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摘要：随着国民经济水平越来越高，人们生活水平的不断提高，对建筑质量的要求也越来越高，转换层结构设计能够提高建筑物整体质量和性能，是高层建筑设计的重点，因此，在实际建筑设计中应对转换层结构设计加以重视。本文对高层建筑结构转换层的分类以及功能、带转换层的高层建筑结构设计分析探讨。
关键词：结构转换层；高层建筑；设计；思考
随着我经济的快速发展，城市化进程得到了更深入发展，城市用地面积急剧减小，城市用地极为紧张，高层建筑的出现很好的缓解了城市用地紧张问题，其地位也越来越重要。近年来，高层建筑不断涌现，结构装换层是整个高层建筑结构的核心，起到了重要的连接作用，既是建筑上部结构的基础又是建筑下部结构的顶板。在实际的建筑设计中，结构装换层跨度较大且承受巨大的竖向承重载荷，是一种受力复杂、传力不直接的不规则结构，易在地震作用下形成结构薄弱层或会软弱部位，因而设计时需进行全面考虑。因此，需更为深入的研究高层建筑结构转换层设计的要点，以求能够更好地实现高层建筑的设计和发展。
一、高层建筑结构转换层的分类以及功能
高层建筑中的转换层具有扩大室内面积，提供较大出入口的功能。传统的剪力墙结构的间距较小，比较适合对住宅客房以及旅馆进行布置，而对于需要较大空间的会议室、购物中心、文化娱乐场所等进行布置时，就需要通过转换层将部分传统剪力墙转换为框支剪力墙，以此来增大空间，满足大空间建筑的功能需要。一般的，转换的构件会在建筑的柱列周边进行布置，转换形式主要有桁架式、梁式、箱形、板式以及空腹桁架式等。
高层建筑中转换层主要是为了将上下层结构进行转换，上下层轴线进行转换、柱网进行转换等。在框架剪力墙结构中，通常采用将传统剪力墙上部转换为框支剪力墙来增大内部空间面积；而上下层柱网、轴线的转变并未改变上下层的结构形式，只是通过改变转换层的柱距来形成较大的柱网，这种转换类型通常被用在外框简底部来形成大入口；通过结构转换层，将上面楼层的剪力墙结构转变为框架结构，使上面楼层与柱网轴线错开，从而形成上层、下层结构的错位布置，实现转换层的功能[1]。
二、带转换层的高层建筑结构设计分析
（一）过渡和防震设计
结构装换层在建筑中起到上下连接的作用，通常情况下结构装换层的受力情况比较复杂，因为它承担着整座楼房的重量，倘若设计不能达到相关标准，建筑结构转换层设计不合理，就会埋下抗震能力较弱的安全隐患。由于结构装换层的跨度较大，截面也较大，怎样在这种情况下实现装换层的合理过渡和有效利用就成为转换层设计的要点和难点。就目前来看，高层建筑结构装换层的结构形式主要有桁架式、梁式、箱形、板式以及空腹桁架式等，桁架式一般使用在转换梁构件上部负载较大且跨度较大的体系中，其优点是传力途径较为清晰明确，具有较强的灵活性；梁式一般使用在较大空间的剪力墙结构中，其优点是受力明确，缺点是适用性较差，对地震的反应较大；箱形一般使用在纵横同时转换的结构中，其优点是上下层楼板与单向或双向托梁组合，缺点是组合结构较为复杂；板式一般使用在上下柱网轴线严重错开，不能直接用梁承重的结构体系中，其优点是能够灵活布置上下结构柱网，缺点是耗材较多，自重较大。在实际设计过程中，应根据实际情况进行合理设计和选择[2]。
（二）模板支撑选择设计要点
在高层建筑设计时，要根据建筑结构进行模板支撑的合理选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高层建筑的结构转换层的结构极为复杂，钢筋分布密集，耗材较大，自重和载荷都较大，因此要想实现结构装换层的合理设计就必须要根据建筑实际受力情况确定模板支撑系统，以保障支撑系统的承载能力和自身的稳定性能。一般的，经常用到的模板支撑系统有载荷传递法支模、一次性支模、叠合浇筑法支模等，当然这几种模板支撑系统也有各自的优缺点，需要在实际的设计当中应根据相关设计要求合理选择模板系统，从而从最大程度上发挥出模板支撑对高层建筑转换层的作用。
