摘    要：在当前城市的建筑中高层建筑的建设越来越广泛，其功能性强、受力复杂的特点决定了我们在设计时需要对其内部结构进行更加合理的布局。高层建筑在结构方面，为了满足特定的建筑功能，通常会设计结构转换层。因此在高层建筑的结构设计中，设计人员必须对结构转换层设计进行分析，以保证建筑的质量和使用安全。

关键词：高层建筑;转换层结构设计;要点研究

1  引言

转换层是建筑下部结构与上部结构的过渡结构，有连接上下的作用，因此，在实际施工中，施工人员应做好转换层施工，以确保其施工质量满足转换层结构功能需求。建筑的每层平面使用功能并非完全相同，存在某楼层的上部、下部采用不同的结构类型的情况，建筑在该楼层进行结构上的转换，我们称此楼层为转换层。例如，很多高层建筑选择底层商用，上层住宿的设置方案。底层商用建筑的空间需求大，这就需要在建筑结构过渡时进行结构形式的转换处理，即设置转换层。转换层的结构形式有五种，分别是梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。形式不同，用途亦有所区别。

2  转换层设计及作用分析

转换层设计要基于建筑内部结构进行对应功能的调节，依据不同楼层所在结构位置对转换层的性能、功能作出要求，使其能实现竖向受力构件的转换。通过对设施、空间及结构布局的分析，结合高层建筑中的结构承载特点进行商业、住宅等多种类型建筑的设计。对综合体建筑（商用、住宅等类型）的空间结构进行分析，基于空间跨度和受力影响选定转换层位置，明确设计标准及设计方法的选择。转换层主要是通过改善建筑整体受力进行梁、柱等内容的优化，依据构件分布对结构形式及类型体系进行分析，结合建筑自身所要传达的内容特点，使其作用能基于合理设计进行荷载条件平衡。明确转换层的荷载状况进行受力情况分析，保障合理使用的基础寿命及内应力强度调整，针对结构设计应考虑的方法特点进行灵活分析，保障建筑的受力平衡及设计效果进行安全控制，依据刚度、强度等性能需求对转换层所用材料、技术提出要求。

3  高层建筑转换层结构形式

高层建筑转换层结构形式较多，常见的转换层结构形式主要有梁式转换层、箱式转换层、板式转换层、桁架转换层、斜柱转换层和巨型框架转换层，以下笔者就上述转换层进行简要阐述。

3.1  梁式转换层

梁式转化层是高层建筑中最为常用的转换层结构，其载荷传导直接，同时其结构设计和分析简便，成本造价较低。梁式转化层结构采用转换梁作为承载结构，分为托墙和托柱两种方式，其施工材料可以采用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢结构。在实际工程中，转换梁的跨度要综合考虑上层墙体的层数。转换梁结构设计与受力性能以及形式有直接关系，托柱式转换梁的设计可以按照普通截面的配筋计算方式，如果上部的承载部分为上部斜杆框架，应按偏心受拉构件进行设计，而对于托墙式的截面设计，需考虑其纵向钢筋的分布状况，对开洞较多的墙体，也可以采用深梁截面设计方法进行设计。

3.2  箱式转换层

箱式转换层结构主要由单向托梁及双向托梁构成。在结构设计中为了加强上下层结合的效果，需做好混凝土浇筑施工。箱式转换层在结构刚度和整体性上优势十分明显。

3.3  板式转换层

板式转换层结构是在厚板转换下形成的一种转换层结构。在结构设计中，为发挥板式转换层的功能，需考虑建筑的抗剪能力、抗弯能力和抗冲切能力，并以此为基础明确转换板的厚度。转换板的厚度多为2m～2.8cm，但下部结构设计中也会产生较多的材料消耗，施工难度较大。为此，在采用板式转换层结构时需综合考虑多种影响因素，以提升高层建筑结构设计的水平。

3.4  桁架转换层

桁架式转换层是对梁式转换层的扩展，其整个转换层结构采用钢筋混凝土的桁架组成，桁架的上下弦杆作为上下楼面结构层，中间设置腹杆。这种转换层结构设计的整体性较好，受力状况更加稳定，同时转换层的自身重量较小，具有良好的抗震性能。但是桁架式转换层对施工技术提出一定的要求，尤其是对“强斜腹杆，强节点”关键技术点的控制。

