摘要：随着我国社会经济的快速发展，高层建筑也逐渐成为城市发展中的主要建筑结构。为满足建筑功能的多样性，结构转换层成为高层建筑结构中的重要组成部分。本文就高层建筑转换层结构设计进行了探讨。
关键词：高层建筑；转换层结构；设计
前言
在经济的社会发展的不断推动下，人们对生活水平的要求也得到不断提升，人们更喜欢舒适的居住环境。在建筑结构的设计中，要满足人们对与住宅的需求，所以高层建筑的结构更加多样与复杂。在高层建筑结构设计中，逐渐突破了传统的设计，在楼层中使用了转换构件，通过这种方式，起到过度和衔接的效果。根据这种配件的使用，高层建筑的其他部分功能得到了较好的发挥，现对高层建筑工程转换层结构设计进行如下分析。
1、结构转换层的功能分析
设计人员从结构功能的角度设计高层建筑，主要是为了体现三种结构形式：
1.1 首先是结构型式的转换，这种情况主要被应用在框剪结构和剪力墙结构中。设计人员将结构转换层中的上部结构转变为下部结构，从而增加下部的空间。
1.2 其次是柱网或是轴线转换。这种结构的上下部结构型式并没有发生改变，但在转换层构件的应用下，下部楼层柱网扩大，更好的满足外部框筒的空间需求。
1.3 最后是结构型式和轴线型式的转换。这种情况主要是将剪力墙转换为框架，错开楼层柱网和楼层轴线，使上下部结构不对称。
2、带结构转换层的结构设计原则
在高层建筑设计中，应用转换层会导致其竖向刚度发生变化，降低抗震能力。设计人员在实际设计中，要遵守相应的设计原则。首先是尽量选取直接落地的竖向构件，在转换结构的过程中，要认真记录其竖向刚度的变化，一旦刚度发生突变要立即做出调整。其次是设计人员要在转换层的竖向位置，选取比较低的点。最后是针对传导例的途径，要得到有效的控制，对于转换刚度的选取，最好选大不选小。通过这些原则，降低建筑结构发生突变的几率，防止建筑结构受到破坏。
3、高层建筑结构转换的形式分析
3.1 箱式转换。首先箱式转换需要结合双向或是单向的两个力实现，需要设计人员使用相邻的两层厚楼板，将其结合成一个整体，共同实现转换层的刚度转换。
3.2 梁式转换。在高层建筑中，梁式转换使用的范围比较广，其转换层的截面一般是0.8—6m。设计人员要设计一条明确的路线，然后从上部墙直接将力传递给下部的柱子，为建筑工程的计算和研究，带来方便。
3.3 板式转换与斜柱转换。其中板式转换主要是使用木板作为转换层，然后在转换层厚度的作用下，凸显较好的耐力效果。工作人员要具体分析上下部分的差异，当上下相差比较大，没有秩序，可以应用这种转换形式。但是这种手段也有一定弊端，在施工中比较复杂，施工难度较大。在斜柱转换中，主要是充分发挥混凝土的可压缩性，然后增加建筑的利用空间，但是这种手段，会增加水平荷载。在斜柱转换层使用中发，要设置圈梁或是拉梁，更好的连接楼层，增加建筑的安全性。
3.4 桁架转换与巨型框架转换。桁架转换与其他转换形式相比，有着更为清晰的受力途径，在使用中更加灵活，有更强的抗震性能。但是这种设计形式，比较复杂，容易受到多种因素的影响。这种转换在实际操作中，拥有较多的节点，很难剪切，需要使用大量的配筋。如果在实际设计与建设中，要使用桁架转换层，要控制层高，并确保其大于3m，以上的重心必须与节点对其。针对巨型框架转换的使用，主要有多个梁式转换层组成，其抗震效果与抗侧刚度都比较好。
4、高层建筑工程转换层结构设计
设计人员在进行高层建筑结构设计中，要掌握其重点与难度，能够详细分析结构构件的使用与跨度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对混凝土的等级进行分析，例如大体积混凝土，楼层高且自重大，模板支撑要求高。设计人员要结构自身的实际情况发，制定合理的设计手段。