（三）结构转换层钢筋设计要点
在进行结构装换层的钢筋使用设计时，首先应对钢筋的排列次序进行合理设计安排。钢筋在梁柱节点部位较为密集，含钢量较高且主筋较长，部分高层建筑结构转换层设计使用工字钢或是大直径钢筋。在高层建筑装换层设计时，钢筋次序的合理安排就显得尤为重要了。在进行结构转换层设计时，应对设计的相关要求进行全面的了解，合理确定绑扎的次序、制作尺寸，对钢筋之间的避让、穿插关系进行全面考虑。当结构转换梁高度比较大或是转换板厚度比较大的时候，应采取相应的设计措施稳定钢筋骨架，以确保结构转换层设计能够满足建筑设计的相关标准。
（四）设计应用实例
1、工程概况
某小区是一个以住宅为主，并集办公、酒店、商业、教育等多种形式为一体的综合项目。占地面积55124平方米，总建筑面积约为97620平方米，其中地上部分面积为71245平方米，地下部分面积为26375平方米。地下二层停车场，拥有480个机动车位，地上部分设置五个塔楼A1-A5，各个塔楼之间通过防震缝相分离。
2、结构设计
首先是进行结构布置和选型，该工程A4楼地面以上有30层，高为95.5米。塔楼结构框支层层高5.5米，标准层层高2.9 米，该塔楼通过设置防裂缝与其他裙楼相隔，地面以上部分建筑物称十字形轮廓。塔楼设计使用框支剪力墙结构，根据建筑使用要的功能要求，将7层顶板进行剪力墙结构装换。梁板混凝土强度设计为C35、C30，竖向构件混凝土强度设计为C35-C60。剪力墙厚度设置为250-300毫米，框支柱截面设计为1000×1400毫米，主要装换梁截面设计为800×2000毫米、1200×1800毫米、1400×2000毫米、1500×1600毫米等。
楼盖使用现浇混凝土梁板结构，设计塔楼核心筒内楼板厚度为150毫米，标准层板厚为100毫米。对建筑应力进行分析，将建筑装换层以及上下相邻两层楼板厚度增至150、180毫米，并根据实际情况将混凝土强度等级适当提高，提高转换层的整体稳定性。对于凹凸程度较大且十字平面布置的建筑，其扭转效应会比较明显，因而在设计时需结合建筑设计要求将L型剪力墙尽量布置在平面外轮廓的转角处，将外框梁尺寸适当增大，并尽量布置上层剪力墙在框支柱处，使竖向结构能够直接传力，减小建筑刚度突变的幅度[3]。该塔楼共有20道需转换的剪力墙，其中12道直接从柱位转换，8道通过转换梁进行了转换。
结语：
所有的现代化进程，都将推动高层建筑向更高、更为复杂、功能更为多样化的结构发展，以更好地适应现代化发展的趋势，就必须要加强高层建筑结构转换层的设计研究工作。转换层的转换形式复杂，而转换层设计又是高层建筑设计的难点和重点，为保证高层建筑的建造质量，就必须要深入研究和掌握转换层结构的设计要点，并在实际的设计当中中，合理设计布置装换层，分析整体结构和建筑结构受力特点，做好高层建筑装换层结构设计工作，实现高层建筑设计的又好又快发展。
参考文献：
[1]牛喜山.带转换层的高层建筑结构设计探讨[J].中华民居，2012，01：9+8.
[2]吕鹏，徐刚，刘洪亮.某带转换层的高层建筑结构设计[J].建筑结构，2013，S1：1284-1289.
论文作者:许久杰,叶德艳
论文发表刊物:《基层建设》2015年第35期
论文发表时间:2016/12/7
标签：结构论文; 高层建筑论文; 建筑结构论文; 较大论文; 剪力墙论文; 钢筋论文; 塔楼论文; 《基层建设》2015年第35期论文;