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摘要：随着建筑物的综合性发展，带转换层高层建筑越来越多，转换层的设计已经成为现代城市建筑结构设计的重点关注点，如若结构布置不合理，将影响整体的受力，造成灾害。本文主要探究了带转换层的高层，结构设计时的布置要点。采用合理合适的转换层形式和构件布置，确保结构的安全性和稳定性。
关键词： 转换层；侧向刚度比；落地剪力墙；刚度突变
随着当代国内外建筑行业的发展，多高层建筑是越做越高大，体系越来越复杂，建筑物向着体型更加复杂，功能要求更多样的综合性方向发展。此类建筑要求底部空间大，自由灵活，常用以做大堂，中部较小或是中等的室内空间用于布置办公用房，上部采用较密柱网形式或较多墙体形成较小空间，用以满足酒店，公寓或住宅的使用要求。但从结构受力看，底部受水平力较大，上部小，因此底部需刚度大，布置较多柱网，墙体，上部可慢慢收小收少竖向结构截面和数量。这样的设计理念与建筑所要的功能相违背，所以结构须打破原有常规设计，即下部设计成大空间，上部小空间，结构体系变成下部采用刚度较弱的框架柱，上部设置刚度强的剪力墙。因此，为了实现这种“特殊”的结构布置，满足建筑功能要求，结构上设置转换层，布置水平转换构件。总的来说，上部楼层因建筑平面功能，部分竖向受力构件（剪力墙，柱子）无法贯通落地，结构上设置转换层，布置转换构件（转换梁，转换柱，转换楼板，转换斜撑等），用以托住上部部分墙体和柱子。
一、从结构受力角度来看，转换层的设置主要用以实现以下转换：
1.上下层结构类型的转换
转换层可以将上部剪力墙结构过渡为下部框架结构，使下部的使用空间更大更开敞，这种转换形式广泛应用在剪力墙结构体系和框架-剪力墙结构体系中。代表建筑物为：广州金鹰大厦。
2.上下层柱网，轴线的改变
转换层上下层的结构形式保持不变，但是设置了转换层，能使下层的柱网增大，形成更大的空间，此种转换常用在框架-核心筒结构中。代表建筑物为：香港新鸿基中心，南京新世纪广场。
3.同时转换结构形式和结构轴线位置
上部的剪力墙结构，通过设置的转换层使下层变成框架结构，同时上下部柱网轴线不对齐，相互错开，上下层形成错位布置。这种一般应用在公共建筑中，有时候为了满足建筑的要求和达到立面效果，在一个结构单元中，不同的楼层多处设置了转换构件。代表建筑物为：深圳华侨大酒店，武汉佳丽广场等多个公共建筑。
二、带转换层的高层建筑结构布置要点：
1.底部转换层的设置高度
在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）（以下简称“高规”）中规定，对部分框支剪力墙结构，转换层的高度设置，当抗震烈度8度时，不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时层数可适当考虑增加，也就是说转换层的设置，宜低不宜高。
带转换层的框架-核心筒结构和外筒密柱的筒中筒结构，其上下结构的刚度突变不明显，且内力传递途径的突变也小于框支剪力墙结构，因此转换层高度的设置对这两种结构的影响不如框支剪力墙的产生的效果严重，因此高度可适当提高。
当筒中筒结构的外筒为剪力墙组成的框架时，其上下层刚度突变和内力传递形式对比起框支剪力墙较接近，因此限制其转换层的高度时，可与框支剪力墙结构相同。
设置转换层时，采用现浇楼板和梁，增加刚度，避免中间出现刚度较小的楼层，减小地震灾害。当同一工程使用这两种复杂结构时，即多塔结构，又设置转换层，此时结构竖向刚度，抗力容易造成突变，加上结构内力传递途径突变，对整体结构受力极其不利，结构设计中必须有安全的保障，如设计时再把转换层设置于上层塔楼中，结构设计者必须提出有效的抗震措施，并且专门论证，确保其安全性。
2.转换层上下刚度突变的控制
转换层结构不应设计成柔弱层，即转换层下部结构的抗侧力刚度和转换层上部相邻近结构的抗侧力刚度相接近，不发生明显的刚度突变。如果转换层上下部刚度相差较大，在水平荷载作用下，结构构件内力会突变，使部分构件提前破坏屈服，如果转换层位置较高时，破坏屈服会更进一步加剧，因此，设置时应该对转换层上下结构的等效刚度比进行控制。
3.转换构件的布置形式
转换层结构中的转换构件，须对上下相邻层结构的柱网统筹考虑。
当纵横向需要同时转换时，转换构件也可采用双向布置；当采用间隔布置时，与相邻层需注意要错开布置；根据建筑柱轴线变化进行合理的布置；相邻层互相垂直布置；当建筑布局是围着筒心在底层四边自由放开时，转换构件可考虑布置在纵横剪力墙上，在两端设置悬挑结构；也可对角布置；当建筑平面布局及筒心设计为圆形时，可采用反射性布置，以避免转换梁受很大的扭矩而破坏屈服。
4.剪力墙、筒体和框支柱的布置
在地震中要避免发生严重破坏和倒塌，因此落地剪力墙，筒体和框支柱的布置（即竖向构件）特别重要，采用合理的布置，可防止转换层下部发生破坏和屈服。
1）筒体结构有转换层设计时，内筒的墙体应全部上下连续贯通落地，并根据刚度要求增加墙体厚度；部分框支剪力墙需设置足够多的剪力墙上下贯通落地，并且根据刚度计算加大墙体厚度。必要时和建筑沟通协商好，争取尽量多的剪力墙落地，落地的剪力墙可纵横向形成组合。
2）避免在落地的剪力墙，筒体内开门洞，如果必须要开，则开小洞，并且洞口布置在墙体的中间。
3）框支梁的上一层剪力墙不宜开洞设置，也不宜在中柱的上端设置门洞。
4）体型为长方形的建筑物，落地剪力墙的间距l，需满足以下要求：
5）为了防止落地剪力墙太少，框支框架承担的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不应小于50%。
三、结束语
综上所诉，为了实现建筑的功能要求或立面要求，转换结构的形式选择，应根据合理的受力特点合理选取，首先要满足现行相关规范，其次，结构传力应尽量直接，简单明确，减少转换，尽可能减少转换层上下结构竖向刚度和质量的突变，强化下部结构，弱化上部结构，使转换层（转换梁，转换楼板，转换柱等）拥有合理的刚度和强度，延性，抗震能力，确保转换层实现将上部楼层的剪力墙安全可靠传到落地剪力墙去。
参考文献：
[1]中华人名共和国行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010
[2]李国胜编著.简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008
[3]唐兴荣编著.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2013
论文作者:徐小翠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/20
标签：结构论文; 刚度论文; 剪力墙论文; 构件论文; 突变论文; 建筑论文; 下层论文; 《基层建设》2019年第19期论文;