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摘要：转换层设计是整个工程设计的难点。在设计中，必须结合实际情况，选择合适的方法进行设计，进而达到经济、安全的综合成果。
关键词：高层建筑；转换层；结构设计
前言
高层建筑的出现极大提高了土地资源的利用率，实现了建筑物多功能化应用的需求，但是楼层高度的增加及其空间分布对转换层的施工提出了更高要求，因此，高层建筑转换层结构设计要满足建筑结构上部空间较小、下部结构空间开阔的要求，并提高转换层结构设计的合理性。
1转换层结构设计原则
1.1结构竖向布置
在转换层的设计中应确保转换层具有足够的强度和刚度，如果对大底盘多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房与塔楼的交接楼面处，并加大楼面转换梁、板的尺寸和厚度。若对部分框支剪力墙的高层建筑结构设计时，应根据《高层建筑抗震设计规范》规定7度区不宜超过第5层，8度区不宜超过第3层。
1.2结构平面布置
转换结构布置在边柱和角柱时，可以使上下层柱交错布置，转换梁进行纵、横两个方向的布置时可以提供较大的使用空间等等。当对建筑进行抗震设计时，采取将一段长度的剪力墙与地接触并且与基础相通，即使得剪力墙与框支墙形成整体工作体系，这样提高了结构的抗震性能。
1.3转换层下部的主体结构刚度要得到强化
要使建筑物下部整体结构的抗震性能、延性、刚度和强度得到一定程度的保证，就要对转换层下部主体结构进行一定的强化，在具体的工作中一般都会采用提高混凝土等级、使转换层下部的主体结构构件的尺寸得到相应的增加、增设剪力墙等众多方式对下部主体结构刚度进行适当的强化。在这个过程中，主要需要注意两个方面的问题：通过增设剪力墙的方式来提高刚度的时候，要对建筑结构整体的刚度均匀的分布开，做到刚度中心和质量中心的重合，如果二者的中心发生偏移，很有可能会发生建筑整体结构扭转。
要避免简体界面尺寸增大，因为如果这个尺寸变大很可能会导致下部结构的抗侧总刚度中简体的比重变大，同时，地震总反应也会相应的增大，这样一来，简体的抗震能力就会出现变化，所能承受的抗震荷载就会变大，在简体的安全设计中抗震环节要引起格外的重视。
1.4转换层的刚度要得到保证
在具体的建筑设计中一定要使转换层的刚度得到保证，因为只有刚度得到了保证才会更好的保证内力在转换层和下部构件中的合理分配。只有转换梁和剪力墙柱的受力性都非常好，才会对结构转换起到一定的效果。
1.5转换层的位置不能偏高
如果转换层的位置偏高，剪力墙的内力和刚度都会发生变化，对抗震设计会产生不利影响。在进行高位转换的时候，转换层下面框支结构的刚度要得到相应的控制，这样的控制可以对层间内力突变的减少具有重要作用。同时，落地剪力墙也要得到相应的控制，而且要比底层框支剪力墙结构更严一些。
2高层建筑结构转换层的类型及设计方法论述
高层建筑结构转换层可以分为四种类型：梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。
2.1梁式转换层
特点：梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计，这两者是按功能不同来进行划分的。（1）托柱形式转换梁截面设计。普通式截面配筋计算具有广泛的适用性，尤其是当普通框架作为转化梁的施重者时，这种计算方式能够精准的将转换梁的承载力计算出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且，上述的情况中转换梁承载普通框架所受的力等同于普通梁此时的受力状况，但是，当转换梁承受的是上部斜杆框架时，就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计，因为，此时的转换面承受的是轴向拉力。（2）托墙形式转换梁截面设计。由于本身是技术施工要求较高的工作，所以必须重视力学上的问题。当上层的墙体作为转换梁的施重者且满跨不开洞时，转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法，它的受力特点和破坏形态表现为深梁，不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大，所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了。
2.2箱型转换结构
在高层建筑的设计技术使用中，箱型转换结构技术被广泛采用，此技术在结构设计中比较重视支撑体系的设置的合理和科学性，这是此技术的技术优势所在，也是保证高层施工质量和效率的关键所在，主要优点是转换层本身的整体性非常好，然而，此法仍有其缺陷，由于其转换层体积较大，那个楼层剩余面积较小，无法用作其他商业活动，只能成为单纯的转换层，另外就是由于它的体积和重量过大，使得它的制作用料过多，成本较高，这也是此法无法普及的原因。
