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摘要：我国人口众多，建筑物是保障人们生活的基本保障，随着经济的快速发展，建筑工程越来越多，促进了城市及社会经济的快速发展，但由于土地有限，给城市的发展带来严重的负担，因此为了缓解这一城市压力，各种高层建筑不断涌现，并在建筑结构设计的过程中充分体现其使用功能。本文就带转换层的高层建筑结构设计进行分析，以供参考。
关键词：转换层 高层建筑 结构设计
一、前言
随着我国国民经济的快速发展，城市建设用地越来越紧张，为了提高土地的利用价值并满足建筑艺术造型及其不同使用功能的需求，房屋的高度不断增加，房屋的结构形式也越来越复杂，从框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构到各种转换、连体、错层等等，各种复杂结构形式不断被应用。考虑到同一单体上下层建筑功能的不同要求，转换层的使用解决了高层建筑底部大空间使用功能的要求，转换结构存在传力不直接、刚度突变等问题，应采取足够的加强措施以满足正常使用和抗震要求。。本文从转换层高层建筑的含义出发，简单阐述了其设计方法与建议。
二、带转换层高层建筑的概述
1、带转换层高层建筑的含义。在建筑工程建设过程中，为了使建筑物趋向多功能化发展，设计者一般会对建筑物进行合理设计，在对上半部分设计的过程中，设计者一般会设置很多墙体，设计成若干个小空间；而对下半部分进行设计的过程中，设计者不需要设置更多墙体，而是需要将其设计成大空间。此时，设计者绝不可采用竖向杆件将上半部分与下半部分进行连接，而是需要采用水平转换的方式将其连接，而这就是我们常见的转换层。
2、带转换层高层建筑的用途。在现代化高层建筑设计过程中，如果设计转换层，可以将上下不同功能的两部股份直接连接起来，可以有效的解决城市的土地面积。在设计过程中，设计者通过对上下部分的刚度进行严格控制，额可以有效的保证建筑工程的稳定性，提高其抗震性能。另外，通过设计者对上下两个部分的协调，可以充分的发挥建筑结构的功能，避免因转换层而导致建筑结构的刚度受到影响，不仅提高了建筑结构的抗震性能，还节约的施工材料与施工成本。
三、转换层常见形式
在实际工程中，转换层结构的分类，一般是人们依据转换层所实现的结构转换目的一般其大致分为：1、底部大空间剪力墙结构的转换层类型。将上部若干片钢筋混凝土墙体在结构下部变成框架，这样一来在建筑底部就能创造一个较大的内部空间，满足建筑功能底部大空间的需要。这种形式常见于框架剪力墙和剪力墙结构；2、承托上部柱的转换构件类型。柱网、轴线的改变在结构的上层和下层交界处发生改变，这类结构的布置无论是上层还是下层其结构形式没有发生大的改变，但由于转换层的作用，结构下部结构柱距得到扩大，柱网间距扩大。转换结构形式和结构上下轴线的布置密切相关，这种转换结构类型将上部楼层剪力墙结构转换为下部框架结构，下部楼层柱网轴线与上部楼层的轴线错开，直接导致上、下部结构的布置不一致。在现今建筑结构中应用的较多的转换层结构主要结构形式有以下几种：梁式转换、转换拱、厚板式转换、箱型转换、桁架式转换结构等。
四、高层建筑转换层结构的受力分析
1、基于目前高层建筑结构在进行结构转换时，转换层结构通常是采用钢筋混凝土梁（即梁式转换）来实现竖向构件上、下的转换，本论文将针对梁式转换结构这种常用的转换形式进行深入的研究和分析在结构设计中，通常需要对上部结构进行转换的形式主要有两种：一种形式是要转换的上部结构为剪力墙，另一种形式是要转换的上部结构为框架。对于剪力墙，可以在某楼层处设置转换梁承接上部的剪力墙、转换梁由框支柱支撑，形成由上部剪力墙、框支梁和框支柱共同承受竖向和水平荷载的框支剪力墙结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于框架，同样可以在某楼层处设置转换梁承托上部的一根或几根框架柱、转换梁由框支柱支撑而形成框架柱、转换梁和框支柱共同承受竖向和水平荷载的托柱转换结构。尽管这两种转换形式都是通过钢筋混凝土梁来实现的，但是这两种结构的受力却有较大的区别，下面就分别对它们受力特点进行分析。
