摘要：文章简单介绍了我国目前高层建筑转换层设计的现状、分类及设计原则，同时针对高层建筑转换层设计中的若干问题提出了几点建议。
关键词：高层建筑；转换层设计；设计原则；要点
一、目前高层建筑转换层的使用现状
近些年，在国内土地供应紧张的大型城市如上海、重庆、北京、广州、杭州高层和超高层建筑保持着快速增长的势头，超过24米的公共建筑，或包括10层和10层以上的居住建筑都属于高层建筑。现代高层建筑的趋势是向多功能、综合用途发展，多功能的高层建筑具有独特的特点，即方便，快捷，舒适、灵活等。这些特点也造就了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。在同一竖直线上顶部楼层布置住宅、旅馆，中部楼层作为办公室，下部楼层作为商店、餐厅、文化娱乐室。为了满足建筑功能上的要求，上部需要小开间的轴线布置，需要较多的墙体，以满足旅馆及住宅的要求；中部办公室需要较小或中等大小的开间，可以在柱网中布置一定数量的墙体来实现；下部则希望有尽可能大的空间，柱网要大，墙体要尽量少。由此可见，这种布置上部刚度大，下部刚度小，与高层建筑结构合理布置有矛盾。
多功能的高层建筑具有独特的特点，即方便，快捷，舒适、灵活等。这些特点也造就了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。对高层建筑结构设计提出的新问题，需要设置一种称为“转换层”的结构形式，来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，简单地说，就是上下两层的结构不一样，必需设置一个转换层来“承上启下”。由于转换层的施工技术的复杂性和工艺要求的精准性，给转换层的设计提出了非常严格的要求。
二、高层建筑转换层设计的种类与设计原则
1、高层建筑转换层设计的种类
高层建筑转换层设计有两种，一种是结构转换层设计，另一种是功能转换层设计。结构转换层设计顾名思义就是在不同的结构间进行方式的转换设计，此种结构类型，势必要对构件进行转换，把上部的砌体墙多要承载的内力转嫁到下部框架支柱上，这种高层建筑通常被叫做结构转换层的设计；功能转换层设计简单的讲是再高层建筑的中间位置设计一个设备层。假如高层建筑物的高度太高会对用水用电的供应等问题，因距离地下室太远而造成电压或水压超负荷无法进行正常供应，因此，需要在楼层的中间位置对水系统重新做减压吃力，对电负荷做重新分配，这种处理需要一定的空间和设备，故而在超高层建筑进行设计时，就单独拿出一层作为功能转换层，也叫做设备层，通常情况下功能转换层的高度在2.2米以下做为高度的限定，以便降低占有规划指标数。
2、高层建筑转换层设计原则
（1）尽可能减少需结构转换的竖向构件。多采用直接接地的竖向构件，这样需要转换的结构就会减少，其造成的刚度突变越小，这样更有利于提高结构抗震性能。
（2）在高层建筑中，转换层结构所处的位置宜低不宜高。当转换层位置较高时，容易让框支剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变，这样极易形成薄弱层，而不利于抗震设计。
（3）选择那些具有明确传力路径的结构形式，以便于结构分析设计和保证施工量。在设计时应保证转换层具有足够的刚度，保证在转换层及其下部构件中内力要分配合理，梁的高度应不小于跨度的l/6，上、下层刚度比≤2且尽量接近1，这样转换梁、剪力墙柱具备良好的受力性能，结构竖向刚度的变化不大，上柱有良好的抗侧力性能，有利于结构整体受力平衡，从而很好的起到结构转换作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应该注意的是在满足建筑物质量安全和经济要求的前提下，转换刚度应尽可能的小。
