本發明涉及一種建筑結構工程領域的轉換梁，特別涉及一種相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁。

背景技術：

目前，高層、超高層建筑中由于上下樓層不同建筑功能的需要，存在需要在某些特定樓層設置轉換梁，以實現上部樓層部分框架柱需要在某層以下取消，實現底部樓層柱跨尺寸大于上樓部樓層。一般在樓層總高度和需要被轉換的樓層數均較少的情況下，采用常規“梁托柱”形式的框支框架均可實現上述建筑功能要求，妥善解決此類問題。

對高層、超高層建筑，底部樓層為大空間，柱網需要較大尺寸，而中、上部較多樓層建筑功能發生變化，柱網尺寸變小，就需要在某些樓層設置轉換梁，以“梁托柱”形式予以實現上述要求。為滿足承載力和剛度的需求，一般轉換梁梁高較高，相應作為支撐轉換梁的框支柱在轉換層凈高較小的情況。由于轉換梁、框支柱所承擔的內力巨大，可能會存在支撐轉換梁所在樓層框支柱抗剪難以滿足設計要求的問題，若簡單采用增加柱截面尺寸或在轉換層相鄰跨通高增設剪力墻的措施雖然可在技術層面解決該問題，但是由于增設的剪力墻和增大截面尺寸的框支柱會對建筑功能造成較大影響，不具有可操作性，使得處理此類問題很難找到一種簡單有效、經濟合理的方法。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁技術，使其能有效解決當采用型鋼混凝土轉換梁梁高較高時，會存在兩側支撐型鋼混凝土轉換梁的型鋼混凝土柱抗剪不足的問題，通過設計一種簡單有效、經濟合理的構造措施，既能解決承載力突變，使其具備足夠的抗剪能力，又可以最大程度減少對各樓層建筑功能的影響。

本發明的技術方案是：本發明相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁，包括型鋼混凝土轉換梁、型鋼混凝土柱、鋼板混凝土剪力墻、方鋼管混凝土柱和型鋼混凝土梁，其中方鋼管混凝土柱置于型鋼混凝土轉換梁上，鋼板混凝土剪力墻位于型鋼混凝土轉換梁兩側，且相鄰跨沿整層高設置，呈對稱布置；型鋼混凝土柱左右兩側分別與鋼板混凝土剪力墻和型鋼混凝土轉換梁相連。

所述型鋼混凝土轉換梁、型鋼混凝土梁均由混凝土梁、工字鋼梁組成，工字鋼梁位于混凝土梁內部。

所述工字鋼梁由工字鋼上翼緣、工字鋼腹板、工字鋼下翼緣組成，工字鋼上翼緣及工字鋼下翼緣分別焊接在工字鋼腹板的兩端，組成工字鋼梁。

所述型鋼混凝土柱由混凝土柱、十字形鋼骨、鋼隔板組成，十字形鋼骨位于混凝土柱內部，鋼隔板焊接于十字形鋼骨樓層相應位置。

所述鋼板混凝土剪力墻由混凝土剪力墻、內嵌鋼板剪力墻、型鋼暗柱、豎向加勁肋、水平向加勁肋組成；內嵌鋼板剪力墻、型鋼暗柱、豎向加勁肋、水平向加勁肋位于混凝土剪力墻內部，型鋼暗柱設置在內嵌鋼板剪力墻的端部，二者焊接為一體；豎向加勁肋、水平向加勁肋沿水平方向及豎向分別等間距設置在內嵌鋼板剪力墻上，并且對稱焊接在內嵌鋼板剪力墻的兩側。

所述內嵌鋼板剪力墻分別沿豎向、水平方向在兩側對稱位置設置豎向加勁肋和水平加勁肋，且內嵌鋼板剪力墻兩側對稱等間距設置栓釘。豎向加勁肋和水平加勁肋的數量可根據實際受力需求而定。

所述鋼板混凝土剪力墻中內嵌鋼板剪力墻的一側與型鋼混凝土柱中的十字形鋼骨相連，鋼板混凝土剪力墻的上、下端與型鋼混凝土梁中的工字鋼梁相連，使得鋼板混凝土剪力墻形成三邊固定、一邊自由的受力模式。

所述方鋼管混凝土柱由方鋼管、內置混凝土、側向封板、端部封板組成；內置混凝土澆筑于方鋼管內部，側向封板、端部封板位于方鋼管正下方，并焊接在與方鋼管沿豎向上下對齊位置的型鋼混凝土轉換梁內部的工字鋼梁上。

