摘要：本文首先分析了转换层结构的特点和概念，然后对转换层的布置进行了分析，最后提出如何更好地进行转换层的设计，帮助设计单位提升超限高层建筑主次梁转换层的设计设计质量。
关键词：超限高层建筑；主次梁转换层结构；设计
引言：建筑物的高度不断增加，也使得建筑物的施工难度有了很大程度的提升，在超限高层建筑的设计当中，需要分析建筑物的受力情况，进行合理的设计，提高建筑的可靠性。
一、转换层结构的概念和特点
通常而言，主次梁转换层结构使超限高层建筑在使用功能上上下部分的结构差异很大，楼层上下的结构也有着明显的差异，需要通过梁进行转换设计，才能够满足上下各层在使用功能上的需要[1]。因此，在主次梁转换层结构当中，可以根据结构在功能上存在的差异，分为上层和下层结构构建转换、转换层上层和下层的构件位置、轴线改变这两种。上层和下层结构构建转换一般用在剪力墙结构和框架-剪力墙结构当中，在经过转换后，能够将上部的竖向构件进行调整，从而创造较大的内部空间。而转换层上层和下层的构件位置这种方法，并不会改变上下部分的结构形式，但是能够扩大下层柱之间的距离，从而形成大柱网。这种结构一般应用在上部楼层，能够改变建筑工程结构构件的位置，并且能够错开柱网轴线和上部楼层的轴线。主次梁转换结构当中，在上部结构红有巨大的竖向荷载，使得转换结构构件会承受较大的应力，因此，在设计结构转换构件时，构件必须要能够承受足够的竖向荷载，才能保证工程的质量。一般而言，转换结构的构件的跨度需要比上部结构跨度大数倍，这就需要设计人员能够控制结构构件的竖向挠度，才能保证建筑的稳定。并且，哎进行转换层结构的施工时，需要面对强度非常大的连续施工，并且工程的施工难度也非常大，需要一些很复杂的工艺才能保证施工的有效进行，这也对工人的素养提出了很高的要求。
二、结构选型和结构布置的分析
2.1 框架剪力墙结构的设计原理
建筑的底层在长时间演变之后，有很多的自由空间，使得剪力墙结构结构也有了更加广泛的应用，提升了建筑物底层对楼层整体的支撑能力[2]。随着楼层的逐渐升高，剪力墙的应用空间也变得越来越小，就需要更换构建来保证传输力度。由于新构建的成本非常昂贵，使得全新构建的性价比很差，因此在实际的工作当中，一般都采用主次梁转换的方式。
2.2 转换梁结构设计法
超高层的建筑主次梁结构施工技术要求很低，因此在施工时比较简单，结构的受力点也很容易确认。在施工过程中，可以及时找到洞口对管线进行衔接和铺设。转换梁结构设计主要依靠设计图进行施工，为了保证施工过程中的安全和施工质量，施工设计图必须足够严密。对转换梁结构的设计也必须要符合建筑工程的理论，保证建筑工程设计符合要求。
三、超高层次建筑主次梁转换的结构分析
3.1 等效侧向刚度比控制
超限高层建筑转换层中，楼层下部和上部的侧向刚度相对要高一些，能够有效避免楼层下方的变形，避免楼层下层成为整个工程中最为脆弱的部分，造成整个建筑的整体质量降低。为了达到这个目的，需要对建筑项目下部楼层的侧向刚度指数进行设计，同时侧向刚度也不能低于建筑上层的70%，或者契合上下楼三层80%刚度的平均值[3]。超限高层建筑的侧向刚度要求很多，与混凝土、剪力墙结构都有着一定关系，由于很多影响因素的的不确定性，使得建筑工程当中很容易出现问题。这就需要在确定侧向刚度时，必须要不断参考数据来进行调整，以保证数据为最稳定的状态。并且，楼层下部和相簿等效的侧向刚度最佳比例为1，如果需要进行抗震设计，非抗震设计时该比值不能小于0.5，当进行抗震设计时比值要大于0.8。
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3.2 剪力墙设置的基本要点
剪力墙的设计中还需要注意剪应力的设计，剪应力保证着整个剪力墙的稳定，和楼层的安全有很大的关联，剪力墙的剪应力设计中，需要选择相应的工程技术，主要原因在于，不同高度的情况下，剪力墙的厚度也有很大的区别，这就使得剪应力的差别也十分明显，必须要在施工之前就在施工的设计图当中标注，避免施工中缺少注意导致种种问题的出现。在工程设计当中，还需要考虑建筑对地震能量的吸收，在转换结构的设计当中，一般都是通过水平方向来吸收地震的能量从而提升建筑物的防震能力。同时，防震设计也是建筑工程不可缺少的设计，即便设计过程中使用了全新的设计理念，也必须要保证设计不会影响建筑物原有的抗震能力。
