舟山市巨森钢结构有限公司
摘要：作为高层建筑的重要组成部分，转换层结构的设计质量会对整个稳定效果与建筑的安全有着直接的影响。高层建筑项目中的转换层结构贯彻起着承上启下的作用，该结构也是建筑的核心组成部分。因为转换层在跨度方面一般较大，所以结构得有一定的竖向承载能力。由于结构的受力形式有着复杂性的特点，同时力的传导不规则、不直接，上面所提的问题在结构设计环节都要进行研究。这篇文章对转换层的结构特点与形式进行探讨，并且将研究其带到高层建筑中的应用。
关键词：高层设计；转换层；结构设
人员来到城市中，高层建筑也逐步的增加，相对建筑结构设计也就变的复杂起来。然而不同的人对住房的不同需求，为满足需求，在设计过程中将高层建筑的设计更加多元化，建筑服务功能也能够越来越完善。高层建筑用途不同，实际设计也会有差异，所以设计人员更加要细心的负责地做好各项设计工作。如果想要确保高层建筑的结构布局合理，转换层结构设计的相关工作就得要用心做好，才能确保结构层在实际应用中的受力均匀。高层建筑的转换层结构对受力特性与内部结构尺寸会有非常大的影响，一定要采用必要的技术手段尽可能地运用转换层结构实随着我国社会经济发展越来越多的际作用，来増强高层建筑结构的整体稳定性
1 转换层的设计原则
设置转换层厚，建筑的竖向刚度会发生明显的变化，于是建筑物的抗震能力也会有所下降，为了避免建筑物的安全性下降，转换层设计期间一定得严谨遵循设计原则。竖向构件也要尽量选择直接落地的，以及结构转换的竖向构件也要尽量少用，这样才能避免它使向，刚度发生异变造成建筑物的抗震能力降低。同时，转换成一般也会选择比较低的位置设置，并且充分研究整个建筑物力的传导路径。在刚度的转换方面，一般遵守宜大不宜小的原则，防止由于建筑物结构转变导致建筑物的框架刚度受到破坏，从而让建筑物能够具备足够抗震能力。
2 高层建筑转换层结构形式和特点
目前的高层建筑中，转换成的架构形式转变主要面向提高结构受力性能的方向发展。由于高层建筑在结构上并不等同于普通的建筑结构，所以转换层的设计也需要针对高层建筑的需求进行，目前的桁架形式包括厚板式、梁式结、箱式、巨型框架式结构等形式。
2.1 桁架转换
桁架转换跟其于它的的换层形式有很大区别，桁架转换结构有明确受力路径，所以使用上会更加灵活，并且有非常高的抗震能力。但是设计的时候需要考虑是节点的设计，有些麻烦和运用范围相对较为狭隘，以及其他的因素的影响。施工方面也由于节点非常多并且十分复杂，在剪切的时候有很高的难度，导致配筋非常多，所以施工时难度非常大。工程当中在使用桁架转换成的时候，通常针对层高比较高的建筑。而且上部分的重心节点也需要对其，还要将里主要施加在斜拉腹杆和上下弦中，有效控制成本，保证建筑的经济收益。
2.2 箱式转换
箱式转换会将上下两层较厚的楼板连成一个整体，构成一个箱式结构，从而保证建筑的稳定性。应用的时候会从单向和双向两个方面实现箱式转换，并且使用这种方法可以让转换成的刚度很高。
2.3 板式转换
每个转换层形式的设计方法又各不相同，板式转换是将厚度大约在 2.0 至 2.8 米的转换板做成高层建筑的转换层。这样的转换层会比较厚，能够很好地抵抗剪、冲的作用。板式转换主要在转换层的下半部分使用，尤其是能够针对建筑错开大的情况。这种转换方式也具有非常高的灵活性，但是由于转换板的厚度很大，导致施工的时候运输并不方便，所以在高层建筑的施工中使用比较困难。
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2.4 梁式转换
梁式转换结构形式是设计施工过程中使用频率最多的。如果建筑物使用垂直转换的方式，就会使用梁式转换。梁式转换中，结构力的传导主要经过转换层上下的墙体和转换梁。由于该转换方式在力的传到上非常明确，使得设计人员可以很容易完成设计工作，因此梁式转换有非常广泛的应用。使用该转换方式可以减少设计时的计算成本，这也让梁式转换可以进行灵活的成本控制，以及在计算分析过程中很方便，不过要注意的是转换梁的截面高度，转换梁的截面高度一般是 0.8 至 6 米左右。
2.5 斜柱转换结构
