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高层建筑转换梁结构类型及计算方法的研究 魏琏王森韦承基 （中国建筑科学研究院深圳分院深圳 “ ） ［提要］ 通过对承受不同跨度、 不同位置、 不同厚度、 不开洞和开洞的墙体的转换梁进行墙 , 0 - 3 , 1 6 * 3 “ ’ 9 0 9 1 0 *6 2 0 . 0 - ；3 1 - 4 * 16 * 7；4 0 - 0 3 ** . * 7 * - 3 - . / 0 ；4 1 7 * 3 1 2 8 3 2 1 . - . / 0 7 * 3 9 , 一、 前言 我国 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 （ A BC “） 第 D E D B条指出转换梁为偏心受拉构件， 配筋计算按偏拉构件相应的方法进行， 但实际情况并 非都是这样。如果不加分析地将转换梁统一按偏心受 拉构件来处理， 显然是不合理的。实际上， 转换梁的受 力特性与上部墙柱构件是否能与转换梁共同工作以及 怎样共同工作息息相关， 这正是正确解决转换梁计算 方法的关键。 实际结构中转换梁形式很多。按平面连接的跨度 分为单跨转换梁、 双跨转换梁及多跨转换梁； 按转换梁 上部墙体是否沿转换梁全长布置有满跨剪力墙转换梁 和非满跨剪力墙转换梁之分； 按转换梁上部墙体是否 开洞又可分为不开洞剪力墙转换梁和开洞剪力墙转换 梁。因此要对转换梁的类型进行合理分类， 并针对不 同类型转换梁提出相应的计算方法。 本文将根据转换梁上承托的不同墙柱形式， 对转 换梁结构进行合理分类， 对不同类型转换梁与上部结 构是否共同工作的受力特性进行分析， 在此基础上提 出合理的计算方法。 以下分别采用有限元法和框架法对不同类型的转 换梁的界定进行分析。有限元分析时采用通用有限元 分析软件F 2 5 * 1 F G H C “， F G H ， 转换梁、 上部墙体、 下部框支柱均采用实体单元， 材料的弹性模量为B D I “ J K／7 ， 网格划分时考虑柱、 梁、 墙间单元节点的 协调， 在连接位置设置节点， 其它位置也相应细化， 在 空间B个方向上分别划分网格， 形成分析需要的几何 模型。框架法分析采用平面框架分析软件H L， 分析时 将梁、 柱按一般的杆单元考虑， 上部墙体仅按荷载考 虑。为了使计算结果有可比性， 两种方法分析时均不 考虑结构自重的影响， 而施加的荷载总量相等， 且均为 均匀布置。 二、 转换梁结构分类 根据转换梁上部墙体的不同长度与分布位置， 转 换梁可以分为以下几类 （见图“） 满跨墙体转换梁； 部 分墙体支承在框支柱上的转换梁； 部分跨墙体仅位于 框支柱净跨中的转换梁； 仅跨中作用柱的转换梁。 满跨墙体转换梁结构， 由于转换梁与上部结构剪 力墙紧密相连， 转换梁的变形、 受力受到上部剪力墙结 构的直接制约和影响， 二者必有共同作用。这种相互 作用改变了梁受力性能， 使转换梁与一般受弯梁的受 力大相径庭， 也使上部剪力墙的受力特性有所变化。 当上部剪力墙有一部分墙体直接作用在框支柱上时， 墙体的一部分荷载直接传递给框支柱， 剪力墙的受力 性能将有较大改变， 因此这两种情况下的转换梁受力 分析应考虑与上部墙体的共同工作， 同时也应考虑墙 体的实际受力状态， 提出正确的墙体设计计算方法， 才 能得到合理的结果。 墙体仅位于框支柱净跨中的转换梁， 转换梁与上 部墙体的共同工作受墙体刚度的影响， 上部墙体越长， 厚度越大， 刚度越大， 则二者的共同工作特性越明显， 反之则共同作用影响减弱。 