1、問題提出

設(shè)計中設(shè)計師一般都比較重視轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計,，但通過計算發(fā)現(xiàn),，定義轉(zhuǎn)換梁與否，有些情況下轉(zhuǎn)換梁的配筋好像沒有預(yù)期的結(jié)果那樣變化大,，有些轉(zhuǎn)換梁配筋變化很小,，甚至有些情況下定義轉(zhuǎn)換梁與否基本不影響配筋。設(shè)計師會產(chǎn)生一系列疑慮,，對于轉(zhuǎn)換梁的配筋變化情況及轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力調(diào)整放大,，軟件是如何執(zhí)行規(guī)范的相關(guān)要求？并且抗規(guī),、高規(guī)及異形柱規(guī)程等對轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力調(diào)整均不完全一致,，軟件是按照那本規(guī)范執(zhí)行？為什么定義轉(zhuǎn)換梁與否配筋差異很小等,？

本文結(jié)合各規(guī)范對轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力調(diào)整要求,，剖析各規(guī)范之間的異同,，闡釋軟件對于轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力放大及特殊的配筋設(shè)計,，為設(shè)計師展示轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計細(xì)節(jié)。

2 .規(guī)范對于轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力調(diào)整要求

① 抗規(guī)對轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力調(diào)整要求

抗規(guī)3.4.3及3.4.4對于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)的結(jié)構(gòu)歸為豎向不規(guī)則,，對于這種結(jié)構(gòu)中的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件規(guī)范要求地震內(nèi)力需要乘以1.25~2.0的增大系數(shù),，如圖1所示。

注意的是,，抗規(guī)對轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)是個范圍,，在設(shè)計中無法準(zhǔn)確執(zhí)行,。要對轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整需要參考其他規(guī)范的相關(guān)要求。

查看抗規(guī)關(guān)于框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的抗震等級,，如圖2所示,，可知，框支框架的抗震等級僅僅有抗震等級一級與二級,，無其他抗震等級,，因此，水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件地震內(nèi)力的放大只放大一級與二級,。

②高規(guī)對轉(zhuǎn)換梁的調(diào)整要求高規(guī)對框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換梁的地震內(nèi)力放大系數(shù)要求如下,，如圖3所示：

通過高規(guī)10.2.4條文可知，對轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力放大,，高規(guī)給出了具體的放大系數(shù),，在設(shè)計中可以執(zhí)行，高規(guī)中僅僅給出了特一級,、一級及二級,，并沒有三級、四級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁放大系數(shù),。

在高規(guī)中,，如圖4，圖5可知,，不論是A級高度還是B級高度的建筑,，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中的框支框架只有特一級、一級及二級,，不存在三級與四級的情況,。因此，高規(guī)中也不存在三級,、四級轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力放大,，相比抗規(guī)多了特一級水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力放大要求。

③ 異形柱規(guī)程對轉(zhuǎn)換梁的調(diào)整要求

異形柱規(guī)程3.2.5的第四條要求,，對于不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu),，其抗震設(shè)計應(yīng)符合對于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時，構(gòu)件傳遞水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)根據(jù)不同條件和情況乘以1.25~1.5的放大系數(shù),。

該內(nèi)力調(diào)整系數(shù)與抗震規(guī)范要求類似,，均是一個范圍，但具體范圍的數(shù)值大小與抗規(guī)規(guī)范要求的1.25~2.0稍有區(qū)別,。

異形柱規(guī)程附錄A中對底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)提出了相關(guān)的特殊要求,，底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用梁,；對于抗震設(shè)計時,，底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu),，其轉(zhuǎn)換梁和轉(zhuǎn)換梁下的柱的抗震等級應(yīng)按本規(guī)程第3.3.1條相關(guān)規(guī)定提高一級采用。

