关键词：转换层；结构设计；高层建筑；应用
一、转换层的基本概念与功能分析
1、转换层的基本概念
在开展高层建筑的结构设计工作时，为了能够满足居民对于房屋住所的不同需求，往往需要为建筑项目预留更大的内部空间，同时还要对建筑工程的网柱进行扩大，尽可能降低墙体的数量。但是，对于高层建筑工程而言，其在上层结构中需要开设相对较小的空间。为达到这一目的，就需要设计多层墙体。在进行整个建筑的结构设计工作时，由于建筑内部的竖向杆件不能上下贯通，因而不能满足建筑结构设计的整体效果与功能方面的需求。这一过程中，通过转换层结构的应用能够有效解决上述问题，进而可以满足建筑项目在功能方面的各种需求，通常将这一高层建筑结构称之为转换层结构。
2、转换层的功能分析
由于功能方面存在较大的差异，因而设计工作中可以将转换层结构细分为3种不同的类型：①上、下层结构转换。对于这一转换形式而言，往往在剪力墙结构中有着相对广泛的应用，此外在框架-剪力墙结构也有着一定的应用。该类转换层能够为建筑内部提供较大的使用空间与面积；②通过对转换层的上、下层的柱网做出优化，同时对结构的轴线做出相应的改变，就能使得建筑的下层结构形成一个大柱网，进而达到结构转换的目的。一般来说，这一类型的转换层主要用在外框筒的下层入口应用较为广泛；③通过对结构的轴线以及形式做出转换，进而达到结构转换目的。
二、高层建筑转换层结构设计施工存在的问题
1、在对转换层支撑工作进行实施中容易受到多种阻碍。转换层在施工井过程中往往具备以下几种特点，施工空间尺寸大、重量高、结构相对复杂和繁琐，这就对转换层的支撑工作开展带来了较高的难度，支撑工作在开展的过程中，需要建立一个较为复杂的支撑体系，以确保支撑工作开获得一个良好的开展，但是这种支撑体系的建立相对来说难度较大，常常在建立的过程中出现一系列的意外因素，导致支撑体系无法得到一个有效的监理，影响转换层施工的开展。并且如果在支撑体系的构建过程中，采用传统的混凝土浇筑方法进行浇筑，那么就必须要从转换层一直到底层地面都进行支撑，甚至需要与地下室所应用厚板达到相同的厚度，对于材料需要进行极大的应用，增加整个工程的施工成本，影响施工单位和建筑单位的经济利益获取。
2、在转换层施工中，其复杂和繁琐的支撑体系所带来的重量和转换层自身的重量都需要转移给转换层的下部进行承担，使得转换层的下部容易出现较为严重的问题，对转换层的质量产生影响。在将所有的重量转移到转换层的下部承受后，转换层下部的模板就会受到重量的影响，出现一定的问题，对整个转换层施工产生较为不利的影响，所以在要想提高转换层施工的质量，对于减少转换层下部结构的承重尤为重要，是极为关键的所在之一，一定要在混凝土浇筑的过程中对其进行改善，已达到一个较为合理的标准。
3、在转换层施工的过程中还常常会出现温度裂缝的现象，这主要事由于转换层在施工的过程中具备大体积混凝土施工特性，尤其是在厚板式转换层施工的过程中尤为能够得到体现，所以施工人员应该要对温度裂缝现象的出现给予较高的重视，在施工过程中要采取一定的措施对进行避免，防止温度裂缝现象的出现。
4、在转换层施工中钢筋安装的正确性和骨架的稳定性难以得到有效的保障也是转换层施工常见的问题之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆转换层结构中的钢筋项目在施工的过程中与转换层的施工特点较为相似，施工工程量交大，导致在施工过程中需要较高工艺才能够有效的进行施工，这就对钢筋安装的正确性带来了较高程度的阻碍，所以在施工过程中工作人员要采取有效的措施对钢筋的正确性进行保障，确保骨架和钢筋能够得到一个较为合理的、准确的安装。
三、转换层结构设计在高层建筑中的应用
1、转换层结构空间设计
高层建筑中，转换层起着承载压力的作用，安排其空间位置时，必须要根据不同建筑物科学分析受力情况，避免因转换层位置设置不合理而影响建筑内部受力状况，继而影响整个建筑物的安全。高层建筑转换层的空间不宜设计得过高，过高会浪费空间，要考虑到整个建筑空间的利用和转换层的刚度问题，坚持就低不就高的基本原则。综合目前的高层建筑设计及应用实践来看，三层以下最为适宜，如果考虑到建筑功能需要设计更高层，以不超过六层为宜。合理设计转换层的空间可以避免内部结构的高位转换和竖向刚度发生突变，降低整个建筑物的抗震能力。
2、转换层结构刚度设计
在设计转换层结构时应考虑到其要承受的巨大压力，确保其具有较高的强度。可以通过增加转换层的剪力墙厚度、采用优质的混凝土材料进行转换层浇筑等措施增强其强度；还可以通过设计补偿剪力墙、减小洞口等措施增强转换层的刚度。总之，要确保转换层上、下刚度变化率尽可能接近1，这是转换层刚度的最佳状态。
3、转换层结构抗震设计
近年来，随着高层建筑的增多和地质灾害的频发，高层建筑的抗震问题愈发受到关注。在进行建筑转换层结构抗震设计时需做好以下工作:①严格控制转换层的轴压比，通过控制落地剪力墙的间距、使用厚楼板、减少开洞数量、在转换层的板脚位置增加斜筋等方式，使转换层的轴压比控制在0.6以内，提高其抗震性能。②要确保转换层的框支柱强度符合地震剪力规范。若1～2层的框支层支柱数目小于10根，那么1～2层每一层每根框支柱的剪力大小应取基底剪力的2%；若支柱数目大于等于10根，那么1～2层每一层每根框支柱的剪力之和取基底剪力的20%；若1～2层的框支柱数目小于10根，那么小于等于第3层的每层每根框支柱的剪力大小取基底剪力的3%；若1～2层的框支柱数目大于等于10根，那么大于第3层的每层每根框支柱的剪力之和取基底剪力的30%。通过对转换层框支柱的标准化设计，可以最大程度提高转换层的抗震等级，确保建筑物安全。
4、设计后进行试验检测
在转换层结构设计完成后，为了确保其能够满足抗震、安全性等多方面的需要，可以利用先进的拟动力试验等对转换层模型的荷载、抗震能力等进行试验检测。若能顺利通过试验，则说明设计较为成功，可根据模型在试验中暴露出的薄弱问题进行进一步改进、巩固；若在试验中出现了设计模型被破坏的情况，说明设计存在缺陷，不能满足使用需求，设计者要根据试验数据积极修正设计，调整设计方案，并在修正后再次进行试验，从而确保设计的科学性和安全性。
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，首先要对高层建筑的实际情况与抗震等级进行分析，之后再选用合理的结构形式，计算工作中要对多方因素进行整合与分析，有效提高转换层设计工作的合理性，确保整个高层建筑工程的安全稳定效果。
参考文献
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[3]曾曲云.高层建筑转换层结构设计[J].建筑知识，2017（12）：20-21.
论文作者:陈桂平
论文发表刊物:《建筑实践》2019年16期
论文发表时间:2019/11/20
标签：结构论文; 高层建筑论文; 剪力论文; 结构设计论文; 建筑论文; 过程中论文; 支柱论文; 《建筑实践》2019年16期论文;