桁架隔震转换层技术领域：
本发明涉及一种建筑转换层的设计技术，我们称这种技术为桁架隔震转换层，属于建筑
结构设计技术领域。
背景技术：
目前转换层主要采用技术为梁式转换层和桁架转换层。梁式转换层具有截面尺寸大，结
构笨重和巨大质量集中点的缺点，抗震性能不好；桁架转换层结构水平刚度大，在动力作用
下，桁架局部区域会分配巨大的层剪力，导致容易在桁架转换局部造成构件破坏。
发明内容：
为了解决现有建筑转换结构技术存在的众多缺点，本发明提出了一种新的转换层设计技
术，我们称之为桁架隔震转换层。该技术不仅能轻松的实现建筑转换层的设计，同时具有层
刚度小，建筑结构抗震性能好，工程造价低等众多优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种桁架隔震转换层，所述的桁架隔震转
换层包括隔震支座、锚具、垫板、预应力筋、斜撑杆、稳定杆、框架梁柱板构件，所述桁架
隔震转换层利用桁架原理和隔震技术来实现转换层的设计，桁架转换结构在桁架顶点与上层
的楼板截断，在桁架顶点安装有隔震支座，转换层上部的重量先通过隔震支座传到下部的桁
架结构，再通过桁架结构传到桁架结构两边的框架柱，形成一种桁架隔震转换结构，根据跨
度的不同，桁架隔震转换层包括两跨桁架隔震转换层和三跨桁架隔震转换层；根据转换布置
的不同，桁架隔震转换层包括单轴向转换体系和双轴向转换体系两种布置。
在上述技术方案的基础上，本发明作出如下补充：
本发明提出一种桁架隔震转换层，在两跨桁架隔震转换层中，底层梁和斜撑杆形成一种
桁架结构，当设计有中间框架柱时，桁架结构也包含中间框架柱；在三跨桁架隔震转换层中，
底层梁、斜撑杆及悬挂梁形成一种桁架结构，当设计有中间框架柱时，桁架结构也包含中间
框架柱。桁架隔震转换层应用于建筑转换层设计，当采用两跨设计时，两跨跨度相等，当采
用三跨设计时，两个边跨跨度相等，斜撑杆分布设置在建筑轴线的竖向平面上，预应力筋布
置在底层梁的内部。桁架隔震转换层在施工时，先在底层梁梁端张拉预应力筋，当施工到桁
架顶点时安装上隔震支座，然后继续浇筑上层的混凝土结构，转换层上层的框架柱柱底轴力
通过隔震支座传到桁架顶点，再通过斜撑杆将轴力传递到斜撑杆下端的节点中，最后通过底
层梁内部的预应力筋将两个斜撑杆的水平分力相互抵消，斜撑杆在下端节点的竖向分力施加
给框架柱，由于隔震支座竖向强度高，水平刚度小，所以桁架隔震转换层结构的水平刚度比
现存的桁架转换层水平刚度更小，竖向构件刚度分布更加均匀，因而具有比现存的桁架转换
层结构更好的抗震性能。
在所述的桁架隔震转换层中，当采用两跨设计时，两跨跨度一般相等，由于转换层对称，
所以两个斜撑杆在下端节点的水平分力能相互抵消，进而只对斜撑杆下端节点的框架柱实现
轴心压力设计；当采用三跨设计时，两个边跨跨度相等，中间跨度可以根据实际需要设定，
由于在桁架顶点，斜撑杆有一个未能抵消的水平分力，需要在两个桁架顶点之间设计一道框
架梁来承受斜撑杆的水平分力，这道框架梁称为悬挂梁，桁架顶点与上层框架柱的底面之间
有一个距离间隙。
在本发明一较佳实施例中，在桁架隔震转换层结构中，预应力筋铺设在底层梁的内部，
可以是水平，抛物线或折线设计，底层梁为被预应力筋施加压力的连续梁，预应力筋采用后
张法张拉工艺，通过端部的锚具实现对预应力筋的锚固，锚具和垫板安装在底层梁的端部。
有时在底层梁内设计型钢可以不再需要预应力筋，进而简化施工，但是型钢桁架隔震转换层
的抗震设计技术核心与桁架隔震转换层技术核心是相同的。
在本发明一较佳实施例中，在两跨和三跨桁架隔震转换层中，有时为了增大建筑通道空
间而可以不需要设计中间框架柱和稳定杆，当将预应力筋采用抛物线或折线设计在底层梁中，
那么中间框架柱起到撑杆的作用，这时的中间框架柱是可以不需要设计的；当预应力筋铺设
在底层梁轴心处，中间框架柱起到吊杆作用，如果桁架转换结构跨度小，底层梁依靠自身的
抗弯强度就足够，这时也可以不需要设计中间框架柱，在两跨或三跨桁架隔震转换层中，无
论有没有中间框架柱，都是桁架隔震转换层，桁架隔震转换层技术的核心是将桁架转换结构
与被承托结构采用分离式的结构设计，采用隔震支座连接桁架转换结构与被承托结构，弱化
建筑局部层刚度。
在本发明一较佳实施例中，桁架隔震转换层的隔震支座为竖向强度高、水平刚度小的部
件，使隔震支座在能承受竖向巨大的荷载的同时具有较小的水平刚度，桁架顶点与上层框架
柱柱底之间有一个距离间隙，通过在桁架顶点设计隔震支座，桁架隔震转换层的层刚度比现
存的桁架转换层的层刚度小很多，现存的桁架转换结构因为内部没有隔震支座设计，楼层在
转换结构局部的水平刚度很大，在地震时，层剪力很大一部分被分担到此处，进而造成转换