（4）严格控制框支剪力墙与落地剪力墙的比例。当综合考虑剪力墙与抗震时，横向落地剪力墙数目与横向墙总数之比要大于50％，非抗震时不可以少于30％。
（5）尽量使转换层以上的剪力墙和柱子对称分布，粱上立柱应尽量设在转换梁跨中，这样做可以避免转换梁变形时，在粱上立柱的柱脚处产生较大转角，从而使立柱柱脚产生较大变形，引起柱的剪切及弯曲，使立柱超筋。
三、高层建筑转换层设计要点
对带转换层的高层建筑结构设计要对融合性的建设标准进行有效捕捉，把握建设与控制的准确力度，使科学的实施计划成为可能；并且将高层建筑结构的整体的建设方案重视起来，将原有的技术进行创新改革，掌握更加新型的技术实施规范，运用各专业之间的相互配合，一边设计，一边监督，真正将高层建筑的设计关注起来。
1、高层建筑的转换层结构分布
高层建筑设计中考虑的因素相当之多，结构框架的转换层的选择也是很有讲究的，高层建筑主要包含的关键因素有梁、桁架、箱形结构、空腹桁架、厚板、斜撑这些重要的构件做支撑，根据具体的工程建筑情况进行合理的设计，确保建筑的转换构架安全适用。 应根据所选择的现有结构分析软件，合理选定计算简图，并判断计算模型与软件中的力学模型是否一致。在对结构进行整体分析的过程中，应注意转换层的垂直位置、转换层结构变形及转换层上下层剪切刚度比对结构的影响。在对转换层进行局部分析的过程中，应注意转换层以上作用的荷载及其分配、转换层的上下层间位移、转换层的上下墙柱内力分布及不同转换层结构形式对楼层剪力的影响，当选用厚板转换时，应注意开大洞厚板的不利应力分布。
2、高层建筑的控制落地剪力墙的间距
高层建筑的转换层较差对于商住高层建筑没有积极的效果，反倒是加剧了大底层的多楼层的建筑框架，在这个设计中，高层建筑设计者最好在塔楼的转换层部位进行裙房的设置，加强高层建筑的梁柱，加大板截面的尺码，避免因地震而造成的极大伤害。 在高层建筑的实际中已把抵御自然灾害的能力列为首要追踪的关键性问题，由于地震震感极强，在高层建筑的转换层设计上就要加强抵御震力的能力，对转换层的上下层次要做重新的设计，尽可能的把上下的竖向构架进行重新的分配，对楼板也要进行剪力的重新构造，减弱平面内的受力状况，加强地震剪力的安置，这是至关重要的，不可忽视。
3、高层建筑转换层结构的过渡受力以及控制轴压比
高层建筑转换层的结构设计，楼层的梁面和柱面直接影响着转换层的竖向负载能力以及构架的内力，在高层建筑施工期间，对施工的进度和时间也有一定影响，尤其是在转换层构架与若干层构架同时出现在施工阶段的时候，这个构架的内力变化尤为突出，若不及时采取措施，必会因为施工阶段转换构件的过渡受力而影响高层的进度，造成高层建筑施工延时延工。高层建筑中转换层轴压力的承受力主要受框支柱所支撑，转换层以上的墙体垂直负载和水平负载差不多都能借助板平面内的刚度传递给落地剪力墙,所以还要注意轴压的比率，尽量控制这个比率，
结束语
在进行高层建筑转换层设计牵涉学科范围广，是多种学科的综合运用。必须根据具体工程的实际特点，充分考虑验算中受力状态的不明确因素，打破以往的设计因素，同时遵循相应的设计原则，选择科学合理的设计方案，确保方案设计的全面性、科学性，减少施工的风险和难度。
参考文献
1、 张长友,周兆银.高层建筑转换层结构施工技术方案的应用[J]. 价值工程. 2011(15)
2、孙文彤.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J]. 价值工程. 2010(24)
论文作者:樊辉强
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/10/12
标签：高层建筑论文; 结构论文; 刚度论文; 内力论文; 构架论文; 楼层论文; 高层论文; 《基层建设》2015年17期论文;