四、超限高层建筑主次梁转换层结构设计
国家已经公布了《超限高层建筑的工程项目抗震设防专门审查技术要点规范》，根据规范的内容，对于被规定为超限高层建筑的工程，就必须要保证建筑具备一定的抗震能力[4]。限高层建筑在面对地震时受到的影响很大，如果建筑损坏，就会造成很大的经济损失，因此超限高层建筑在进行转换层的限高时，都必须要保证整体建筑在地震中具备足够的稳定性。
4.1 风力负荷载重和地震作用下限高层层间位移角控制
在地震载荷的作用下，为了保证超限高层建筑工程的稳定性，提升建筑的安全，必须要严格按照《规程》的要求组号地震基底剪力和重力载荷的取值工作。并且，在设计的过程中，还需要提高对建筑结构层底部区域的剪应力强控制，并保障证其他部位的剪力墙和框架支柱、费框架支柱的轴压比处在合理的范围之内。
4.2 转换层楼板平面内的刚度控制
高层建筑施工工作当中，多数楼板都是采用现浇混凝土的方式进行施工，一般在施工过程中，楼板的厚度在200mm左右。为了控制好转换层下层楼板平面内的刚度，就需要提升转换层的性能，同时，还需要对楼板的厚度进行严格的控制，保证在转换层当中，楼板的厚度在150mm左右。在结构布置上，设计中还需要保证转换层楼板的对称，并且还需要控制薄弱部分楼板的厚度，并严格控制配筋密度。
4.3 延性剪力墙的设计
在进行剪力墙剪应力设置的过程中，对于剪应力水平结构设置要根据工程的实际需要来确定。超高层建筑中的转换层结构，在地震状况下剪力墙的剪应力为0.025，对于转换层结构上层楼层间应力而言，剪应力相对较小。为了避免因为地震导致剪力墙结构受到破坏，在进行项目设计的过程中，必须要采用弹性态下的水平地震作用增大系数的方法，进行转换结构的设计[5]。对于这种设计方法，主要的设计思路是，建筑工程如果在极少发生地震的地区，其结构如果仍处于弹性状态，就需要根据一般范围对还与地震以及多遇地震的水平影响系数进行合理的取值，从而扩大地震条件下水平地震的作用效果。
4.4 提升转换层整体结构构造的刚度
混凝土并不活泼，在使用的过程中，受到温度、湿度等外界环境的要求很小，因此限高的高层建筑结构设计也应用了混凝土浇筑的方式。同时，混凝土具有很高的硬度，能够为转换层提供刚度支撑，剪应力强必须要和建筑结构的整体契合，避免设计失误和设计问题出现。
结束语：带主次梁转换的超限高层建筑进行结构设计时，在控制整体排布的同时，还需要利用等效侧向刚度对比和剪应力强剪应力的探析，保证建筑能够符合当前的设计要求，同时设计建造必须要严格按照国家的标准进行，保证建筑物的实用性。
参考文献：
[1]王凯. 探索超限高层建筑主次梁转换层结构的设计[J]. 建材与装饰,2018(18):73-74.
[2]沈文钧. 带主次梁转换层的超高层建筑结构设计分析[J]. 居舍,2018(21):109.
[3]马鑫,陆俊虎. 探索超限高层建筑主次梁转换层结构的设计[J]. 建材与装饰,2018(38):101-102.
[4]季静,韩小雷,杨坤,郑宜. 带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计[J]. 结构工程师,2005(02):1-4+16.
[5]王琳. 带主次梁转换层的多层建筑结构设计[J]. 广东建材,2008(08):178-181.
论文作者:张震宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/26
标签：结构论文; 主次论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 应力论文; 楼层论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第34期论文;