摘要：随着我国社会经济的不断发展，建筑行业的发展也呈现出日新月异的变化，尤其是当前高层建筑不断增多，综合性建筑大量涌现，这就使得建筑转换层结构的设计变得十分重要，因为转换层结构的设计是保证建筑各项功能正常使用的基础，并且也是对于建筑安全可靠性的一种保障。在当前的建筑工程中，转换层结构的设计形式也会根据建筑的功能要求也有所不同，这就需要在设计时做好相关的问题分析。本文通过阐述建筑转换层结构形式与特征，以及设计原则，讨论相关的设计问题。
关键词：建筑设计；转换层结构；问题分析
在当代建筑工程的设计中，转换层结构是高层建筑所必须的一种内部结构，建筑转换层结构设计的目的在于，满足建筑的使用功能多样性，不同楼层之间功能性的差异需要通过转换层结构加以过度。特别是当前很多的建筑都属于商住一体的模式，在底层商铺与上层的住宅之间必须要通过中间层进行明确的划分与过度，而转换层就是起到了这一作用。建筑转换层结构的设计既要满足建筑功能的需要，也要保证建筑的受力均衡，以保证建筑的安全可靠性，因此对于建筑转换层结构的设计问题分析尤为必要。
1.建筑转换层结构形式以及特征分析
1.1梁式转换
梁式转换的结构设计在当代建筑工程施工设计中较为普遍，也是建筑转换层结构设计的最为常用的一种结构形式，因为这种转换结构，在应力的传递中可以实现连续的传导效果，使得结构的稳定性得到有效的保证，也方便建筑设计人员对于工程数据进行精确的计算。另外，梁式转换结构所需要的资金投入较少，可以充分节约建筑施工成本。
1.2箱式转换
箱式转换是建筑转换层结构设计中另一种较为常用的结构设计形式，箱式转换是指的单向托梁或者双向托梁与建筑中上下层中间厚度较大的楼板可以通过混凝土浇筑而形成一个相连的整体，然后再通过向其施加一定的作用力，而使得箱式转换所形成的结构可以获得较强的刚度与硬度，从而使得建筑整体的抗力性能得到增强，建筑转换层结构也更加牢固。
1.3板式转换
板式转换的适用情况是，在实际的建筑工程中会常常出现转换层结构分布不均匀，上下支柱之间存在较为严重的错位，这样就不适宜应用托梁进行直接的承托，而板式转换的意义就在于将托梁转换成厚板，进行转换成结构的设计。但是需要注意的是，厚板在具有很好的抗剪切力和韧性，保证建筑安全稳定的同时，由于厚板自身厚度的原因（一般情况下厚度为2米），通常厚板都会具有较大的重量，这就使得施工的难度有所加大。
1.4桁架转换
桁架转换是建筑转换层结构设计中十分复杂和一种转换形式，这种转换技术的特点十分明显。桁架转换自身会具有明确的受力状态，而且桁架转换对于自身的重量保持的很好，同时还具有良好的抗震性能，除此以外，可以进一步降低建筑的空间资源，使得建筑在总体的工程成本上得到了降低；但是，在应用桁架转换技术的过程中，对于这种转换层结构的设计十分困难，因为桁架转换的受力点较为复杂，在施工中很难准确把握，这也就限制了桁架转换形式的广泛应用。在桁架转换的使用中，需要注意几点事项：第一是桁架转换的高度要大于3米，否则的话会因为转换层高度的不足导致腹杆背斜压成超短柱；第二是弦节点和载荷中心要对齐，以保证受力的均匀一致，第三是在对上下弦和腹杆要施加预应力，以减少受力的横截面，保证受力状态的正常。
1.5巨型框架转换
巨型框架转换的构成是由矩形柱、竖向筒体以及大梁一起组成的，所以巨型框架转换也可以称为多次梁式转换，这种转换形式的优点在于会使转换层结构具有很好的抗震能力。对于巨型框架转换的设计，要在建筑工程施工模拟中进行，这样可以对设计进行更准确的修改。另外，在结构没有完全固定好之前，对于转化层的施工要做好临时支撑的应急措施，以保证施工符合设计要求。
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2.建筑转换层结构的设计原则
2.1 转换层的竖向布置