另外異形柱規(guī)程中3.3.1節(jié)中給出了框架及框架—剪力墻的抗震等級,，如下圖6所示,。

按照上述異形柱結(jié)構(gòu)的抗震等級，在實際的設(shè)計中如果存在抽柱轉(zhuǎn)換,，則會存在三級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁,。這種情況下需要按照規(guī)范1.25~1.5的放大系數(shù)對轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行內(nèi)力放大。但需要注意的是轉(zhuǎn)換梁的放大系數(shù)需要由設(shè)計師人為指定一個具體值,。3,、軟件執(zhí)行對轉(zhuǎn)換梁的相關(guān)調(diào)整通過上述對三本規(guī)范的梳理可知，高規(guī)中對轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力放大系數(shù)值有明確的要求,，其他兩本規(guī)范的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力放大系數(shù)是一個范圍,，因此，程序在執(zhí)行的過程中,，對于特一級,、一級及二級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁會自動按照高規(guī)的要求執(zhí)行內(nèi)力放大。對于三級及四級的轉(zhuǎn)換梁,，即使定義了轉(zhuǎn)換梁,，程序在默認(rèn)情況下是不做內(nèi)力的放大。雖然抗規(guī)和高規(guī)中均不存在三四級抗震等級的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,，但是由于異形柱規(guī)程中存在底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu),，該類結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換構(gòu)件可能存在轉(zhuǎn)換構(gòu)件抗震等級為三級的情況，此時應(yīng)按照異形柱規(guī)程對其地震作用效應(yīng)進(jìn)行放大,?；蛘哂行┛蚣芙Y(jié)構(gòu)中存在梁托住的情況，設(shè)計師希望將該梁定義為轉(zhuǎn)換梁并考慮一定的放大,，此時需要對抗震等級三級,、四級的梁做人為內(nèi)力放大。PKPM程序為了執(zhí)行上述情況下三,、四級轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力放大,，提供了以下如圖7所示的選項供設(shè)計師自己填入相應(yīng)的放大系數(shù)，當(dāng)填寫了轉(zhuǎn)換構(gòu)件（三,、四級）的水平地震作用效應(yīng)放大系數(shù),，程序會自動執(zhí)行內(nèi)力放大。

4,、轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力調(diào)整手工校核

① 轉(zhuǎn)換梁（特一級,、一級、二級）內(nèi)力調(diào)整的自動放大

某7度半的框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),，高度大于60m,，該結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層在第五層，非底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻的抗震等級為二級,，框支框架的抗震等級為一級,。如下圖8為該工程的3D圖及第五層轉(zhuǎn)換層的梁、柱及墻體布置情況,。

計算完畢選取其中某根轉(zhuǎn)換梁的計算結(jié)果,，輸出該梁的相關(guān)計算信息。圖9為該梁的位置及幾何信息,，圖10為該梁輸出的相關(guān)的調(diào)整系數(shù)信息及屬性信息,，圖11為該梁的單工況內(nèi)力計算結(jié)果。圖12為該梁輸出的組合內(nèi)力及配筋結(jié)果,。

針對該框支轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行手工校核,，從圖12框支梁結(jié)果可知，該梁I端對應(yīng)組合號為49,，該組合的具體構(gòu)成情況如下圖13所示：

該轉(zhuǎn)換梁i端的彎矩組合,，手工校核情況如下：M=1.2*（856.09）+0.6*124.78-0.28*（-237.01）-1.3*（-949.88）=2403.383kN·m，手工校核結(jié)果與軟件計算結(jié)果完全一致,。從該組合過程看好像并沒有對轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整,，但實際上構(gòu)件信息中輸出的地震作用單工況內(nèi)力已經(jīng)考慮了規(guī)范調(diào)整，對該轉(zhuǎn)換梁涉及到剪重比,、薄弱層及框支梁的內(nèi)力放大調(diào)整,，因此，需要查看軟件中的調(diào)整前后的地震作用內(nèi)力才能看到調(diào)整過程,。圖14為該轉(zhuǎn)換梁在Y正偏心地震作用下調(diào)整前后的地震內(nèi)力比較,。可知,，調(diào)整前該轉(zhuǎn)換梁i端彎矩為-391.13kN·m,，調(diào)整后彎矩為：-949.99kN·m，該梁輸出調(diào)整后的地震內(nèi)力已經(jīng)考慮了所有的調(diào)整,。該梁端在地震作用下的內(nèi)力已經(jīng)考慮了薄弱層調(diào)整系數(shù)X,Y向均為1.25,、剪重比調(diào)整系數(shù)Y向為1.21，轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力放大調(diào)整系數(shù)1.6,。