3.5  斜柱转换层

应用斜柱转换层结构时，水平荷载的水平较高，设计人员要以建筑平面布置为基础对其予以全面考察，高度关注结构设计的科学性。另外为有效控制水平荷载，也可采用拉梁或圈梁维持受力平衡，高度利用结构空间。转换斜柱通常需穿过多个楼层，以减轻上下层结构水平作用力的负面作用。

4  转换层结构施工设计分析

4.1  钢筋施工

转换构件下的施工需要队混凝土、水泥等材料进行强度控制，依据框架配箍率进行钢筋稳定性设计，结合施工过程中的浇筑环节进行钢筋的固定、支撑等方面的工作，采取较为适宜的操作来满足构架搭建方面的要求。明确框支框架内进行钢筋的长度、数量等方面材料控制，结合安装过程防治定位钢筋变形的措施，要基于结构支撑位移情况对钢筋的绑扎进行控制，针对受力情况进行标准条件下施工组织设计，针对结构中的变形、裂缝等常见现象进行受力隐患的查找。依据设计工序进行预留位置的梁体控制，结合施工组织设计对绑扎钢筋进行精准标记。

4.2  混凝土施工

转换层中的混凝土用量要结合质量因素进行施工设计，明确高层中的稳固结构需要使用的混凝土用量，依据工程的结构空间进行体积、自重等方面的控制，结合施工过程中的模板使用对系统作用进行调节。在系统设计中将支撑结构与使用框架按照质控制量要求，结合混凝土结构容易出现裂缝、孔洞等问题进行振捣工作的设计，依据结构中的模板、钢筋等内容条件进行工序设计。对混凝土荷载作用下的结构强度进行混凝土配合比的设计，依据转换层高度进行施工工具、流程设计等方面的分析控制。

4.3  转换层裂缝的控制

转换层作为承载上部结构中数量较多的楼层荷载的结构构件，工程人员需要在施工中针对结构强度及性能需求，将影响结构性能的裂缝现象进行重要放置，了解裂缝的出现对高层设计完整性的不利影响，对设计中的模板、系统等内容进行相应的施工控制。模板的设计需要根据设计图进行尺寸、轴线的控制，依据空间跨度进行模板支撑的技术保障，结合施工中的支撑点设定进的模板效果保护，依据系统组成及其重要作用进行流程监控，确保支撑体系内的数据应用及防治措施基于设计进行管理。明确设计中对材料应用比例和用量要求，使埋件位置的设计能基于裂缝控制的前提，保障结构设计中的设备安装及隐患防治等工作能順利开展。

4.4  温度控制

混凝土表面不宜散热太快，否则会造成内外温差较大，影响混凝土的完整性。在转换梁底模及侧模外部铺设两层塑料薄膜，塑料薄膜与模板一起作为保温层，减慢整个转换层的散热速度。在转换层混凝土平面上选择9个固定的检测点，将传感器置于检测点。混凝土温度上升阶段，每隔2小时进行一次温度测量，温度下降阶段，每隔4h进行一次测量，后期每隔6～8小时进行一次温度测量。一般情况下，转换层中心位置的最高温度为70.6℃，板面最高温度为50.2℃，底板最高温度为52.4℃，内外温差保持25℃范围内。

5  结语

高层建筑中转换层结构是建筑物中关键的一环，因此要求设计人员对结构设计要从工程实际、建筑空间分布、建筑结构受力、承载力分布以及抗震情况等多个方面进行考虑，重视结构的选型和平立面的的规则性，优先选用抗震和抗风性能良好的体系，从而提高转换层的承载能力，刚度和延性，并保证整体结构的安全性。

参考文献：

[1] 常晋.高层建筑梁及板式转换层的结构设计研究[J].山西建筑，2019（9）：42～44.

作者简介：

薛金山（1986—）男，民族：汉，籍贯：辽宁省大连市，大学本科，中级工程师，土木工程结构设计方向，邮编：116021。