张中良

摘要：随着城市化进程的加快，激化了建筑用地与城市其它用地之间的矛盾，使得建筑功能越来越复杂，建筑成本也越来越高。在此背景下，推动了带转换结构的复杂高层建筑的实现。这种结构形式在满足同一地块建筑功能的多样化方面以及提高土地资源利用率方面发挥着重要作用。但这类建筑也面临着竖向结构刚度突变，抗震性能较普通建筑差，设计难度高等问题。这类建筑一旦存在设计质量问题，将会影响建筑物的安全性。对此，本文对结构转换层的含义和主要特点进行了研究，并分析了带结构转换层的高层建筑结构设计的原则，以及结构转换层的结构选择和转换层主要构件的設计要点，阐述了设计高层建筑转换层结构时需要注意的要点，有利于保障设计质量和效果。

关键词：带转换层;高层建筑;结构设计

引言：社会不断进步，人们的居住环境以及整体生活质量和水平也在不断提升。在这样的背景下，人们对生活的总体需求也在增加，在高层建筑的实践中，可以不断完善建筑整体服务的质量和功能。在现代高层建筑的设计和施工过程中，为了保证建筑结构的合理布局，应做好结构转换层的相关设计工作，确保结构在实际过程中能够达到良好的均匀性和坚固性。结构的科学合理设计直接关系到高层建筑结构的整体稳定性和建筑质量的提高。因此，在高层建筑的设计和施工中，必须对结构转换层的结构设计给予足够的重视。

1、建筑转换层的含义和特点

在高层建筑中，上部过多的建筑设计以及下部过少的建筑设计都是与力学原理相违背的，在这种情况下，为了确保高层建筑的整体质量，并且能够具有多元化功能，通常会在上下部建筑之间增添一个过度层，这也就是我们所说的转换层，转换层的主要功能如下：

1.1对于上下层结构类型的建筑来说，通过转换层可以将上部的剪力墙转换为下部的框架，这样能够让内部的空间变得更为宽敞。

1.2通过改变上、下层结构的柱网和轴线，同时保持转换层上、下层的结构形式不变，这样能够使下部结构的柱与柱之间的距离增大，从而形成大柱网。

1.3转换上、下层结构的类型，同时转换柱网上部剪力墙的结构，在转换层转换为框支剪力墙结构的过程中，就能够将下部柱网与上部剪力墙的轴线错开。

2、带结构转换层的高层建筑结构设计的设计原则

目前，我国结构转换层主要有以下几种类型，如箱型转换层、梁式转换层、桁架转换层、板式转换层等。设计师应根据实际工程需要，采用不同的结构类型，以保障高层建筑的结构设计质量。但还要遵循一定的原则：①做好数据的收集与计算工作，保障结果的精准性。②做好建模工作，将这些数据上传至计算机系统中，并按照一定的比例进行输出，确保建模设计效果，便于分析问题。③当对整体结构计算时，至少采用两种计算模型，合理分析高层建筑结构的弹塑性、抗震能力、载荷能力等，确保结构转换层设计质量。

3、结构转换层的结构选择

3.1板式结构转换层

高层建筑的上下两层在柱网数量上相对较大，需要依赖于板结构转换层的作用，以最大限度地保证各层之间的力在均匀状态下呈现。在混凝土应用过程中，板式结构转换层需要满足剪切和剪切阻力的要求，其自身厚度不能超过2.8m。同时，板材结构在整个安装过程中可以有效地突出其灵活性，但由于板材结构整体重量较大，所以在实施中需要非常多的材料来起到良好的辅助性作用。

3.2箱形结构转换层

箱形转换层在实际应用过程中，关键是以上层和下层楼板作为上下翼缘，在整个过程中，在整个过程中建立了多个单向或双向腹板。在这种状态下，箱形转换层逐渐形成。它可应用于上下层的结构变换，柱网的尺寸不断扩大，与此同时轴线错位等现象也可以利用箱形的转换层来进行具体的操作。