2.3厚板式转换层
此种转换方式具有许多独有的优势，例如便于安装和布置，能够整体挪动。然而，此种转换层自身重量和体积过大，产生较大的地震影响，同时制作上耗材耗资金并且多发生震害，因此此法一般不会在设计中被采用。在对厚板式转换层进行整体结构内部受力分析时，可以使用 TBSA等的三维空间方式，主要是转换板的不规则边界，这样的一般会采用有效单元法进行内力分析，还可以采用复杂楼板有限元分析软件进行进一步计算，还可以对板在收到竖向压力荷载的受弯和局部压力等的进行计算。
2.4桁架式转换层
在桁架的分类中，主要有空腹法和实腹法这两种桁架转换方式，桁架式转换层的技术应用原理主要是是借鉴于梁式转换层结构转换原理，并加以改进，使其在受力上更为精准、整体性更强、抗震性更高、框架支柱柱顶弯矩和剪力更加小一点的优势，然而同时它也有许多明显的不足，例如技术施工较为困难、转换层制作工序繁杂、节点设置较难等等。对其结构进行整体性的内部受力分析，在高层建筑低层是大型商业场所时，所需空间大，相反高层则需要单个的小型空间，这时就应该能够采用桁架式转换层技术，其中尤其是在进行管道设置施工环节时，更需要使用这种方式，因为这种桁架式转换层施工技术能够更精准的进行管道设置。另外，此种转换层技术布置施工时要跨满层进行，还要将上弦节点和上部密柱中心的位置处于同一水平线，这样能够降低下层框架对整个转换层重量的承载比例，从而保护下层框架。
3高层建筑转换层结构施工要点分析
转换层的结构施工要点控制至关重要，尤其是其钢筋施工、混凝土施工以及裂缝控制，下面对每一个要点进行详细的分析。
3.1钢筋施工
大部分转换层采用梁式结构，需要进行钢筋构架的搭建，在施工中钢筋要插入框支架1.2～1.5m内，才能进行混凝土的浇灌，在钢筋构架的搭建施工中，要确保钢筋绑扎的牢固，避免浇筑中出现钢筋的移位和偏离，同时采用钢管支撑，当混凝土浇筑完成后再拆除，防止混凝土的冲击力导致结构变形。预埋剪力墙钢筋安装定位后，沿着钢筋两侧焊接一根10m长的定位钢筋，防止混凝土振捣过程中的移位，在剪力墙预留段，绑扎三道以上的分布筋，标记预留位置的精确位置，对于梁宽超过8.5m的梁体，采用梅花形混凝土垫块。
3.2混凝土施工
转换层的质量关系重大，直接决定了高层建筑上部的结构稳固性，且其体积大、重量大、密度大的特点给施工带来了很大难度，如果施工中出现差错，就会造成整个支撑结构系统模板变形、钢筋错位、混凝土结构不密实的质量问题。因此要加强混凝土施工，强化转换层的结构强度，在浇筑施工中，要把混凝土施工和钢筋施工密切结合，确保转换层结构不出现质量问题，在混凝土浇筑时，对于钢筋密集区域，使用细石混凝土浇灌，防止混凝土结构中出现孔洞，同时选择合适的振捣工具和振捣方式，保证振捣工作的合格。
3.3转换层裂缝的控制
高层间组合的转换梁往往承载着超过20层楼体的重力，其载荷压力巨大，预应力施工有效提高了整体结构的强度和抗剪切性能，从而有效避免裂缝的发生。再者是加强对模板施工的控制，可以有效避免表面裂缝的发生，提高转换层的结构完整性，在模板安装中，要按照模板安装排版图，控制好轴线位置和界面尺寸，保证不出现扭曲、拱裂现象，尤其是跨度大于4m时，设置相应的起拱高度；模板支撑系统要保证水平，对支撑点进行加固处理，防止扣件螺丝的安装不合格；此外，留置孔洞，埋件要精确定位，避免出现遗漏。模板支撑体系的施工参照计算数据要求，采取足够的预防措施，强化钢管、扣件和施工材料质量抽查，同时模板拆除之前，必须保证混凝土结构的强度合格；钢筋的绑扎位置合理，在钢筋质量、规格上严格把控，保证钢筋预埋位置、数量、方式符合设计要求。
4结语
为了促使高层建筑的安全和功能需求得到保证，就需要将转换层应用过来。不同的建筑结构有着不同的情况，那么就需要对差异化的转换层类型进行选择。在施工过程中，需要严格依据相关要求来进行，对每一个环节的施工质量严格控制，要对各个构件体系充分了解，将它的长处给充分发挥出来，促使转换层质量 得到有效保证。
参考文献：
[1]谢晓锋．高层建筑转换层结构型式的应用现状及问题[J]．广东土木与建筑，2004（02）
[2]周明．高层建筑选型及结构设计研究[J]．中国高新技术企业，2009（06）
[3]关度豪．试述如何做好高层建筑转换层的结构设计[J]．价值工程，2010（18）
论文作者:吉洁
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2016年2月第4期
论文发表时间:2016/11/18
标签：结构论文; 刚度论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 高层建筑论文; 桁架论文; 截面论文; 《建筑建材装饰》2016年2月第4期论文;