一种钢筋混凝土转换结构

1.本实用新型涉及建筑工程领域，特别涉及一种钢筋混凝土转换结构。


背景技术：

2.转换结构是建筑工程中的一种结构形式，随着城市的建设发展，很多建筑的需求向多功能发展，使得一些建筑使用功能沿竖向发生变化，从而会出现竖向构件不连续的问题，如上部采用满足小空间需求的剪力墙，下部采用满足大空间需求的框架柱，需要在不连续的结构构件中间设置转换结构。
3.目前，应用较为广泛的有梁式转换结构、厚板转换结构、钢桁架转换结构等。梁式转换结构采用大梁来完成竖向荷载的传递，有构造简单的优点，但是由于采用梁的抗剪来传递上部竖向构件的轴力，导致梁截面非常大，严重占用建筑使用高度，不方便设备走管和功能使用；另外，由于梁截面粗大，施工支模对下层楼盖的承载能力要求也很高；因而导致转换层和下层楼盖、施工措施等造价较高。厚板转换结构只是梁式转换结构的一个变种，厚板的厚度虽然比转换梁截面高度小，但是该层混凝土用量更多、结构更重，抗震不利且施工困难，造价也较高。钢结构桁架转换结构，其优点是钢结构较轻和钢材传力可靠，但是钢结构构件需吊装、节点需现场焊接组装，对施工机械、施工工人、施工组织均提出较高要求，现场焊接质量把握不好可能会带来灾难性后果；另外，钢结构尚需进行防锈防火处理，耐久性较差，平时需维护，一定年限还需进行全面维修；钢结构的总体造价一般也比钢筋混凝土的造价高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种钢筋混凝土转换结构，在转换层设置横截面由上到下逐渐变小的剪力墙并与上层梁、下层梁形成空间桁架效应。上、下层梁主要受轴力，因此上、下层梁截面高度较小，避免了梁式转换结构占用建筑空间的问题，提高了空间使用率，受拉力较大的梁可采用预应力技术进行裂缝控制，变截面高度剪力墙很好的将竖向力传递给框支柱，传力直接；这个结构的构造简单，用料节省，耐久性更佳，避免了厚板转换和钢结构桁架转换的缺点。
5.本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
6.一种钢筋混凝土转换结构，包括钢筋混凝土制成的至少两片剪力墙、上层梁、下层梁；其中：每片剪力墙顶部正上方对应设置有框支剪力墙，底部正下方对应设置有框支柱；且每片剪力墙顶部横截面的长度不小于框支剪力墙横截面长度，底部横截面的长度不小于框支柱横截面在对应方向上的长度；
7.所述剪力墙的横截面由上到下逐渐变小，呈上宽下窄；
8.所述上层梁设置在剪力墙的顶部与框支剪力墙之间，下层梁设置在剪力墙的底部与框支柱之间。
9.所述上层梁与下层梁之间的净空高度不小于设定值，所形成的空间提供给设备层
等使用。
10.所述剪力墙厚度固定或者厚度随高度降低而逐渐变大。
11.所述剪力墙采用常规结构或异形结构，所述异形结构为墙体一端增设竖柱，或者墙体两端采用竖柱和斜柱取代。
12.所述上层梁、下层梁以及一对剪力墙所围成的空间的截面为梯形或者拱形，或者其他可形成空间且不违反传力机制的形状。
13.一种钢筋混凝土转换结构，包括钢筋混凝土制成的至少两片剪力墙、上层梁、下层梁；其中：
14.一片剪力墙为落地剪力墙，落地剪力墙的顶部直接与上层剪力墙接触，底部直接接地；
15.其余剪力墙顶部正上方对应设置有框支剪力墙，底部正下方对应设置有框支柱；上层梁设置在其余剪力墙的顶部与框支剪力墙之间，下层梁设置在其余剪力墙的底部与框支柱之间；且至少有一个上层梁、一个下层梁的一端同时搭在落地剪力墙的侧面墙壁上；
16.每片剪力墙顶部横截面的长度不小于框支剪力墙横截面长度，底部横截面的长度不小于框支柱横截面在对应方向上的长度；
17.所述剪力墙的横截面由上到下逐渐变小，呈上宽下窄。
18.所述上层梁与下层梁之间的净空高度不小于设定值，所形成的空间提供给设备层等使用。
19.所述剪力墙厚度固定或者厚度随高度降低而逐渐变大。
20.所述剪力墙采用常规结构或异形结构，所述异形结构为墙体一端增设竖柱，或者墙体两端采用竖柱和斜柱取代。
21.所述上层梁、下层梁以及一对剪力墙所围成的空间的截面为梯形或者拱形，或者其他可形成空间且不违反传力机制的形状。
22.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
23.1、采用本实用新型，与现有一般梁式转换结构相比，变截面高度剪力墙、上层梁及下层梁围成的空间提升了转换层的空间利用率。
24.2、采用本实用新型，与现有一般梁式转换结构、厚板转换结构相比，变截面高度剪力墙、上层梁、下层梁形成结构，受力类似于桁架，构件主要承担轴力为主，传力直接，用料节省。
25.3、采用本实用新型，与现有一般钢桁架转换结构相比，构造简单、耐久性更好、造价便宜。
附图说明
26.图1为本实用新型所述一种钢筋混凝土转换结构的结构示意图。