结构周围框架构件的破坏。
在本发明一较佳实施例中，桁架隔震转换层设计在建筑楼层间，斜撑杆分布设计在建筑
轴线所在的竖向平面上，斜撑杆上端连接在桁架顶点，下端连接在连续底层梁的梁端，斜撑
杆上下端节点处都进行了加大截面设计，以提高节点的强度和安全性。
在本发明一较佳实施例中，所述的桁架隔震转换层根据转换结构布置的不同，分为单轴
向转换体系和双轴向转换体系，所谓单轴向转换体系是只在一个轴线方向布置桁架隔震转换
结构，所谓双轴向转换体系是指在两个相互垂直的轴线方向都布置桁架隔震转换结构，双轴
向转换设计能减少底层梁内部的预应力数量，如果双轴向桁架隔震转换层的底层梁内设计型
钢，底层梁内甚至可以不再需要设计预应力筋，同时双轴向转换设计使转换结构更加稳定。
当在一个轴线方向设计多个并排的桁架隔震转换层时，这样的设计也是单轴向转换体系，这
种情况下的底层梁内部的预应力筋一般会连接形成一根预应力筋。
在本发明一较佳实施例中，在三跨桁架隔震转换层中，两边跨跨度相等，中间跨的长度
可任意设定，两个桁架顶点连接有悬挂梁，施工时，悬挂梁与中间框架柱一同浇筑施工，悬
挂梁用于承受斜撑杆在桁架顶点形成的水平分力。
在本发明一较佳实施例中，当斜撑杆和悬挂梁构件尺寸很长时，构件受力不易稳定，为
了确保斜撑杆和悬挂梁受力的稳定性，可以在斜撑杆和悬挂梁中设计稳定杆，稳定杆的作用
在于加强斜撑杆和悬挂梁受力的稳定性，提高桁架隔震转换层结构的安全性，当设计有稳定
杆时，稳定杆一端连接在中间框架柱下端节点上，另一端连接在被稳定的构件上，与原有的
桁架结构形成新的桁架结构。
在本发明一较佳实施例中，在桁架隔震转换层中，桁架转换结构与上层框架结构为一个
分离的混凝土结构，桁架顶点与上层框架柱柱底之间有一个距离间隙，在桁架顶点和上层的
框架柱柱底之间安装有隔震支座。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细的说明。
图1是两跨桁架隔震转换层结构图；
图2是三跨桁架隔震转换层结构图；
图3是设计有稳定杆的两跨桁架隔震转换层结构图；
图4是设计有稳定杆的三跨桁架隔震转换层结构图；
图5是未设计中间框架柱的两跨桁架隔震转换层结构图。
图中各标号部件分别为：
1.锚具，2.垫板，3.框架柱，4.框架梁，5.斜撑杆，6.斜撑杆，7.隔震支座，8.中间框
架柱，9.底层梁，10.预应力筋，11.桁架顶点。
21.锚具，22.垫板，23.框架柱，24.框架梁，25.隔震支座，26.隔震支座，27.斜撑杆，
28.斜撑杆，29.悬挂梁，30.中间框架柱，31.底层梁，32.预应力筋，33.桁架顶点。
41.稳定杆，42.稳定杆。
51.稳定杆，52.稳定杆，53.稳定杆，54.稳定杆，59.隔震支座，60.桁架顶点。
具体实施方式
相同标号的部件为同一部件，虽名称可能小有出入，但不影响本发明和技术方案的理解。
一种桁架隔震转换层，它利用桁架原理和隔震技术来实现转换层的设计，达到能承受上
部楼层荷载的同时具有小的水平刚度，它可用于建筑的转换层设计，图1为单轴向两跨桁架隔
震转换层设计，由于转换层对称，斜撑杆在下端节点的水平分力可以通过预应力筋相互抵消。
在转换层中，将中间框架柱(8)在柱顶截断，在桁架顶点(11)与上层框架柱底之间安装上
隔震支座(7)，转换层以上的建筑自重通过隔震支座(7)传到桁架顶点(11)，再通过斜撑
杆(5)和斜撑杆(6)传递到斜撑杆下端的节点，在斜撑杆下端节点处，两个斜撑杆轴力的
竖向分力分别施加给框架柱，两个水平分力通过预应力筋相互抵消，从而形成一种桁架隔震
转换结构。为了保护桁架节点的强度和安全性，斜撑杆上下端节点均采用加强截面设计，如
图1和图2所示，为了减小转换层的层刚度，将桁架转换结构与上层梁板设计成一种分离的混
凝土结构，在桁架顶点和上层的框架柱柱底之间安装隔震支座，当在图1与桁架平面相垂直的
方向也布置桁架隔震转换结构时，那么这样的设计称为双轴向桁架隔震转换层。
图2为三跨桁架隔震转换层设计技术，其中两边跨跨度相等，其结构力学原理与图1相
似。为了提高桁架隔震转换层结构的安全性，在斜撑杆和悬挂梁中设计稳定杆，如图3和图
4所示。为了增大建筑通道空间，可以不设计中间框架柱，如图5所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，任何熟悉本领域的技术人员完全可以在不偏离
本发明技术思想的范围内，可不经过创造性的劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的
保护范围之内。