筑，逐步屹立于全国各地的城市。在高层建筑的建设中，梁式转换层结构由于具有传力直接、施工便捷及清楚等优点，成为了一种实现垂直转换的结构形式，并被广泛应用于高层建筑。

1.梁式转换层结构形式的相关分析

高层建筑结构上部受力要小于下部受力，如果按照一般的思维，在设计中则应考虑下部刚度比上部结构大，即给下部增加墙体、柱网，减少上部墙柱的密度，然而这在现实的高层建筑中是不可能的，即当前高层建筑对下部的使用空间要求比上部大，且越往高层越小，这就需要在高层建筑结构设计中采用反常规设计法。《高层建筑混凝土结构技术规程》中对转换梁最小高度及宽度作了规定：框支梁截面宽度应≤其相应方向的截面宽度，≥其上墙体截面厚度的两倍，一般不可＜40cm；如果梁上托柱，则不应＜梁宽方向的柱截面宽度；非抗震设计时，转换梁的高度要≥跨度的1/8，抗震设计时，其高度则应≥跨度的1/6[1]。因此，为了确保转换梁结构的可靠性，必须严格按照规定进行设计。

2.梁式转换层的设计原则

2.1竖向布置原则

布置转换层结构时，可结合建筑功能及结构传力的情况，沿着高层建筑某一高度方向布置，或者灵活布置多处；还可以结合建筑功能需求，在楼层局部进行转换层的布置，且该空间不但能作为一个正常使用的楼层，还可以作为技术设备层，值得注意的是，该转换层的刚度必须够强，避免沿竖向刚度过大。对于大底盘有大量塔楼的高层建筑，塔楼转换层应在裙房屋面层，且屋面梁、厚度及板尺寸均要增大，避免中间出现刚度过小的楼层，以提高抗震能力。对于框支剪力墙高层建筑结构，其转换层7度区以不超过第5层为宜，8度区以不超过第3层为宜，如果转换层的位置与规定相悖，则应及时采取措施处理。以免造成不可估量的损失[2]。

2.2抗震设计原则

为了保证设计符合安全要求，规程中对一些框支剪力墙结构转换层的位置设置作了相关规定，即如果设置楼层大于3层时，其框支柱及剪力墙底部的加强部位的抗震等级，最好提高一级，以保证其抗震能力。同时，还要增大转换层的转换构件水平向地震作用的计算内力；如果进行8度抗震设计，还应将竖向地震作用的影响也列入考虑范围。

2.3结构布置原则

经证实，底部带的转换层位置位置如果过高，其上、下刚度突变则更大，而其上、下内力传递途径的突变则愈强；同时，若转换层位置过高，简体或落地剪力墙则较易产生受弯裂缝，增大框支柱的内力，使得转换层上部周边的墙体容易被破坏，因此，转换层的位置不易设置过高，否则不利于抗震，且底部带转换层上部的某些竖向构件，不允许直接、连续地贯通落地，故设置安全、可靠的转换构件十分必要。在现阶段，转换层构件有转换大梁、箱形结构、斜撑等形式。在地震区很少使用转换厚板，但在6度抗震设计及非地震区则可使用转换厚板；对于空间较大的地下室，由于受到周围环境的限制，其地震反应要比地面以上的框支结构小，所以7度和8度抗震设计的地下室，允许使用转换厚板。

3.关于梁式转换层结构的设计、构造分析

剪力墙是由框支主梁承托次梁的，故其传力途径经过了多次转换，受力情况较为复杂，而框支主梁不仅要承受上部剪力墙的作用力，还要承受梁给予的剪力、弯矩及扭矩，故极易受到破坏。对于那些有特殊的抗震要求的建筑，为了提高结构的受力性能及抗震能力，可在进行其平面布置时使局部剪力墙落地，且与基础贯通，将其做成这样一种受力体系，即框支墙、剪力墙与落地剪力墙协同工作。