4、转换层主要构件的设计要点

4.1框支柱

在确定框支柱的尺寸时要将轴压比作为主要的参考依据，同时还需要能够满足剪压比的要求。延性是评价一个框支柱好坏的主要标准，所以必须要加强对轴压比的控制，避免对框支柱的延性造成影响。柱截面的延性还会在很大程度上受配箍率的影响，所以与一般的框架柱相比，框支柱的配箍率会更大。在实际的工程施工中，一些框支柱还能够当作剪力墙的端柱来使用，所以还需要确保边缘配件的配箍特征值不能超过规定的范围。在转换层高层建筑结构中，框支柱是其中非常关键的一个构件，为了进一步提升安全性，还需要将柱端弯矩以及柱端剪力都乘以它们的增大系数，每一层框支柱所受剪力的总和约等于基底剪力的30%，因为在进行程序计算时，通常都会认为楼板的刚度趋于无穷大，按照竖向构件的刚度分配水平剪力，如果底部剪力墙的刚度远远超过框支柱，那么就会导致框支柱的剪力变得很小。除此之外，为了让转换层的上下部分连接的更为紧密，还可以将框支柱上部墙体内的纵筋再次向里伸入。

4.2转换层楼板

转换层作为是框支剪力墙的分界，将剪力墙分为上下部分，并且这两部分内部的受力情况也是不同的。对于上部分的楼层来说，它所承受的来自外部的水平力能够按照各片剪力墙的等效刚度比例来分配;而对于下部分的楼层来说，因为框支柱与落地剪力墙之间存在着一定的刚度差异，这时候水平剪力大多作用在剪力墙上。转换层楼板的主要作用就是将上下部分所承受的剪力进行重新分配，同时由于对于转换层楼板本身来说，它也要承受着很大的压力，也可能会发生很严重的形变，因此必须要确保转换层楼板具备足够的刚度，这样才能够满足工程的实际需要。目前转换层楼板最常使用的是C35混凝土，这种类型的楼板的厚度达到了200mm，配筋率接近0.3%。除此之外，为了让转换层楼板更容易对所受剪力进行重新分配，还可以将该层下方的楼板以及上方两层的楼板进行适当的加强。

5、在设计高层建筑转换层结构时需要注意的要点

高层建筑由于其高度复杂的特点，因此具有很高的施工难度，如果需要应用转换层的施工技术，那么就需要再将这个难度等级增加一级，再加上我国在该方面的发现时间尚短，相关经验还不够丰富，在施工的过程中经常会遇到一些问题，只有将不断出现的问题逐个的解决掉，避免对工程施工造成严重的影响，这样才能够确保工程的质量，实现长远发展的目标，下面笔者将会对设计中需要重点关注的一些事项进行分析，具体如下：

5.1在设计带有转换层的建筑结构的过程中，不能将转换层下方的结构设计为柔软层，不然很容易就会发生建筑整体倒塌的情况。

5.2在实际的设计过程中，可以将转换层上部的结构抗侧刚度与下部的抗侧刚度相近，这样就能够有效的改变转换层的刚度系数。

5.3由于底部转换层的刚度是与其高度之间是存在一定联系的，因此在施工的过程中要注意在能够满足建筑所需的基本刚度的前提下，合理的控制好转换层的高度，这样有助于提升建筑的稳固性。

5.4通常情况下，在对带有转换层的高层建筑进行施工时都会有专门的施工规范，在施工的过程中要注意不得违背相关规范的规定。

结束语：在市场经济的发展下，人们的生活水平得到了快速提高，对房屋也有了更高的需求。尤其是对于带结构转换层的高层建筑来说，应满足结构的多元需求，发挥其综合效益价值。与此同时，设计人员要对结构转换层的具体形式和内容有深入的了解，这样才能够结合实际需求，提高结构转换层的质量和稳定性。

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