斜柱转换结构通常会有非常大的水平负荷伴随出现，所以使用斜柱转换结构的时候也必须要考虑水平方面的设计需要。斜柱转换一般都会穿过很多的楼层，并且使用拉梁和圆梁施工，这种施工方法能够让建筑物减少水平方面的负载，以便保证建筑物的安全。
2.6 巨型框架转换
巨型框架转换是使用多个梁式转换结构构成的，多个梁结构能够构成刚度更高的结构，所以抗震效果非常强。很多新的高层建筑都是用了这种转换结构，而且获得了很好的效果。
3 高层建筑中转换层结构设计的应用分析
3.1 结构设计和布置
设计时因竖直方向上的钢筋混凝土构件无法达到上下贯通的效果，所以设计主要进行转换构件形式的选择，保证建筑结构的稳定性能以及具体情况具体分析。转换层设计中常用到的转换构件主要包含几种：
4 高层建筑中转换结构设计的应用
4.1 结构设计
在进行结构设计的时候，需要考虑到竖直方向的混凝土构件上下贯通效果的问题，所以需要选择合理的转换结构形式。实际设计工作中，会从建筑物的结构出发进行分析：
①转换大梁以及桁架、空腹桁架结构；
②由于不同的高层建筑往往会有非常大的结构差异，所以设计的时候会考虑到高层建筑的自身结构，再从上述的转换结构类型中作出选择。而且为了保证建筑的稳定性，还需要充分考虑墙壁的厚度需求，适当增加墙壁的厚度提升建筑物的抗震能力。设计中也需要考虑高层建筑工程的转换形式，保证内筒贯通。
4.2 模板支撑
由于高层建筑结构十分复杂，转换结构的复杂程度更高，所以选择梁板支撑的时候，需要从建筑物的整体结构考虑，提高模板支撑设计的合理性。比如在梁柱等内部结构的位置，施工时会消耗大量的钢筋混凝土，并且需要承受建筑物的重量，所以模板必须要具备较高的承重能力，实现对建筑物的支撑。
4.3 过渡设计和防震设计
转换层结构的稳定性会受到梁柱构造的结构形式等原因影响，而且由于转换层的结构特殊，所以受力的情况也会非常的复杂。比如，转换层通常需要承担建筑物总质量，同时也需要实现功能转换的作用。如果对转换层的设计没有考虑转换层的工作场景，这就会导致转换层的承受能力不足，进而导致建筑物的抗震能力严重下降。有一些转换层的跨度界面也比较大，所以设计的时候也需要分析转换层的过度设计，避免因为转换层的过度设计不合理造成建筑缺少足够的抗震能力。
4.4 钢筋设计
剪力墙的钢筋设计中，重点在于设计好钢筋的制作尺寸以及绑扎的次序，保证钢筋最后的性能能够符合建筑的施工需要。设计的时候是必须要充分利用钢筋的穿效果，保证钢筋结构可以具备较高的性能。由于建筑物的梁柱节点会有比较密集的钢筋，所以这些位置的含钢量很高，会有非常长的主钢筋。为了保证性能，通常都会使用到工字钢进行设计，设计的中还要充分考虑钢筋的避让。绑扎顺序的设计要从钢筋的性能和施工时的实际情况考虑，保证绑扎操作方便，而且能够具有良好的性能。为了保证安全，也需要充分了解钢筋的制作尺寸。
4.5 落地剪力墙
落地剪力墙设计的时候，必须要面对洞口结构的问题。所以在设计的过程中，必须要对洞口的结构布置做好把控，一般都会将洞口设计在墙体的中部位置。例外设计人员在设计中还得对地剪力墙之间的间距进行仔细的研究，进行抗震设计工作时，其间距要控制在 20~ 24m之间。而非抗震状态下时距也要控制在 36m之内。
5 结束语
转换层设计在高层建筑设计中发挥了极其重要的作用，具体设计工作中要对高层建筑的实际情况与抗震等级进行合理分析，然后进行选用合理的结构形式，通过计算工作中要对多方因素进行分析和整合，有效提高转换层设计工作的合理性，保证了整个高层建筑工程的安全稳定效果。
参考文献：
[1]李秀峰.高层建筑转换层结构设计要点探析[J].中国新技术新产品 2013.5，193.
[2]霍泳琴.转换层结构设计在高层建筑中的应用分析[J].规划和设计 2019.8，115-116.
论文作者:李孝渊
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：结构论文; 高层建筑论文; 建筑物论文; 钢筋论文; 桁架论文; 形式论文; 结构设计论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;