南京市凯盛建筑设计研究院有限责任公司
【摘 要】目前，高层建筑已经成为了城市建设当中的主要内容，且在结构类型方面也具有较大的改变。其中，转换层结构是高层建筑中的重点内容。在本文中，将就高层建筑中转换层结构的设计进行一定的研究。
【关键词】高层建筑；转换层结构；设计
1 引言
随着城市的发展，更多的高层建筑在城市当中得到了建设，且人在功能需求方面也具有了多样化的特征，更多具有多功能、综合性的建筑得到了建设。该种情况的存在，则为不同楼层在空间结构方面也具有了不同的需求，需要做好转换层结构设计工作。
2 转换层结构形式
在高层建筑转换层设计中，其主要结构有以下几种：
2.1 梁式转换结构（图1）
该结构经常应用在垂直转换施工当中，即将上部墙应力施加到转换梁之后，按照下部柱途径实现力的传递，在保证路径具有顺畅、直接特征的基础上便于工程分析的开展，其高度一般在1-6m之间，成本相对较低。
2.2 箱式转换结构（图2）
该结构即在单、双托梁类和的基础上同上下楼板进行浇筑所形成的结构，在刚度方面具有较好的表现。
2.3 板式结构（图3）
该结构主要应用在上下层柱网错开数量较多的情况下，在结构布置方面具有一定的不规则特征，梁支托难以对流程转换实现，板厚一般在2-2.8m之间，要保证厚度选择能够对抗切同抗剪方面需求满足。该种结构在具体布设方面具有较为灵活的特点，且自重较大，在应用中对材料具有较多的需求。
3 转换层设计原则
在做好结构形式确定后，需要按照以下原则开展设计：第一，减少转换次数，在对主体竖向构件布置时，要尽可能连通多个数量的墙柱，在减少转换构件的基础上减少转换层刚度突变，更有利于结构抗震的实现；第二，保证传力的直接性，在具体设计中，要避免多级转换，尽可能减少支柱梁以及次框结构方案；第三，要做好上下结构侧向刚度比值优化。根据相关规范，在具体设计中，可以通过加大框支柱断面以及提升混凝土强度等方式获得转换层下部结构的强化，且能够实现上部结构刚度的削弱。通过该种方式的应用，则能够有效实现测线刚度以及上下结构承载力的优化，更好的满足抗震设计要求。
4 高层建筑转换层结构设计
4.1 抗震设计
在转换层设置中，可能因此使建筑竖向刚度因此发生变化，在面临地震灾害时，将因此存在薄弱情况，进而对建筑的整体抗震性产生影响。对此，在实际转换层结构设计当中需要做好以下内容的控制：第一，尽可能减少竖向转换构件，在实际设计当中，竖向构件直接落地情况将影响到转换结构以及刚度突变，通过竖向转换构件数量的减少，在结构抗震方面将具有积极的作用；第二，在建筑竖向位置，需要尽可能将转换层设计在较低的位置；第三，要做好转换层结构的优化，保证路径具有明确的传力路径，以此利于施工质量的保证以及分析工作的开展。在刚度满足建筑安全要求以及经济限制情况下，需要尽量控制在较小的范围当中。
4.2 总体结构设计
总体设计方面，其主要内容有：第一，下部结构刚度分布。在建筑转换层结构设计中，竖向刚度突变可以说是较为复杂的一项问题。在实际抗震设计工作开展中，要保证转换层上下主体结构在剪切度方面能够满足要求。具体方式方面，可以选择提升混凝土强度等级、加大主体竖向构件截面以及增设剪力墙等方式处理；第二，合理布置剪力墙。在剪力墙布置当中，需要做好上下刚度方面的控制，要将较好的实现建筑结构刚度突变情况控制，则需要做好上部刚度的减少，尽可能不在上部位置设置剪力墙。与此同时，要尽可能加固下部刚度，在允许情况下，需要在适当位置做好落地剪力墙位置，并保证其具有均匀分布的特征，避免过于集中；第三，结构刚度选择。在建筑转换层结构设计当中，要保证能够科学、合理的实现转换层刚度的选择：如果选择的刚度较大，则将加大竖向结构以及地震反应，不仅将影响到转换层受力状态，且将因此增加材料用量，在提升建筑成本的基础上影响施工经济性。而如果选择的刚度较小，上部构件同其余竖向构件间将存在较大的沉降差，在水平构件当中形成次应力的情况下增加配筋数量。
4.3 构件设计
构件设计方面，其主要内容有：第一，框支柱设计。在建筑转换层设计中，框支柱是非常重要的一项内容，将较大程度影响结构安全性。受到各类因素的影响，楼板在施工当中也将发生变形情况，且剪力墙也可能出现裂缝问题。在裂缝以及变形情况出现后，则将在影响到结构刚度的情况下增加框支柱剪力。对此，在结构设计当中，就需要充分联系规范标准设计出能够实现框支柱剪力的单元，并将支柱上方墙体纵筋进行延伸处理，直至墙体内层，以此更好的实现转换层上下部连接关系的强化；第二，框支梁设计。作为结构上下层荷载能力的重要传输纽带，框支梁能够有效实现剪力墙抗震性的提升以及保障。通过剪压比的增加，能够对框支梁截面尺寸产生较大的影响，宽度方面，其一般大于两倍墙厚，需要在经过细致计算后获得支梁截面高度。同时，框支梁截面自身具有较为复杂的受力情况，对此，在实际结构设计当中，则需要做好一定量安全方面的储备。作为抗震重点构件，框支梁能够有效实现抗震性能的提升、且具有较大的受剪性，在实际操作当中，要充分联系强剪抗弯原则通过箍筋数量的增加使其同纵筋数量间保持平衡；第三，转换层楼板设计。对于框支剪力墙，根据部位的不同可以将其分为上下两个部分，且不同部分将具有不同的受力情况。在上部区域，外荷载将根据剪力墙刚度比例做好水平力分配，下部区域，落地剪力墙在刚度方面同框支柱间则具有较大的差别，将对大部分的水平剪力承担，且转换层在荷载方面也具有分配不均的特征。在该种情况下，转换层楼板则扮演着十分重要的角色、即直接负责上下剪力的分配，需要其具有足够的刚度以良好的完成转换任务。
5 结束语
在高层建筑中，转换层可以说是重点的设计内容。在实际设计工作中，需要充分联系结构特点做好转换层类型的选择以及设计方案的优化，以此不断提升建筑设计水平。
参考文献
[1]张伽华.浅析建筑转换层结构在设计中的若干问题[J].建筑设计管理.2016(06)：55-56.
[2]简羽.建筑转换层结构的设计问题分析[J].绿色环保建材.2016(02)：177-178.
论文作者:魏纯虎
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第18期
论文发表时间:2016/11/18
标签：刚度论文; 结构论文; 构件论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 支柱论文; 《低碳地产》2016年9月第18期论文;