所述方鋼管混凝土柱底部焊接于型鋼混凝土轉換梁工字鋼梁上翼緣頂面，與方鋼管混凝土柱對應位置的工字鋼梁腹板兩側對稱位置沿高度方向焊接側向封板和端部封板；其中，端部封板在滿足受力要求的前提下沿工字鋼梁腹板高度方向未通高設置，須在靠近工字鋼下翼緣處預留一定高度空間；同時，方鋼管混凝土柱在工字鋼梁上翼緣所圍范圍內對稱設置混凝土澆筑孔，以方便型鋼混凝土轉換梁內各個區域混凝土澆搗密實。

所述型鋼混凝土轉換梁中的工字鋼梁上翼緣、工字鋼梁腹板、工字鋼梁下翼緣、端部封板、側向封板均須設置栓釘。具體數量和間距由構造要求和計算綜合確定。

本發明提供的一種相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁，具有如下優點：

1）本發明提出在采用型鋼混凝土轉換梁的梁高較高時，通過在相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻以承擔剪力，以解決型鋼混凝土柱抗剪不足的問題。該方法充分考慮結構受力特點，并從建筑功能考慮，僅在支撐轉換梁兩側相鄰跨沿整層高各設置一道鋼板混凝土剪力墻，最大程度減少對建筑功能的影響，做到建筑功能和結構體系的協調統一。

2）對型鋼混凝土柱、型鋼混凝土轉換梁、鋼板混凝土剪力墻等內置鋼構件的空間關系給出詳盡的設計和配套構造措施，同時，充分考慮施工的可行性和便利性，最大可能確保施工質量的可實現性。

本發明適用于高層、超高層建筑大跨度結構設計，在確保結構體系結構受力合理，滿足各項承載力和構造要求的前提下，充分考慮建筑功能的多樣性和施工的可實施性，適用于框支框架的情況，且轉換梁、轉換柱分別采用型鋼混凝土轉換梁、型鋼混凝土柱的情況。

附圖說明

圖1為本發明的相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁結構示意圖；

圖2為本發明中鋼板混凝土剪力墻詳圖；

圖3為本發明中圖2中的B-B剖面，即鋼板混凝土剪力墻剖面詳圖；

圖4為本發明中圖1的A-A剖面，即方鋼管混凝土柱與型鋼混凝土轉換梁連接節點詳圖；

圖5為發明中型鋼混凝土轉換梁支撐方鋼管混凝土柱節點詳圖；

圖6為本發明中圖5的C-C剖面，即方鋼管混凝土柱底部與工字鋼梁上翼緣連接詳圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步詳細描述。

本發明所述的用于高層、超高層建筑大跨度結構中的一種相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁如圖1所示，包括有型鋼混凝土轉換梁1、型鋼混凝土柱2、鋼板混凝土剪力墻3、方鋼管混凝土柱4和型鋼混凝土梁5；所述型鋼混凝土轉換梁1、型鋼混凝土梁5形式上均由混凝土梁11、工字鋼梁12組成，但是其具體截面尺寸和相鄰構件的空間關系不盡相同；所述型鋼混凝土柱2由混凝土柱21、十字形鋼骨22、鋼隔板23組成；所述方鋼管混凝土柱4由方鋼管41、內置混凝土41、側向封板43、端部封板44組成；其中，工字鋼梁12由工字鋼上翼緣121、工字鋼腹板122、工字鋼下翼緣123組成。其中，方鋼管混凝土柱4擱置于型鋼混凝土轉換梁1之上，其數量、平面布置根據實際工程情況確定；鋼板混凝土剪力墻3位于型鋼混凝土轉換梁1兩側相鄰跨沿整層高設置，呈對稱布置；型鋼混凝土柱2左右兩側分別與鋼板混凝土剪力墻3和型鋼混凝土轉換梁1相連。

圖2為本發明中鋼板混凝土剪力墻詳圖，其中，所述鋼板混凝土剪力墻3由混凝土剪力墻31、內嵌鋼板剪力墻32、型鋼暗柱33、豎向加勁肋34、水平向加勁肋35組成。內嵌鋼板剪力墻32一側與型鋼混凝土柱2中的十字形鋼骨22相連，上、下端與型鋼混凝土梁5中的工字鋼梁12相連，鋼板混凝土剪力墻3形成三邊固定、一邊自由的受力模式。鋼板混凝土剪力墻3僅在型鋼混凝土轉換梁1所在樓層沿整層高設置，長度和厚度由構造要求和計算受力綜合確定。內嵌鋼板剪力墻32可根據實際受力需求，分別沿豎向、水平向設置一定數量的豎向加勁肋34和水平向加勁肋35，但是至少應保證有一道水平向加勁肋35與相鄰的型鋼混凝土轉換梁1中工字鋼梁下翼緣123左右對齊設置。