转换层竖向布置的设计要遵循以下几项原则：1是将建筑功能用途与结构力学原理向结合，在实际的结构设计中可以沿着建筑的各处垂直方向进行布置；2是转换层不仅是单纯的技术储备层，也可以作为有独立功能的楼层进行使用；3是要根据建筑的实际使用情况对建筑转换层进行结构设计，这样的布置可以在建筑的局部完成；4是建筑转换层质量的标准需要靠结构的刚度与轻重度来衡量，因此要着重控制好这两个方面；5是对于建筑中具有剪切力的墙体，要重点关注转换层的位置设计，依据我国有关的法规，8度区不能超过第三层，7度区不能超过第四层。
2.2 抗震等级布置
目前建筑转换层的结构设计都属于一种复杂建筑，转换层上下所采用的墙体结构方式并不相同。因此，对于抗震等级的判定就需要有严格的设计与审核。比如转化层以下的墙体多采用的是框支剪力墙，这种墙体墙底的抗震等级应该为二级，而墙体的抗震等级则应该加强为三级，并且由于转换层多位于建筑的三层或者是以上的部位，就更应该对于支柱、墙体进行抗震等级的提升。
2.3 结构布置
转换层底部的设计高度越高，相应的转换层上下两层的刚度变化也会越大，那么转换层上下层在荷载作用下内部传导路径就会变得更为明显。另外，如果转换层的位置越高，会使得建筑因为剪力的作用而十分容易出现裂缝，因为内部的框支柱会受到非常大的压力而被破坏，换言之，转换层楼层越高就越会降低建筑的抗震性能。所以在结构的设计上要更在结合理论知识的基础上增加结构布置的经验，要利用好转换层对于建筑的约束作用。
3.建筑转换层结构设计相关问题
3.1 结构沿竖向刚度突变问题
结构沿竖向刚度突变的问题是在结构的设计中经常遇到的一项难题，这就需要对这一问题提高重视程度，提出解决办措施。鉴于刚度突变问题中，转换层底层空间的墙体刚度值较小的问题在结构设计中应该加以解决。比如说，在建筑转换层的结构设计中，利用混凝土加大竖向结构尺寸的方式加大对于底层空间楼层的抗侧刚度，这种措施可以使得转换层上下楼层之间的剪切刚度比不大于2。
3.2 充分考虑各种因素的影响
在结构的设计工作中要充分考虑到各种因素对于建筑转化层的影响。比如剪力墙的布置就必须要考虑到上下层刚度传递的影响。要尽量减少在上下层的结构之间发生刚度的大幅度变化，对于这一问题的解决办法是要减少上层墙体的刚度，对于没必要布置剪力墙的就不布置；同时加大下层墙体的刚度，增加落地剪力墙的布置，这样的设计就可以保证上下层刚度的均匀一致，不容易出现刚度传递的变化。
3.3 转换层结构力学问题
转换层在实际的施工中经常会碰到结构力学的问题，这是因为工程的施工难度大，施工强度高，这也对结构设计提出了严峻的考验，需要通过科学合理的方案加以解决。比如，板式转换的使用的时机与使用的方式就是这一问题的代表，对于需要采用板式转换的位置要及时加以应用，而对于转换层重量加大的问题，就需要通过结构力学的衡量进行修改设计，使得最终的结构设计符合结构力学的分析标准。
结束语
综上所述，建筑转换层结构的设计问题在当前建筑工程发展之中具有举足轻重的作用，对着这一问题的分析与研究也具有着十分重要的应用意义，因为建筑转换层的结构设计不仅可以保证建筑的安全可靠性，而且可以有效的降低建筑工程的施工成本。因此，在转换层结构的设计中要坚持建筑功能与结构力学向结合，多方面因素综合考虑，才能够保证设计的科学合理。
参考文献：
[1] 丁玉婷.建筑转换层结构的设计问题分析[J]建筑与规划设计，2016（14）：26-26.
[2] 罗兆辉.高层建筑转换层结构设计中的几个问题分析[J]天津城市建设学院学报，1999，5（03）：61-64.
[3] 王春伟.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J]工程技术，2015（34）：246-246.
论文作者:杜琨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/20
标签：建筑论文; 结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 桁架论文; 墙体论文; 厚板论文; 《基层建设》2018年第20期论文;