2、托柱转换结构的受力特点。当转换梁承托上部的普通框架柱时，转换梁在竖向荷载作用下的受力机理和普通的框架梁在跨内作用有集中荷载时的受力机理是相似的。由于承托了上部几层或十几层的框架柱传来的竖向荷载，加之转换梁的跨度又总是数倍于上部框架梁的跨度，通常转换梁跨中和梁端的弯矩和剪力都非常的大，这样就要求有足够大的截面尺寸来抵抗外部作用产生的内力。即便如此，托柱转换梁并没有像框支梁那样在梁内产生轴向拉应力，仍然是受弯构件。托柱转换梁虽然是受弯构件，但是它的受力也有不同于普通框架梁的地方。下面就简单的分析一些托柱转换梁的不同之处。
五、转换层高层建筑结构的设计时注意事项
1、高层建筑本来的施工难度系数就比较高，而转换层的施工技术在其基础上又上升了一个难度系数，同时目前我国的带转换层高层建筑的施工经验又比较有限，所以在实际的施工中难免会存在一些问题，趋利避害才能实现长久发展，下面重点分析一些设计注意事项，以给同仁参考：1）在设计时应该注意要把转换层的上部结构设计成为抗侧刚度接近于下部的抗侧刚度，刚度系数必须保证循序渐进的变化。2）我们知道底部转换层的高度和其刚度是有关联的，所以施工时，需要合理的控制转换层的高度，同时也需要满足建筑需要的基本刚度，提高建筑的稳固性。3）带转换层的高层建筑施工有其既定的施工标准，建设施工时不得出现违规现象。
2、转换层结构形式为桁架形式的设计。桁架形式主要是由多榀钢筋混凝土桁架组合而成的一种承重结构，它主要用于上下部分的连接，其中部也有腹杆设置。一般来说，桁架的下杆的截面面积相对较小，但其高度较高，在转换层采用这一形势可以使上下两个部分的受力达到一致，有效的提高的建筑结构的抗震性能。但是我们需要清楚的知道，这一结构形式的施工相对比较复杂，因此在实际工作中，设计者必须要分析转换层内部结构，然后通过计算分析其受力情况，最终达到设计要求。
3、梁式转换层模式结构。梁式转换层模式结构是转换层结构建筑模式最常用的一种结构设计模式，在整个高层建筑结构设计中大约占到80%。梁式转换结构模式具有传播受力清晰方便、简单建构、工作可靠、便于施工等优点，在梁式转换层的建筑模式过程中应该注意到，
4、协调好上下结构的优化布置，提高整个建筑的稳定性。在相对高度比较高的情况下，剪力墙结构在转换层附近的内力、刚度和传力途径发生变化，而且很容易形成薄弱的部分层，不利于抗震设计，其底层框支剪力墙结构和抗震设计概念有较大差异，在施工时尽量使用钢骨混凝土，减少转换梁截面，以及转换层过度集中的现象，尽量做到竖向刚度以及质量设置的均匀合理，更加加强施工的整体质量。
六、结束语
随着我国的市场经济的快速发展，科学技术也随之不断更新与进步，计算机在各行业已得到广泛应用，带转换层结构是与计算机结合非常紧密的，带转换层高层建筑结构设计一直是建筑行业一直关心的也是一直探索的问题，带转换层高层建筑结构要达到预期的效果，就必须注意到每个环节的重要结构，努力探索出适合实际情况的合理结构模式，使整个转换层的高层建筑结构实现安全、经济、适应等方面的综合指标。通过带转换层高层建筑的工程实践，合理选择建筑的转换层结构模式，使转换层的强度、刚度、抗震能力得到加强提高，合理优化结构设置，加强主要构件的设计。
参考文献：
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[4]陈明，朱旭飞，何涛，潘春宇.带转换层的高层建筑结构设计[J].沿海企业与科技，2008年11期
论文作者:周嘉豪
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/9
标签：结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 形式论文; 框架论文; 结构设计论文; 剪力墙论文; 《基层建设》2016年11期论文;