上部仅作用柱的转换梁结构， 柱宽相对于转换梁 跨度一般均很小， 不难想象， 转换梁与上部结构柱的共 同作用不大， 因此这种转换梁的受力性能将接近于普 通的上部作用有均布荷载或集中荷载的梁的受力性 能， 设计计算中一般无需考虑转换梁与其上柱的共同 工作。 J 第B “卷 第“ “期建筑结构 “年“ “月 图转换梁的分类 三、 不开洞墙体转换梁的界定 “满跨墙体转换梁 为了研究满跨墙体转换梁的受力特征， 采用有限 元法对不同跨度、 不同墙体厚度的转换梁进行分析， 考 虑上部墙体与转换梁的共同工作。同时用框架法不考 虑上部结构墙体与转换梁的共同工作， 即忽略墙体的 刚度不计， 仅将其作为荷载作用于转换梁上。两种方 法计算的转换梁简图见图， 墙顶作用的荷载总值为 ’ ， 转换梁内力计算结果及计算跨中最大位移 值列于表。 从表中可以看出， 对所研究的跨度和上部墙体 厚度的转换梁， 按框架法计算得到的满跨墙体转换梁 的截面内力， 与实际结构考虑上部墙体共同作用的有 限元法计算结果有很大的差别。 （） 按框架法计算得到的跨中截面弯矩要比采用 有限元法计算得到的跨中弯矩大很多， 前者为后者的 “ * “ 倍。上部墙体越厚， 刚度越大， 或者梁跨度 越大， 梁的相对刚度越小， 转换梁与墙体的共同作用越 明显， 按框架法不考虑二者共同作用计算得到的梁跨 中弯矩， 比按有限元法考虑二者共同作用计算得到的 弯矩就越大。 图满跨转换梁计算简图 （） 按框架法计算得到的梁端截 面负弯矩要比采用有限元法计算得 到的梁端弯矩大很多。在一定条件 下， 按有限元法计算梁端还可能出现 正弯矩。 （） 按框架法计算得到梁整跨截 面均为轴向压力； 用有限元法计算的 梁跨中截面 为 轴 向 拉 力， 且 数 值 较 大， 但靠近支座， 截面的拉力减小， 仅 为跨中截面拉力的, ,， 在一 定条件下， 梁端轴力也可能变成数值 不大的压力。 （） 按框架法计算得到的梁端剪力大于按有限元 法计算的梁端剪力。前者为后者的 “ “ *倍。 （） 按框架法计算得到的梁跨中最大位移比按有 限元法考虑墙梁共同工作的计算结果大许多， 前者为 后者的 “ - -. “ 倍。 图满跨墙体转换梁截面正应力分布图 从截面正应力的分布图 （见图） 可以看出， 截面 的中和轴上移， 说明截面上的轴向拉力较大， 中和轴的 位置受转换梁与墙体相对刚度的影响。转换梁刚度相 对较小 （图中 （/） 与 （0） 相比， 梁高不变， 梁宽减小） 时， 中和轴的相对高度较大， 中和轴甚至位于墙体内， 转换梁为全截面受拉。由此可见， 这类转换梁应采用 有限元法进行详细的应力分析， 计算考虑上部墙体的 作用。其受力特征表现为梁跨中大部分为偏心受拉， 但梁跨中弯矩远小于按框架法计算得到的弯矩值， 而 梁端弯矩值则比框架法计算的更小， 梁端剪力也比框 架法的值相应减小。因此考虑梁与上部墙体的共同工 作时， 转换梁的配筋和构造与一般受弯梁的配筋和构 造显然不同， 应进行专门的计算设计。 文献 ［］ 中对两榀满跨转换梁的试验研究表明， 在 转换梁未出现裂缝的弹性受力阶段， 采用有限元计算 得到的转换梁截面应变情况、 跨中位移、 开裂荷载等与 试验量测的数值较接近。 由于考虑与上部墙体的共同工作， 还应掌握上部 墙体的受力情况。图中满跨转换梁跨度1 2， 墙厚“1 22时上部墙体及转换梁的应力等位线 分布图见图， 图中应力单位为／22 。 