3.1框支柱的设计要求与构造要求分析

确定框支柱截面的尺寸时，主要是根据其轴压比计算。地震作用下的框支柱内力调整要求：抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应与放大系数相乘，且配筋时要根据放大后的弯矩设计值进行[3]；剪力调整：框支柱的数量≤10时，且框支层为1至2层时，每层的每根柱要承受的剪力应是基底剪力的2%；若框支层在3层以上时（含3层），每层的各根柱要承受的剪力应起码是基底剪力的3%；如果款支柱的数量＞10时，且框支层为1至2层时，各层各根柱的承受剪力之和应是基底剪力的20%；如果框支层在3层以上时（含3层），各层各框支柱承受的剪力之和应是基底剪力的30%；在调整了框支柱的剪力后，还要对框支柱的弯矩、柱梁端处的剪力也进行适当调整，框支柱轴力则不规定必须调整[4]。框支柱的所有纵向钢筋配筋率应达到的标准：抗震级别为1级时要≥1.2%，2级时要≥1.0%，3级时要≥0.9%，4级和非抗震设计时≥0.8%；纵向钢筋的间距抗震设计要≥0.8cm且≤20cm，所有的纵向钢筋配筋率以≤4%为宜[5]。

3.2转换梁的设计要求与构造要求分析

确定转换梁的界面尺寸时，主要是根据其减压比计算，这样可以防止发生脆性破坏。通常转换梁不会开洞，如果需要开洞，洞口应处于梁中或轴的附近，且洞口的上、下弦杆要有加强，箍筋应较密实，以保证其抗剪能力。如果洞口的内力比较大，建议使用型钢构件进行加强；转换梁的混凝土强度级别应≥C30；非抗震设计时，转换梁上、下主筋的最小配筋率为0.3%，且转换梁中最好没有接头，转换梁的上部主筋则起码有50%是沿梁全长贯通，下部主筋则均要贯通伸入柱内。

3.3转换梁截面设计方法的相关分析

转换梁应力截面的设计方法：应用有限元的方法对转换梁进行分析后获取的结果，即为转换梁应力和它的分布规律。为了使所获取的应力及分布规律可以直接用于截面的配筋计算，如果不将混凝土的抗拉作用列入考虑范围，全部的拉力应有钢筋承担并要满足其屈服强度设计值的要求。受压范围的混凝土，其强度应达到轴心抗压强度的设计值。

3.3.1托柱形式的转换梁截面设计方法分析

如果转换梁承托的是上部普通框架，在其常用截面尺寸区域内，其受力情况与普通梁基本一样，此时可采用普通截面设计的方法来进行配筋运算；如果转换梁承托的是上部斜杆框架，则要承受轴向拉力，这时应采用偏心受拉构件的方法对截面进行设计。

3.3.2托墙形式的转换梁截面设计方法分析

如果转换梁承托的上部墙体满跨不开洞，其与上部墙体协同工作，则其破坏形态与受力特征为深梁，则应选择应力截面设计或深梁截面设计的方法对转换梁截面进行设计，并要把算出的纵向钢筋沿着全梁高进行合理配置。同时，转换梁跨中很大一片区域内的内力相对较大，所以底部的纵向钢筋不可截断或弯起，而应全都伸入支座。如果转换梁的承托上部墙体是小墙肢，则可根据普通梁的截面设计方法来开展配筋计算，纵向的钢筋则可布置在转换梁底部。

4.小结

随着建设事业的蓬勃发展，城市高层建筑也日益增多。于此同时，人们对于高层建筑的功能要求也越来越高，即要求建筑使用功能全面化、综合化、多样化及体型复杂化。梁式转换层由于具有传力明确、清楚、直接及施工便捷等优点，故在高层建筑中得到广泛应用。此外，在进行梁式转换层结构的设计时，设计人员必须对概念设计给予足够的重视，应经过查阅数据、多次比较及调整，才能得出最合理的设计。

【参考文献】

[1]曾秋宁.浅谈高层建筑梁式转换层结构的设计[J].广西城镇建设.2010(07):50-52.

[2]覃文胜.高层建筑梁式转换层结构设计探讨[J].中国高新技术企业.2010(28):145-146.

[3]余添朋.探析高层建筑梁式转换层结构设计[J].中华民居(下旬刊).2012(11):52-53.

