摘要：转换层是高层建筑中的设计重点，在建筑中起到承上启下的作用，其设计质量直接影响到整个建筑的使用功能、质量以及安全性能。本文选择就建筑转换层结构设计的细节及策略这一论点进行分析和研究，本研究分以下三个方面：首先，阐述建筑转换层结构设计相关理论，包括转换层的定义、转换层的功能等，为后续深入分析奠定理论基础；其次，阐述建筑转换层结构设计的细节，了解设计要点，明确设计价值；最后，给出建筑转换层结构设计过程中的一些建议。
关键词：建筑转换层；结构设计；高层建筑
前言：社会的进步，经济的高速发展，加快我国城市化发展进程，我国高层建筑的数量以及规模也逐年增加，同时人们对于建筑功能及立面等提出了更多的要求，使得高层建筑的设计难度也逐年增加。在此背景下，要想做好高层建筑设计，确保建筑质量，需要树立安全设计理念，避免过度设计，切实做好建筑转换层的设计工作，以免影响建筑品质和安全。
1.建筑转换层结构设计相关理论阐述
1.1转换层的理论定义
建筑转换层主要指建筑某一楼层位置的上部和下部结构，由于受到平面功能不同的影响，使得上部楼层的部分竖向构件（剪力墙、框架柱）不能直接连续贯通落地，此时应设置结构转换层，实现楼层转换。人们把设置转换结构构件的楼层（包括水平结构构架及其以下的竖向结构构件）叫做结构的转换层[1]。
1.2转换层的建筑功能
转换层一般出现在上下楼层平面功能相差较大时，当底部几层为商业等大空间房间或底层需要一个比较大的建筑出入口，而上部楼层为办公、住宅、酒店等小空间房间，为了满足底部几层大空间的需求时，需设置转换层 [2]。
2.建筑转换层结构设计的细节
建筑转换层主要包括梁式转换层、板式转换层和桁架转换层等。
2.1梁式转换层的结构设计细节
梁式转换层主要通过结构梁转换上部的竖向构件，实现结构的转换。梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，上部竖向构件（墙或柱）通过转换梁把荷载传给下部的竖向构件（墙或柱）。梁式转换层具有结构传力模式明确直接，计算及分析过程简单，造价比较节省等优点。在设计中需要注意转换梁的高度应该控制在合理范围内，结合以往经验和相关标准给出，转换梁的截面高度不宜小于计算跨度的1/8，高度一般在0.8至6米之间，计算时应控制转换梁的剪压比，并设置合适的含箍率，避免转换梁脆性破坏。
2.2板式转换层的结构设计细节
板式转换层主要通过厚板的模式把上部结构的竖向构件的荷载传给下部的竖向构件。板式转换层具有结构受力不是很直接，计算比较复杂，板厚较大经济型较差等缺点，但同时由于板式转换层布置比较灵活，对于建筑的空间影响较小，一般用于上下竖向构件无规律错位较多时。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在设计过程中，设计师应注意厚板的抗剪切和抗冲切性能，必要时可采用预应力提高厚板的性能，板式转换的厚板板厚一般控制在2.0至2.8米之间[3]。
2.3桁架转换的结构设计细节
桁架转换顾名思义就是通过桁架作为水平转换构件，把上部结构的竖向荷载传给下部的竖向结构，桁架转换包括普通的桁架转化和空腹桁架转换。桁架转换一般采用上下层水平构件作为桁架弦杆，本层竖向构件作为桁架腹杆，结构受力较为明确，构件尺寸较小，有利用建筑空间的利用，抗震性能较好，结构自身自重相对较小。但是此结构要求建筑功能相对规则，且有时斜腹杆的存在会影响建筑使用，如采用空腹桁架，则桁架节点计算非常重要，故在采用此类转换时，应充分结合建筑功能，且增加节点的有限元分析，确保整个结构的安全。
3.建筑转换层结构设计的建议
3.1尽量不要采用转换结构
因为转换结构受力不直接，施工复杂，故在能满足建筑的功能要求的前提下，尽量保证上部竖向构件能连续连贯的落至基础，避免采用转换层。
3.2确保结构的荷载传递路径直接安全
建筑转换层在整个结构中起到承上启下的作用，确保上部无法落地的竖向构件的荷载能传递至下部竖向构件，并传至基础，故建筑转换层的结构荷载传递路径应清楚直接，能确保上部荷载直接传递给下部的竖向构件，应尽量避免二次转换或次梁转换或多级转换。
3.3注重抗震设计和节点设计
转换层结构除了传递上部结构在重力作用下的竖向荷载外，还需传递地震和风荷载作用下的水平荷载，故在设计时应注重抗震设计和确保水平荷载的传递。一般转换层上部荷载较大，结构构件受力较大，配筋较大，在设计过程中应满足规范对于强柱弱梁及强节点弱构件的设计要求，提高结构的抗震性能[3]。且由于荷载较大，节点位置受力复杂，故除了满足规范对于结构的构造要求外，应适当增加有限元分析，对特别复杂的节点应进行有限元分析，确保节点的安全，避免发生脆性破坏。
3.4计算分析应全面，计算假定应正确
结构转换层作为整个结构中的重中之重，在计算分析时应全面，应建立正确的三维空间模型进行计算，充分考虑各种不利因素，在有条件的时候可采用两种不同的软件进行计算分析。
结束语：
综上所述，我们可以看出，在高层建筑设计中，要想确保整个结构的安全，要做好转换层的结构设计工作，结合建筑平面和功能选择合适的转换方式（梁式转换层、板式转换层或桁架转换层等），并做好各种工况下的分析，确保结构构件及节点的安全。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程[JGJ 3-2010].北京；中国建筑工业出版社，2010.
[2]钟桂松.关于高层建筑梁式转换层结构设计讨论[J].建筑技术开发，2019，46（16）：3-4.
[3]曹冲.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计要点分析[J].门窗，2019（08）：71+74.
论文作者:叶小萍
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/14
标签：结构论文; 建筑论文; 构件论文; 桁架论文; 荷载论文; 结构设计论文; 节点论文; 《建筑模拟》2020年第2期论文;