从图 （0） 可 -标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 满跨墙体转换梁截面内力及跨中最大位移比较表 跨度 （） 墙厚 “ （） 采用有限元法采用框架法 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处 梁跨中最 大位移 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处 梁跨中最 大位移 “ “ ’ ’ ’ * ’ * ’ * ’ ’ * ’ “ ’ , ’ * ’ ’ - “ ’ ’ * ’ “ “ ’ ** ’ ’ “ ’ * ’ “ ’ , ’ * ’ ’ - “ ’ “ , ’ ’ , ’ , ’ ** ’ -“ “ ’ ’ “ ’ , ’ ’ ’ - “ ’ “ - ’ , ’ ’ ’ ’ “ “ ’ ’ “ ’ , ’ ’ ’ - 注单位为“ . /；，单位为“ . /； 位移单位为。 图转换梁及上部墙体的应力等位线分布图 以看出， 转换梁跨中上部墙体处于明显的受压应力状 态， 上部墙体作为转换梁受压区的一部分与转换梁一 起抵抗外弯矩作用。从图（0） 的墙体剪应力等位线 分布图上可以看出， 在转换梁上部靠近支座附近的墙 体有较大的剪应力， 这是由于跨中墙体一部分支承在 框支柱上， 其余部分支承在转换梁上， 这两部分墙体间 的相对位移引起支座附近墙体的剪应力。从图（0） 的墙体竖向压应力等位线图中可以看出， 转换梁端部 框支柱上方墙体处， 墙体的竖向压应力很大， 表现出显 著的应力集中现象。文献 ［］ 的试验结果也证实了满 跨转换梁结构的这一受力特点。因此设计时应考虑墙 体的这些应力特征， 其计算方法在文献 ［*］ 论述。 ’部分墙体支承在框支柱上的转换梁 表中列出了不同跨度、 不同墙体厚度、 不同长度 时， 转换梁按有限元法和按框架法计算得到的截面内 力。按两种方法计算的转换梁简图见图*， 墙顶作用 荷载总值为 . /。 从表中可以看出， 在所比较的跨度和上部墙体 长度、 厚度条件下， 按框架法计算得到的转换梁截面内 力与有限元法计算结果相差很大。 （“） 按框架法计算得到的墙体中轴线处转换梁的 弯矩明显大于用有限元法计算得到的相应截面弯矩， 前者有的甚至为后者的几十倍。 （） 按框架法计算得到的梁端弯矩也明显大于用 有限元法计算得到的相应截面弯矩。前者数值为后者 数值的几十倍。 （） 按框架法计算转换梁的轴向力均为压力， 按有 限元法计算的转换梁梁端截面轴向力均为压力， 在一 定条件下， 转换梁中部截面可能出现拉力。 （） 由于墙体一部分支承在框支柱上， 按框架法与 按有限元法计算得到的梁左端剪力有较大的差异， 前 者约为后者的 ’ * ’ 倍。 由于上部墙体一部分落在框支柱上， 使上部墙体 的受力也变得较为复杂， 图为上部墙体及转换梁沿 各截面的剪应力等位线分布图 （图中， 转换梁的跨度 图*部分墙体支承在框支柱上的转换梁计算简图 - 部分墙体支承在框支柱上的转换梁截面内力比较表 “ 跨度 “ （） 墙厚 （） 采用有限元法采用框架法 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处梁右端柱内侧截面处梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处梁右端柱内侧截面处 “／ “ ’ ’ ’ * ’ ,’ - ’“ , “ “ ’“ , ’ * ,’“ , “ , ’ “ - ’ “ ’ ’ “ - ’ - ’“ , “ “ ’“ , ’ * ,’“ , “ , “ “ ’ - -“ ’ ’ - “’ “’ - ’ “ “ “ * ’ “ ’ - ’ “ “ - ’ ’ “ ’ ’ - ’ “ “ “ * ’ “ ’ - ’ “ “ ／ “ ’ - - ’ , “ - “’ ’ * ’ “ “’ * - ’ , * “ “ “ “ , “ ’ , ’ ’ , , ’ , ’ - ’ ’ , ’ * - ’ , * “ “ “ “ , “ ’ , ’ ’ , , “ ’ - * “ “ * ’ *’ ““ ’ ’“ * “ * ’“ ’ “ - ’“ “ ’ “’ “ “ - , , ’ ’ ,’ ’“ * “ * ’“ ’ “ - ’“ “ 注单位为 . /；，单位为 . /。 “0 ， 墙厚0 ， 图 （1） 中的墙体长度为转换 梁跨度的“／ ， 图（2） 中的墙体长度为转换梁跨度的 ／ ） ， 图中应力单位为/／ “。从图中可以看出， 在 转换梁上部靠近支座附近的墙体内有较大的剪应力， 这 是由于墙体一部分支承在框支柱上， 其余部分支承在转 换梁上， 这两部分墙体间的相对位移引起支座附近墙体 的剪应力。设计时应考虑这些应力的影响， 适当加强配 筋构造。 综上所述， 对部分墙体支承在框支柱上的转换梁， 应按有限元法分析转换梁及上部墙体的应力、 内力， 作 为设计转换梁和上部墙体配筋构造的依据。 图转换梁上部墙体的剪应力等位线分布图 部分墙体位于框支柱净跨中的转换梁 对于部分墙体位于框支柱净跨中的转换梁， 转换 梁与墙体是否有共同作用与墙体的长度及厚度有关。 为此按照与前面同样的方法， 对不同跨度、 不同墙体厚 度、 不同长度下的转换梁， 分别按有限元法和框架法进 行计算， 得出的转换梁截面内力见表。按照两种方 法计算的转换梁简图见图， 墙顶作用的荷载总值为 “ “ . /。 从表可以看出 （） 转换梁跨中弯矩， 当墙体的长度为转换梁跨度 图部分墙体位于框支柱净跨中的转换梁计算简图 的／ “／ 时， 按框架法计算得到的梁跨中弯矩与 按有限元法计算得到的弯矩较接近， 前者约为后者的 “ , 倍。按框架法计算结果偏大的主要原因 是框架计算跨度取柱轴线跨长， 而有限元法则考虑了 柱宽对梁内弯矩的影响。 当墙体的长度增大为转换梁跨度的／ 时， 按框 架法计算得到的梁跨中弯矩比按有限元法计算得到的 弯矩已大得较多， 前者已达后者的 , 倍。可 见墙长增大反映了上部墙体与梁共同作用的增强， 而 两法对转换梁跨中弯矩计算结果的差别也愈大。 （“） 转换梁端部负弯矩， 当墙体的长度为转换梁跨 度的／ “／ 时， 按框架法计算得到的梁端负弯矩 为用有限元法计算的 , 倍， 两者相差不大。 当墙体的长度为转换梁跨度的／ 时， 按框架法计算 的梁端负弯矩与按有限元法计算的梁端弯矩差别开始 增大， 前者为后者的 “ “ -倍。 （） 采用框架法计算时， 转换梁各截面轴力均为压 力。采用有限元法计算时， 当墙体的长度为转换梁跨 度的／ “／ 时， 转换梁端的轴向力均为压力， 跨 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 墙体位于框支柱净跨中的转换梁截面内力比较表 跨度 （） “ 墙厚 （） 采用有限元法采用框架法 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处 梁跨中最 大位移 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处 梁跨中最 大位移 “ “／“ “ ’ ’ * “ “ “ , , , , * “ “ , - “ “ ’ “, - “ ’ * ,“ “ , ’ “ , - “ “ ’ “, - ／“ “ - “ “ * , -“ “, , -“ “ ’ “, , - “ “ - “ , ““ “ , - , - “ “, , -“ “ ’ “, , - “ ／“ “ - “ “ “ ’“ , “ “ “ ’ ,, - * - “ “ * , , “ ““ - *“ , “ “ “ ’ ,, - “ “／“ , “ “ , * “ ’ - - ,“ “ “ , * , “ “ “ *“ ,’ - - ,“ “ “ , ／“ “ *“ “ * - -“ -“ - ’ , , “ “ * “ , * ’ “ “ , ’ * “ - ’ , , “ “ * “ , ／“ “ *“ “ “ * , ’ “ ’ *“ “ * “ - “ - “ “ “ ’ - - “ *’ *“ “ * “ - 注单位为“ . /；，单位为“ . /； 位移单位为。 