高层建筑的结构设计篇(7)

关键词：高层建筑；转换层；结构形式；框支柱；框支梁；设计

1 引言

随着高层建筑向体型复杂、功能多样、造型新颖的方向发展，为了满足建筑艺术造型及其不同使用功能的需求，现代多功能高层建筑常常设置转换层。高层建筑转换层的设计造成建筑物的刚度发生突变，在水平地震荷载作用下，转换层上下容易形成薄弱环节。转换层位置较高时，转换层下部落地剪力墙及框支结构易开裂和屈服，上部墙体易于破坏，从而不利于抗震。因此，高层建筑转换层设计必须合理科学。本文就此探讨带转换层的现代高层建筑结构设计方法及思路。

2 转换层按结构功能的分类

转换层按结构功能通常可分为以下三类。

2.1 上层和下层结构类型转换

这种转换层广泛应用于剪力墙结构和框架─剪力墙结构中。它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。以某高层建筑为例，该建筑地下两层为车库及设备用房，地上两层为商场及办公，3层以上为住宅。在2层以下为框架─剪力墙结构，以上为剪力墙结构。该工程就属于这一转换层形式，见图1。

图1 某高层建筑3层结构平面

2.2 上、下层的柱网、轴线改变

转换层上下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层形成较大的入口。某高层住宅地下室为车库，上部为8～10层复式形式住宅，上下均为框架─剪力墙结构，但住宅部分柱距较小且不规则，属于这种转换层形式，如图2、图3所示。

图2 某高层住宅1层结构平面

图3 某高层住宅2层结构平面

2.3 同时转换结构形式和结构轴线布置

即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。这种转换层形式在普通的商住楼中应用不是很多，但在较高档的宾馆、酒店中常常采用。

3 转换层的结构形式

3.1 内部形成大空间的转换层

内部要形成大空间，包括结构类型转变和轴线转变，可以采用梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式转换层。梁式转换层用得最广泛，它设计和施工简单，受力明确，一般广泛应用于底部大空间剪力墙结构；当需要纵横同时转换时，采用双向梁的布置。单向托梁、双向托梁如果连同上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。当上下柱网、轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以做成厚板，形成板式承台转换层。板式转换层的下层柱网可以灵活布置，无须与上层结构对齐，但自重很大，材料耗用较多。

3.2 外部形成大入口的转换层

框筒要在底层形成大的入口，可以有多种转换层的形式，如北京西单文化广场西侧的中国银行采用的是特殊加工制做的转换钢桁架。

4 转换层的建筑功能

4.1 提供大的室内空间

底层大空间剪力墙结构可以在建筑物下部形成一层或多层的大空间。剪力墙间距小，适合于布置住宅和旅馆的客房层。当需要在底部布置商店、会议厅、餐厅及其它需要较大空间的公用房间时，可以将部分剪力墙通过转换层变为框支剪力墙，用框架柱代替剪力墙以满足建筑功能的要求。

4.2 为建筑提供大的入口

当采用外框筒时，外筒柱距往往在3.0m以内，无法提供建筑物的较大入口。因此必须在下层部分通过转换层改变柱距以形成入口。外框筒的转换层可以采用多种形式的转换结构，如转换梁、转换桁架、转换拱等。

5 底部大空间剪力墙结构布置及计算

底部大空间剪力墙结构的布置，主要考虑两个关键问题：

（1）保证大空间层有充分的刚度，防止沿竖向刚度过于悬殊；

（2）加强转换层的刚度与承载力，保证转换层可以将上部剪力可靠地传到落地剪力墙上去。为了防止沿竖向刚度过于悬殊，转换层设置在1、2层的结构布置上应满足上下层等效剪切刚度比r的要求，

r=GiAihi+1/Gi+1Ai+1hi

式中，Gi，Gi+1分别为第i层、i+1层混凝土剪变模量；Ai，Ai+1分别为第i层、i+1层的折算抗剪截面面积；

A=AWi+移Ci，jAci，j

Ci，j=2.5（hci，j/hi）

AW为在所计算的方向上剪力墙的全部有效截面面积；Aci，j为第i层第j根柱的截面面积；hi、hi+1分别为第i层、i+1层的层高；hci，j为第i层第j根柱沿计算方向的截面高度；Ci，j为第i层第j根柱截面面积折算系数，计算值大于1取1；r宜接近1，在非抗震设计时，r不应小于0.4；在抗震设计时，r不应小于0.5。