圖3為本發明中圖2中的B-B剖面，即為鋼板混凝土剪力墻俯視圖剖面詳圖，其中，豎向加勁肋34和水平向加勁肋35均在內嵌鋼板剪力墻32兩側對稱布置，且在內嵌鋼板剪力墻32兩側對稱等間距設置栓釘7。內嵌鋼板剪力墻32、十字形鋼骨22、工字鋼梁腹板122在同一條軸線上對齊設置，三者之間通過焊接相連。

圖4為本發明中圖1的A-A剖面，即為方鋼骨混凝土柱4與型鋼混凝土轉換梁1連接節點剖面詳圖，其中，鋼管混凝土柱4底部焊接于型鋼混凝土轉換梁1內置的工字鋼梁上翼緣121頂面，且在與方鋼管混凝土柱4對應位置的工字鋼梁腹板122兩側對稱位置沿高度方向焊接側向封板43和端部封板44，板厚與方鋼管混凝土柱4同厚，其中，端部封板44在滿足受力要求的前提下沿工字鋼梁腹板122高度方向部分設置，須在靠近工字鋼梁下翼緣123處預留一定高度空間。

圖5為發明中型鋼混凝土轉換梁支撐方鋼管混凝土柱節點立面詳圖，其中，焊接于工字鋼梁上翼緣121、工字鋼梁腹板122、工字鋼梁下翼緣123的側向封板43和端部封板44與方鋼管混凝土柱4上下對齊設置。所述型鋼混凝土轉換梁1中的工字鋼梁上翼緣121、工字鋼梁下翼緣123、兩側緊鄰型鋼混凝土柱2的工字鋼梁腹板122一定寬度范圍內、端部封板44、側向封板43及該位置工字鋼梁腹板122一定范圍內均須設置栓釘7，具體數量和間距由構造要求和計算綜合確定。

圖6為本發明中圖5的C-C剖面，即方鋼管混凝土柱4底部與工字鋼梁上翼緣(121)連接詳圖，其中，方鋼管混凝土柱4在工字鋼梁上翼緣121所圍范圍內對稱預留混凝土澆筑孔8，以方便型鋼混凝土轉換梁1內各個區域混凝土澆搗密實。

圖1為具體工程實例中相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁結構詳圖，本發明應用于某工程項目中，抗震設防烈度7度，設計地震分組第一組，場地類別Ⅱ類。該項工程地下2層，塔樓地上31層，標準層層高4.2m，結構主體總高度148.8m，為超高層建筑，結構體系為帶多次雙向梁托柱轉換的框架-剪力墻結構。塔樓平面布置為矩形，基于特殊建筑立面造型和各層建筑功能的需要，塔樓部分沿高度方向，分別在10、18、22、26層設置部分轉換梁，分別有2~4道轉換梁，梁上支撐1~3根框架柱，形成局部框支框架，轉換梁最大跨度24m。上下相鄰轉換梁在平面布置上分別沿水平向和垂直向每隔數個樓層交替布置。即結構體系不但存在多次梁抬柱轉換。位于塔樓四角剪力墻和框架以及中庭位置鋼筋混凝土筒體沿高度方向上、下貫通設置，其他區域框架柱均在10層以上均是通過轉換梁上支撐框架柱的方式實現。該項目中，分別在10、18、22、26層邊跨位置轉換梁均采用本發明所提出的相鄰跨設置鋼板混凝土剪力墻的梁托柱轉換梁的技術方案。

本發明充分考慮了由于采用較高梁高的轉換梁導致出現兩側支撐型鋼混凝土轉換梁1的型鋼混凝土柱2抗剪不足的問題，通過在相鄰跨沿整層高設置一定長度的鋼板混凝土剪力墻3承擔剪力，不僅簡單有效地解決該問題，而且可最大程度減少結構構件對建筑功能的影響，該結構體系構造簡單、傳力明確、便于施工。

本發明實例列舉上述實施方式，但是由于框架柱截面形式的多樣性，相應相鄰跨設置適當長度的鋼板混凝土剪力墻3、型鋼混凝土轉換梁1上支撐方鋼管混凝土柱4等節點在構造形式上存在細節上的差異，除非引起的相關節點的改動超出本發明的范圍，否則都應該包括在本發明的保護范圍之內。