中截面的轴向力有时为压力， 有时为拉力， 即使是拉 力， 数值也不大； 当墙体的长度为转换梁跨度的／“ 时， 转换梁端轴向力仍为压力， 但跨中截面的轴向力均 已成为拉力， 且数值较大。 （） 不论墙体的长度为转换梁跨度的“／“ ， ／“ 或／“ ， 采用框架法和有限元法计算得到的梁端剪力 都一致。这是由于上部墙体位于转换梁净跨内， 比较 的前提是总荷载相同， 所以上部墙体 （或荷载） 对梁端 部的竖向作用剪力是相当的。 （’） 转换梁跨中最大位移， 当墙体的长度为转换梁 跨度的“／“ ／“ 时， 按框架法计算得到的梁跨中最 大位移为用有限元法计算的“ *“ ’ “倍， 两者相差 不大。当墙体的长度为转换梁跨度的／“ 时， 按框架 法计算的梁跨中最大位移与有限元法的计算结果相 比， 前者为后者的“ ’ *倍。 从表数据还可看出， 墙体厚度增大会增强转换 梁与上部墙体的共同作用， 但对常用墙体厚度为 时， 其影响相对不大。 综上所述， 当部分墙体 （常用厚度范围内） 位于转 换梁净跨中时， 墙长对转换梁与上部墙体是否共同工 作起关键作用。根据表结果可初步建议， 当墙长度 为“ ’／“ 时 （为转换梁跨长） ， 可不考虑转换 梁与墙体的共同工作， 按框架法计算， 其结果是偏于安 全的， 但应注意梁跨中附近可能出现的轴拉力； 当墙长 度为““ ’／“ 时， 应考虑转换梁与墙体的共同工 作， 按有限元法计算其内力。 实际上， 考虑梁与墙体是否共同工作的界定界限 尚与墙梁的相对刚度有关。当梁刚度很大时， 上述考 虑梁墙共同工作的界限尚可进一步放宽。 仅作用柱的转换梁 上部作用柱的转换梁， 截面中的轴向力与弯矩相比 很小 （见表） ， 可以忽略。表中列出了不同跨度、 上部 作用不同截面柱时， 转换梁按有限元法和框架法得到的 截面内力。按两种方法计算的转换梁简图见图， 柱顶 作用荷载总值为 . /。 从表中可以看出， 不论跨度多大， 对仅作用柱的转 换梁截面内力， 按框架计算得到的结果与实际结构考 虑上部墙体作用的有限元计算结果较接近。 （“） 采用框架法与有限元法计算得到的梁跨中截 面弯矩接近， 前者约为后者的“ “ , -倍。按框架 法计算结果偏大的原因与上述相同。 （） 用框架法计算得到的梁端负弯矩与用有限元 法计 算 得 到 的 值 相 比， 也 比 较 接 近， 前 者 为 后 者 的 * “ ’ ,倍。 （） 采用框架法与有限元法计算得到的梁跨中各 截面轴向力都很小， 而且大多数是压力。梁处于显著 的受弯作用状态。 （） 两种方法计算得到的梁端剪力基本一致。 （’） 采用框架法计算得到的梁跨中最大位移与用 图仅作用柱的转换梁计算简图 ““ 仅作用柱的转换梁截面内力比较表 跨度 （） 柱截面 ““ （） 采用有限元法采用框架法 梁左端柱内侧截面处柱中轴线处 梁跨中最 大位移 梁左端柱内侧截面处墙柱中轴线处 梁跨中最 大位移 “’ * , * - * . * ’ * . * - * - * - * - * - * - * “ * ’ , * * . - * - - . * - ,. * . * - * - * - * - * - * “ * . ’ , * - * . . * - * . * ’ * - * - * - * - * - * “’ . * * - - * . * . * , ’ * , * ’. * * * -. * * “ * * - . * . . * - , * ’ * ’ * ’. * * * -. * * “ * . , * - * . * * ’ , ’ * - * ’. * * * -. * * 注单位为 . / 0；，单位为 . / 0； 位移单位为。 