关键词：高层建筑；转换层；结构设计
1、高层建筑转换层结构的概述
在高层建筑中，位于建筑结构的下部受力较大，而上部结构受力相对较小，因此为了保证整个建筑的安全性，必须确保下部结构牢靠，因此通常在下部结构布置的刚度大、墙体多、柱网密，越往上部建造，所需的墙、柱数量都相应减少，从而扩大柱网。导致整体的建筑物出现上部的活动空间远远比下部的活动空间要大，不符合建筑功能对空间的需求。为了实现建筑功能需求，必须打破原有的常规设计，在创新的过程中，就会使用到转换层结构，其功能主要是在结构转换的楼层设计水平转换构件，使得整个建筑符合其使用功能。
2、高层建筑转换层结构设计要点
2.1转换层的结构布置设计
在高层建筑设计中采用转换层设计一般都是因为建筑的下部空间为大开间、上部的为小开间的原因，这种结构方式是不符合常规的，若是不适用转换层会严重影响到建筑物的稳定性和受力性。因此在这个转换层结构设计环节中要注意三点：
2.1.1竖向构件是无法直接连续贯通落地的，我们要通过转换构件，来保证上部的稳定性；
2.1.2为实现落地性，要增加墙体的厚度，以保证结构的刚度；
2.1.3转换层的上一层的梁体附近不要设置门洞且不易有任何的孔洞。
2.2转换层高层建筑结构的抗震设计
带转换层的高层建筑结构中，由于设置了转换层，沿建筑物高度方向刚度的均匀性受到很大的破坏，转换层结构竖向承载力构件不连续和墙、柱截面的突变，导致传力路线曲折、变形集中和应力集中，因此转换结构的抗震性能较差。抗震设计时，高位转换对结构受力十分不利。当转换层位置较高时，剪力分配和传力途径亦发生急剧的突变，落地剪力墙更容易产生裂缝，框支剪力墙在转换层上部的墙体所受内力很大，易于破坏，转换层下部的支承框架更易于屈服，从而容易形成几个薄弱层。
因此，为保证设计的安全性，规定部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按高规规定提高一级采用，已经为特一级时不再提高，提高其抗震构造措施，而对于底部带转换层的框架—核心筒结构和外围为密柱框架的筒中筒结构的抗震等级不必提高。底部带转换层的高层建筑在我国已大量建造，但至今未经受到大地震的考验。其转换层上部楼层的部分竖向构件不能连续贯通至下部楼层。
因此，转换层是薄弱楼层，其地震剪力需乘以1.15的增大系数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计中不要误认为只要楼层侧向刚度满足要求，该楼层就不是薄弱层。对转换层的转换构件水平地震作用的计算内力需调整增大；8度抗震设计时，还应考虑竖向地震作用的影响。
2.3转换层构件的设计
2.3.1框支柱
框支柱的截面大小受轴压比和剪压比的影响，而框支柱的延性又与轴压比及配箍率有关联，因此要严格控制好框支柱的轴压比和配箍率。为了加强框支柱的安全性，就要对应的增大框支柱柱端的剪力及其弯矩，而框支住最佳的承受剪力是其每层之和等于基底所承受剪力的30%。在程序计算中，由于楼板刚度被设为无限大，水平剪力受竖向刚度控制，及底部框支柱的刚度相比剪墙的刚度要小很多，导致框支柱最终得出的剪力结果很小，但是在实际情况中，可能会出现楼板变形、剪力墙有裂缝而导致刚度缩小，从而提升了框支柱的承受剪力，因此对增大框支柱的剪力有单独的作出一个规定。
同时，需注意转换层在上下部中的连接要更加牢固，可以利用框支柱的纵筋来完成，把框支柱伸入在上部墙体内的纵筋延伸到一整层，而在墙体外的纵筋就将它们伸入到转换层的梁板内，达到固定要求。
2.3.2转换层楼板设计
转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外荷载而产生的水平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说，在转换层处荷载的分配不是很均匀。
转换层其楼板具有比较重的任务，比如说上下部分的一些剪力重分配就是由它负责，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的刚度来完成对于自己任务的支撑。
2.3.3框支梁
框支梁是一个受力复杂且强大的传输枢纽，它传输着上下层的荷载，且也是框支剪力墙的抗震作用的重要保证，因此在设计框支梁时要将截面尺寸和高度规定清楚，同时也需对安全储备做好充足的准备。因为框支梁是一个本身有轴力的偏心受拉的结构构件，所以要有大量的Ф18腰筋来支撑并在梁高之间的距离不能超过20cm，且还要将其牢固的伸入到支座中。
当框支柱上同时支撑多根框支梁时，就需在其周围设计几个柱帽，用来加强框支梁的纵筋在框支柱中的钢筋砼对。由于框支梁承受的剪力很大，且对抗震能力起到重要作用，因此要遵循强剪弱变的规则。
3、高层建筑转换层结构设计时应注意的事项
3.1在设计过程中，应该注意要把高层建筑的结构转换层的上部设计成抗侧刚度接近于下部的抗侧刚度。转换层的上，下部的抗侧刚度不能突变，这是一个渐变的过程，
3.2高层建筑的底部转换层的高度与刚度有关。当转换层的位置越高的时候，转换层的上下刚度变化幅度会增大，那这样的话就会造成转换层上刚度发生突变，导致剪力墙受压出现裂缝，墙体出现破坏，发生自然灾害时会坍塌，造成安全隐患。设计人员在设计时在高度与刚度之间取一个合理数值。
3.3在实际工程设计过程中，高层建筑的结构转换层下部的结构不可以设计为柔软层。因为转换层要有一定的刚度要求，柔软层则不能承受上部的载荷与剪应力，很容易造成建筑物倒塌，危及人们生命财产安全。
3.4由于结构的复杂性以及工程量肯定十分巨大，设计的人员应该要注重概念设计，在设计过程中多查些资料数据和当地的相关法律政策，反复比较调整，得到最好的合理设计。因为建筑业是一个一次性的工程，不可以反复重做，所以在取数值尽量合理，符合实际。在布置时应尽可能规则、简单、对称、美观。
结束语：
带转换层的高层建筑是未来房地产事业的一个总体趋势，实现高层建筑转换层结构设计综合性分析，能够有效的避免在设计中留下重大的安全隐患，这不仅是对广大人民群众的负责，同时也是我国设计单位提高自身能力的一个必经之路。未来，随着带转换层高层建筑规模的扩大，在不断的经验积累基础上，我国的相关技术和设计理念还会得到完善。
参考文献
[1]白东明.浅析高层建筑转换层结构设计[J].山西建筑，2012.
[3]陈林.带转换层的高层建设结构转换层设计探讨[J].建筑知识，2016.
论文作者:吴剑锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/9
标签：刚度论文; 结构论文; 高层建筑论文; 剪力论文; 支柱论文; 结构设计论文; 楼层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;