27.图2为图1的a-a方向剖视图。
28.附图标记含义如下：
29.1-框支柱、2-下层梁、3-剪力墙、4-上层梁、5-框支剪力墙。
具体实施方式
30.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
31.实施例1
32.如图1、2，一种钢筋混凝土转换结构，包括钢筋混凝土制成的两片剪力墙、上层梁、下层梁；其中：每片剪力墙顶部正上方对应设置有框支剪力墙，底部正下方对应设置有框支柱；且每片剪力墙顶部横截面的长度不小于框支剪力墙横截面长度，底部横截面的长度不小于框支柱横截面在对应方向上的长度；
33.所述剪力墙的横截面由上到下逐渐变小，呈上宽下窄；
34.所述上层梁设置在剪力墙的顶部与框支剪力墙之间，下层梁设置在剪力墙的底部与框支柱之间。
35.所述上层梁与下层梁之间的净空高度不小于设定值，以便楼层使用，一般结合设备层使用。
36.所述剪力墙厚度根据计算确定，也可以采用变厚度、竖柱+薄墙或者竖柱+斜柱等异形形式，使得传力直接又节省材料。
37.因为剪力墙长度是上宽下窄，为了保证受力连续，不同高度位置的截面面积应一致，则剪力墙可以上薄下厚，长度和厚度同时变化，可以达到混凝土量最省，但是施工比较困难，因此这样的做法不常用。
38.如果为了方便施工，采用同厚度变长度的剪力墙，则厚度比较大，此时为了节省，也可以把框支柱往上延伸到框支剪力墙下，则横截面渐变的剪力墙厚度可以大为减薄，因为大部分力会直接从向上延伸的框支柱那里往下传递，变截面高度的剪力墙也就可以减薄很多。还有一种情况，把框支柱上延伸，且横截面渐变的剪力墙在倾斜一侧设置斜端柱，那么剪力墙中间的混凝土可以去掉，变成了一根竖柱和一根斜柱，这种相当于两次转换，框支墙先转换给竖柱和斜柱，再转换给下部的框支柱。
39.所述上层梁、下层梁以及两片剪力墙所围成的空间的截面形状为等腰梯形。此时两片剪力墙组成一对，两片剪力墙的顶部共用一根上层梁，底部共用一根下层梁。每片剪力墙沿上层梁方向的纵向截面为直角梯形。
40.实际上剪力墙的横截面由上到下逐渐变小，变化率可以有多种情况：
41.(1)每片剪力墙沿上层梁方向的纵向截面为直角梯形，变化率是固定不变的；
42.(2)每片剪力墙沿上层梁方向的纵向截面一边为竖向直线，相对边为弧线，此时变化率是随着弧线弧度多次变化的；
43.(3)每片剪力墙沿上层梁方向的纵向截面一边为竖向直线，相对边为台阶状线段组成，此时处于某一个台阶内，变化率是零，由一个台阶向相邻台阶变动，变化率可为定值或发生变化；
44.(4)每片剪力墙沿上层梁方向的纵向截面两边均可以按上述(2)、(3)非竖向直线而变化。
45.所述剪力墙、上层梁、下层梁的纵筋、分布筋、腰筋和箍筋等的横截面积、间距和位置都要符合现行《混凝土结构设计规范》(gb50010)、《建筑结构抗震设计规范》(gb50011)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3)等相关规范的规定。
46.钢筋混凝土转换结构的布置方法，包括以下步骤：
47.先将框支柱固定，在其上方布置下层梁，随后在下层梁上方布置横截面由上到下逐渐变小的剪力墙，再在剪力墙上方布置上层梁，此时，下层梁、剪力墙以及上层梁整体形成转换层，再在转换层上方布置上层结构的框支剪力墙。
48.该转换层结构在现场制作时，先将框支柱1固定，在其上方布置下层梁2，随后在下层梁2上方布置剪力墙3，再在剪力墙3上方布置上层梁4，此时，下层梁2、剪力墙3以及上层梁4整体形成转换层，再在转换层上方布置上层结构的框支剪力墙5。剪力墙、上层梁和下层梁形成空间桁架效应，转换结构整体形成类似桁架的结构受力形式，上、下层梁主要受轴力，上、下层梁截面高度较小，避免了梁式转换结构占用建筑空间的问题，提高了空间使用率，受拉力较大的梁可采用预应力技术进行裂缝控制，横截面由上到下逐渐变小的剪力墙很好的将竖向力传递给框支柱，传力直接，构造简单，用料节省，耐久性更佳，避免了厚板转换和钢结构桁架转换的缺点。
49.实施例2
50.实施例2除了以下特征与实施1不同，其余特征相同。
51.一种钢筋混凝土转换结构，包括钢筋混凝土制成的两片剪力墙、上层梁、下层梁；其中：
52.一片剪力墙n1为落地剪力墙，落地剪力墙的顶部直接与框支剪力墙接触，底部直接接地；
53.另一片剪力墙n2顶部正上方对应设置有框支剪力墙，底部正下方对应设置有框支柱；上层梁设置在剪力墙n2的顶部与框支剪力墙之间，下层梁设置在其余剪力墙的底部与框支柱之间；且剪力墙n2顶部的上层梁、底部的下层梁的一端同时搭在剪力墙n1的侧面墙壁上。
54.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。