开门洞墙体转换梁截面内力比较表“ 洞口位置及高度采用有限元法采用框架法 ’／ ／ ／ 梁左端内侧柱端截面处墙体中轴线处 梁跨中最 大位移 梁左端内侧柱端截面处墙体中轴线处 梁跨中最 大位移 * * ／.. * . * . ’ * * - . * - * * - . * ’ * * ’ * . * . * * ／.. * - * ’ * . * * * * - . * ’ * * ’ * . * . * * ／.. * * ’ * * - - * - , * - * . * , ’ ’ * . * - ’ * , ’. * ’ * * ／.. * ’ * - ’ * . * - - * - * * . * , ’ ’ * . * - ’ * , ’. * ’ * * .／.. * ’ * ’ * ’ * * * - * * . ’ * . , * - , * .. * * * .／. * * ’ ’ * . * . . * * - * * . ’ * . , * - , * .. * 注单位为 . / 0；，单位为 . / 0； 位移单位为。 有限元法计算的值较接近， 前者约为后者的 * ’ * . ’倍。 综上所述， 对这种转换梁可以采用框架法进行内 力计算和配筋， 且计算结果是偏于安全的。 四、 开门洞墙体转换梁的界定 实际结构中很多转换梁上部墙体开有门洞口。这 些洞口的设置不仅给墙体本身的受力造成影响， 而且 对支承墙体的转换梁的受力形态有影响。转换梁上开 门洞墙体 （包括洞口开至楼面处的窗洞墙体） 的主要特 点是墙体只有竖向墙肢与转换梁整体相连， 洞底并无 水平墙体与转换梁整体连接。 下面用有限元法和框架法分别进行计算。转换梁 的计算简图见图,， 墙顶作用荷载总值为. / 0。 两种方法计算的转换梁内力结果列于表。表中列 出了开门洞墙体洞口不同长度、 不同高度、 开洞墙体墙 肢’的长度小于转换梁跨度的／ ／ 时， 转换梁 按有限元法和框架法计算得到的截面内力。从表中可 以得出以下几点结论 （） 按框架法计算得到的转换梁跨中截面弯矩略 大于考虑上部墙体的有限元计算的结果， 前者为后者 的 * - * 倍。按框架法计算跨中弯矩偏大的原 因与前述相同。 （） 用框架法计算得到的梁端负弯矩大于用有限 元法计算的结果， 前者为后者的 * - * .倍。 （.） 采用框架法与采用有限元法计算得到的梁跨 图,开门洞墙体及转换梁计算简图 中各截面轴向力都很小， 而且大多数是压力。梁处于 受弯作用状态。 （） 两种方法计算得到的梁端剪力一致。 （） 按框架法计算得到的梁跨中最大位移为有限 元法计算结果的 * * 倍。 综上所述， 承受开门洞墙体的转换梁受力特性其 实与多墙肢作用于转换梁受力特性一致， 可采用单墙 肢长度’， 而不是取墙总长“为准来确定是否考虑转 换梁与上部墙体的共同作用。按有限元法或框架法进 行计算， 其界定原则可采用与不开洞墙体转换梁同样 的结论， 即对开门洞剪力墙而言， 当’ * ／ 时， 可不考虑转换梁与墙体的共同工作， 按框架法计算； 当 ’“ * ／ 时， 应考虑转换梁与墙体的共同工作， 按 有限元法计算其内力。