Y向正偏心地震作用下,，該轉(zhuǎn)換梁有三個調(diào)整系數(shù)，綜合調(diào)整系數(shù)為：1.25*1.21*1.6=2.42,，因此,，按照這個調(diào)整系數(shù)計算調(diào)整后內(nèi)力為：2.42*391.13=946.53kN·m。（注意：由于該處剪重比調(diào)整系數(shù)是四舍五入以后的結(jié)果,，實際計算的剪重比調(diào)整系數(shù)保留小數(shù)點后四位為：0.0237/（6080/311288.73）=1.2135,。）因此,，計算調(diào)整后的內(nèi)力準(zhǔn)確值應(yīng)該為：1.25*1.2135*1.6*391.13=949.3kN·m，與軟件計算輸出結(jié)果完全一致,。從以上的校核可以看到,，對于規(guī)范要求的特一級、一級,、二級轉(zhuǎn)換構(gòu)件,，程序會自動考慮地震作用的內(nèi)力調(diào)整，不用人為干預(yù)放大系數(shù),。②轉(zhuǎn)換梁（三級,、四級）內(nèi)力調(diào)整的人為指定及手工校核同樣是上面的工程，將該轉(zhuǎn)換梁抗震等級修改為三級,，程序輸出相關(guān)該梁的計算結(jié)果信息,，圖15的構(gòu)件信息中顯示該轉(zhuǎn)換梁地震內(nèi)力放大系數(shù)為1.0，即該轉(zhuǎn)換梁程序不進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整,。需要注意的是只要定義了轉(zhuǎn)換梁,，該梁的屬性就變?yōu)椴徽{(diào)幅梁，雖然不做轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力調(diào)整,，但這與不定義轉(zhuǎn)換梁相比,，配筋結(jié)果也是不同的。

如果在SATWE中“調(diào)整信息”下對該三級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁人工定義水平地震作用效應(yīng)放大系數(shù)1.4（異形柱規(guī)程中的放大系數(shù)為1.25~1.5）,，如圖16所示,，再查看該梁的信息輸出及配筋結(jié)果。

如圖17所示輸出了對應(yīng)該梁的屬性,、抗震等級及內(nèi)力調(diào)整信息,，圖18輸出了該轉(zhuǎn)換梁的組合內(nèi)力及配筋結(jié)果。

該三級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁i端彎矩組合仍然為49號組合,，該轉(zhuǎn)換梁i端Y向正偏心調(diào)整前彎矩為：391.13kN.m,，該轉(zhuǎn)換梁有剪重比調(diào)整1.21選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 35，薄弱層調(diào)整1.25及轉(zhuǎn)換構(gòu)件內(nèi)力放大系數(shù)1.4調(diào)整,，綜合調(diào)整系數(shù)為：1.25*1.2135*1.4=2.1236調(diào)整后地震作用為：2.1236*391.13=830.6kN·m該梁i端的組合內(nèi)力手工校核情況如下：M=1.2*（856.09）+0.6*124.78-0.28*（-237.01）-1.3*（-830.6）=2248.32kN·m,，顯然，手工校核結(jié)果與軟件計算結(jié)果一致,。對于三四級轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力放大程序不會自動執(zhí)行,，如果人為定義了內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，程序會考慮對該梁進(jìn)行地震作用下的內(nèi)力放大,。5,、某轉(zhuǎn)換梁定義轉(zhuǎn)換梁與否配筋比較對于特一、一級及二級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁，定義轉(zhuǎn)換梁與否由于有內(nèi)力放大系數(shù)的差異,，一般會影響配筋結(jié)果,，但對于三、四級抗震等級的轉(zhuǎn)換梁,，由于默認(rèn)情況下程序不做內(nèi)力的放大,，定義轉(zhuǎn)換梁與否應(yīng)該不影響計算配筋,。當(dāng)然,，轉(zhuǎn)換梁與普通梁的構(gòu)造配筋不同。在同等的條件下,，對某根梁定義轉(zhuǎn)換梁與否進(jìn)行配筋驗算,，并對計算結(jié)果進(jìn)行比對。如圖19所示為該梁的相關(guān)基本信息,，該梁抗震等級二級,，內(nèi)力組合屬于地震參與組合，按照普通梁及轉(zhuǎn)換梁分別計算,，結(jié)果如圖19,。