4.1 选取构件并设计配筋和转换梁。设计人员要详细了解高层转换层的结构设计特点与原则，能够认真遵守施工的结构特点。这个过程首先要选取合适的楼层，然后设计落地构件的位置，确保其处于均匀对称的位置上。针对落地构件的使用，其质量也要经过严格的检查，满足工程对抗剪刚度与抗弯能力的要求。在施工配筋设计的过程中，设计人员要根据支座负弯矩衰减的特点，将其固定到支座上发，并杜绝弯筋的出现。设计转换梁的时候，设计人员要考虑综合转换梁的内力情况，然后针对内力的大小与受力分析。整个过程要明确转换梁与上部的结构，为之后的设计奠定基础。据研究，把转换梁当做深梁的受拉翼缘，可以获得更仕的效果。
4.2 控制轴压比和落地剪力墙的间距。设计人员要结合工程的技术手段，以及垂直或水平荷载进行分析。由此得知框支柱在垂直或是水平作用下的剪力比较小，需要承担轴压力，所以要对轴压比进行控制。针对抗震效果的分析，保证高层建筑的轴压比小于0.6，从而避免对剪力墙造成影响。一些特殊情况，可以使用比较后的楼板，通过双向双面的钢筋，提升整体的转换效果。双面双向钢筋的使用，还需要增加斜筋，然后改变地震带来的效果。这种做法的原因是，地震会促使高层建筑的转换层发挥改变，内部受力有所增加。所以控制剪力墙的间距，能够在一定程度上提升高层建筑的抗震能力。
4.3 刚度的保证与设计空间。设计人员要认真进行转换层上下刚度的选择，能够避免刚度变化过大。在整个设计中，要保证刚度变化的数值与1较为接近，但不能超过2。为了更好的增加空间层的刚度，设计人员可以从洞口的形式、落地墙的厚度以及剪力墙入手。一般来讲，高层建筑转换层，通常设置在2-3层的位置，如果设备转换层的设计形式，常高于传统形式，在4-5层。通过这种手段能够更好的利用空间，提升上下层的衔接效果，避免造成空间浪费。
5、高层建筑结构转换层设计中需要注意的问题
不同类型的高层建筑在具体的设计过程中需要考虑各种各样的问题，主要是为了保证施工进度不受影响。其中，带结构转换层高层建筑设计中需要注意一些常见的问题。这些问题主要包括：
（1）保证高层建筑较大空间区域内的刚度性能达到行业的参考标准，采取必要的措施将转换层上下结构中的刚度控制在合理的范围内。同时，也需要保证等效侧向刚度的科学性；
（2）为了消除外界作用力对框支剪力墙的影响，需要提高剪力墙竖向构件的配筋率；
（3）由于结构转换层的位移角对于高层建筑整体的结构有着一定的影响，需要利用可靠的技术手段控制位移角的大小，并保证高层建筑基底的重力荷载达到一定的抗震要求；
（4）为了加强薄弱楼板的抗压性能，需要采取厚度约为220mm的现浇混凝土楼板加固，并在对应的转换层相邻的楼层之间设置厚度约为150mm的楼板，二者之间呈对称的关系。
6、结束语
综上所述，设计人员要详细了解高层转换层的结构设计特点与原则，能够认真遵守施工的结构特点。一些特殊情况，可以使用比较后的楼板，通过双向双面的钢筋，提升整体的转换效果。双面双向钢筋的使用，还需要增加斜筋，然后缓解变地震带来的影响。在带结构转换层的高层建筑结构设计过程中，需要设计人员充分地理解和掌握结构转换层的相关内容。应结合高层建筑整体的结构框架，选择出符合实际要求的结构转换层。本文通过对不同类型结构转换层的阐述，为高层建筑空间布局的合理规划提供了必要的参考依据。做好高层建筑结构转换层的研究工作，具有重要的现实参考意义。
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论文作者:肖华
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/12
标签：结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 设计人员论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 构件论文; 《基层建设》2016年20期论文;