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 开窗洞墙体转换梁截面内力比较表 洞口位置及高度采用有限元法采用框架法 ／“ ／“／“／ 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处 ’ 梁跨中最 大位移 梁左端柱内侧截面处墙体中轴线处 ’ 梁跨中最 大位移 “ ／ ／’ “ ’“ *“ * “ ’ ’ “ ’ “ ／ ／’ “ ’“ *“ , , ,’ ’ “ ’ “ ／“ ／’ ’“ “ *“ , , ’ ’ “ ’ “ ／ “／’ * ’“ * *“ * “ ’ ’ “ ’ “／ ／’ ’“ *“ * * “ “’ ’ “ ’ “／ ／’ ’“ “ *“ , ’ ’ “ ’ “／“ ／’ ’“ “ *“ , ’ ’ “ ’ “／ “／’ ’“ *“ “ “ ,’ ’ “ ’ ／ ／’ ’“ *“ “ ’ ’ “ ’ ／ ／’ ’“ *“ * , * , ’ ’ “ ’ ／“ ／’ ’“ *“ “ * “ “ , *’ ’ “ ’ ／ “／’ ’“ *“ “ “ ’ ’ “ ’ 注单位为 - ./；，’单位为 - .； 位移单位为//。 当满跨墙体上开有门洞口时， 墙体必有一部分支 承在框支柱上； 当墙体非满跨但门洞口一侧的墙肢支 承在框支柱上时， 均应考虑转换梁与上部墙体的共同 工作， 按有限元法进行计算分析。 五、 开窗洞墙体转换梁的界定 开窗洞口的主要特点是墙体不仅有竖向墙肢与转 换梁整体相连， 而且洞底还有水平墙体与转换梁整体 连接。 以下按有限元法和框架法对位于框支柱净跨中的 开窗洞墙体转换梁进行分析， 以观察转换梁与上部墙 体共同工作的情况。转换梁的计算简图见图 ， 墙顶 作用荷载总值为 - .。两种方法计算的转换梁 内力结果列于表。从表可以看出以下诸点 （） 不论开洞墙体墙肢多长， 按框架法计算得到的 转换梁跨中截面弯矩比按有限元法计算的结果要大， 前者约为后者的 , “ “ *倍。 （“） 用框架法计算的梁端负弯矩比用有限元法计 算的值大， 前者为后者的“ ““ 倍。 （） 采用框架法计算得到的梁端和梁跨中各截面 轴向力都是压力。采用有限元法得到的梁跨中各截面 轴向力均为拉力， 拉力的大小与转换梁顶部与窗洞口 下墙体的高度， 以及洞口的大小有关。 （*） 两种方法计算得到的梁端剪力一致。 （） 按框架法计算得到的梁跨中最大位移比按有 限元法的计算结果大， 前者为后者的 “ *倍。 图 为上部墙体及转换梁沿各截面的正应力分 布形式。从图中可以看出， 转换梁截面下部受拉， 上部 受压， 中和轴位于截面的上部。靠近转换梁上部约一 层的墙体截面上横向正应力较大， 为压应力状态， 这一 部分墙体与转换梁一起工作， 抵抗外弯矩作用。 图 开窗洞墙体及转换梁计算简图 图 转换梁及上部开窗洞墙体截面正应力分布图 因此， 对窗台高度 ／时 （为转换梁上层层 高） 的窗洞口墙体， 一般要考虑转换梁与上部墙体共同 工作， 按有限元法进行计算。按有限元法或框架法计 算， 其界定原则可以用墙总长， 而不是墙肢宽为准 来判断转换梁与上部墙体是否共同工作。即当墙长 ““ “／ 时， 可不考虑转换梁与墙体的共同工作， 按 框架法计算； 当墙长“ “／ 时， 应考虑转换梁与 墙体的共同工作， 按有限元法计算其内力。 当满跨墙体上开有窗洞口或墙体非满跨但窗洞口 一侧的墙肢支承在框支柱上时， 墙体必有一部分支承 在框支柱上， 这些情况均应考虑转换梁与上部墙体的 共同工作， 按有限元法进行计算分析。 六、 结论 从结构计算与设计的角度而言， 转换梁承托各种 不同类型的墙柱， 尽管千
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