通過對比普通梁和框支梁的配筋結(jié)果，可知,，框支梁的配筋計算與普通梁的配筋計算很大的不同點是,，框支梁支座受拉鋼筋的計算僅僅考慮單筋截面。普通框架梁,，抗震等級一,、二、三級時,，都需要按照考慮受壓鋼筋的雙筋截面進(jìn)行設(shè)計,。這會導(dǎo)致即使是在同等的彎矩下，框支梁支座計算的受拉配筋面積較普通梁大,。同時更重要的一點,，如果定義轉(zhuǎn)換梁，該梁就默認(rèn)為非調(diào)幅梁,，不做彎矩的調(diào)幅,，這會導(dǎo)致即使單工況內(nèi)力一致的情況下，若轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力不做放大,，定義轉(zhuǎn)換梁與否也會導(dǎo)致組合內(nèi)力有別,，進(jìn)而導(dǎo)致配筋產(chǎn)生微小差異。

6,、對轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力調(diào)整及配筋設(shè)計的總結(jié)

對于框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)整級配筋設(shè)計總結(jié)如下：

① 在滿足抗規(guī),、高規(guī)的情況下，由于規(guī)范中僅僅有特一級、一級及二級三種情況,，程序都會按照高規(guī)要求,，自動對轉(zhuǎn)換梁執(zhí)行地震作用的調(diào)整。

②對抗震等級三,、四級的轉(zhuǎn)換梁,，默認(rèn)情況下，程序不自動考慮地震作用的內(nèi)力調(diào)整,；如果按照異形柱規(guī)范或者人為定義了三,、四級轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力放大系數(shù)，程序也會考慮對三,、四級轉(zhuǎn)換構(gòu)件的放大,。

③對于梁托柱的情況，有些情況下設(shè)計師定義轉(zhuǎn)換梁,，雖然默認(rèn)三,、四級不做地震內(nèi)力的調(diào)整，但由于轉(zhuǎn)換梁是非調(diào)幅梁,，這會導(dǎo)致與不定義轉(zhuǎn)換梁相比,，該梁的支座及跨中配筋會有微小變化。

④定義轉(zhuǎn)換梁與否,，轉(zhuǎn)換梁的構(gòu)造配筋與普通梁構(gòu)造鋼筋也有區(qū)別,，一般情況下轉(zhuǎn)換梁的構(gòu)造配筋大于普通梁。

⑤轉(zhuǎn)換梁與普通梁的配筋還有一個很大的區(qū)別,，轉(zhuǎn)換梁只按照單筋截面進(jìn)行構(gòu)件配筋設(shè)計,，而普通的框架梁要按照規(guī)范的要求，一,、二,、三級按照雙筋截面進(jìn)行配筋設(shè)計。這導(dǎo)致同等彎矩情況下,，按轉(zhuǎn)換梁設(shè)計的支座受拉鋼筋面積一般大于按普通框架梁設(shè)計的面積,。

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