天津大学建筑设计研究院 天津市 300072
摘要：在我国经济发展蓬勃的今天，高层建筑功能的发展趋于多样化、全面化和综合化。为满足人们对于建筑要求，需要在不同结构体系的楼层设置转换层，方便人们日常需求与工作需要，而形成转换层的建筑结构，可以满足人们的需求。在对建筑转换层设计的过程中，一定要对工程自身的状况予以充分的考量，在计算中确定受力的状态，这样才能保证建筑结构受力的合理化。
关键词：高层建筑 ；转换层结构；设计
引言
社会经济发展较快，大量人员涌入城市中，为城市发展提供人力物力，高层建筑的发展会随着人们的要求与需求变得复杂而全面。这就需要每位设计人员负责地做好各项设计工作。要想保障高层建筑的结构布局合理，就必须在设计转换层结构的相关工作过程中，要对高层建筑的转换层结构进行一个全面的了解，结构层对内部结构的尺寸和受力特性影响较大，必须运用可靠的技术手段的来设计结构层，让它在实际作用中来提升高层建筑结构的整体稳定性。
1 建筑转换层的结构形式与特点
1.1 梁式转换
在高层建筑施工的过程中，梁式转换层是保证垂直转换质量和水平的一个最为重要的结构形式，其在应用的过程中是从上部分的墙将力传送到转换梁上，然后再通过转换梁传送到下部柱上，其在施工的过程中具有十分明显的优势，首先它传力十分的明确，同时传力的路径相对也较为简单，给工程的计算和设计都提供了非常大的便利，梁式转换在施工的过程中还能减少工程的资金投入，所以在高层建筑转化岑施工当中八成以上都选择了梁式转换。
1.2板式转换结构
板式转换结构一般就是指在转换层上对结构进行布置，它是建筑轴网设计复杂的建筑理想转换结构，但在设计的过程中一定要注意的一点是这种转换结构的传力路径并不是十分的清晰，结构的受力分析也不是十分的简要。因此在结构设计中，我们必须要持谨慎的态度去使用这种结构形式，这种结构的不足很容易使得建筑转换层结构的刚度发生骤变，从而使得建筑的耐久性受到非常不利的影响
1.3桁架转换
桁架分为空腹桁架与实腹桁架两种。与梁式转换相比，桁架转换层受力状态更加一目了然，可以利用空间更大、重量更轻、抗震性能更好，也有相对的缺点，其节点设计难度较高，“强斜腹杆、强节点”是桁架转换层设计的基本原则，也是桁架转换层设计的关键点，且节点受力状态复杂，抗剪切性差，容易发生脆性破坏，引起计算配筋过多，施工受到阻碍，限制了桁架转换层的应用。在设计桁架转换层时应注意以下问题：首先，桁架转换层度通常要求在3米以上的高度。其次，上弦节点必须与上部集中荷载中心对应，这样才能充分发挥桁架的受力优势。对上、下弦杆和斜拉腹杆中施加预应力，可减小杆件截面，取得良好的经济效益
1．4 斜柱转换结构
斜柱转换层结构是一种使混凝土的承压能力发挥到极致的一种结构，它能够 充分的体现出空间性，在协助转换层结构得以应用的时候，我们需要对转换层的刚度和强度对整个建筑性能的影响加以重视，因此在设计斜柱转换结构的过程中，我们需要设置拉梁抑或是圈梁来确定水平荷载最短的途径，从而使得结构的性能和质量都能得到非常好的保障。
2高层建筑转换层结构设计问题和要点
2.1建筑转换层结构的设计问题
2.1.1剪力墙的布置问题
剪力墙的布置是转换层结构设计中重要的部分，也是影响设计效果和质量的关键因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是如果剪力墙的布置不合理，那么在转换层结构进行上下刚度传递的过程中，就会出现刚度突变问题。这种现象的出现不仅会影响转换层结构的质量，严重时还会导致转换层结构损坏，对人们的人身安全造成威胁。因此，要想有效的控制这种情况的出现，建筑工程团队应该做到以下几点：第一，相关设计人员在对剪力墙进行布置的时候，需要根据实际情况适当降低转换层上部结构的刚度。第二，要尽可能地缩短墙肢的长度，增加转换层下部结构的刚度，这样才能提高整体结构的承载效果。第三，如果建筑空间结构条件允许的情况下，可以将剪力墙设置为落地式，这样能够在最大程度上保证转换层结构的稳定性。但是在设计过程中需要注意，不要让剪力墙的着力点集中在一处，否则相应的混凝土结构会由于承受力过大而出现问题。
2.1.2转换层的设置位置对结构的影响问题
转换层上下部分的侧向刚度比要满足规范要求。位置越高，其抗震性能越差。转换层上下刚度差异较大，导致内力传递路径发生突变。位置越高，框支柱产生内力越大，越接近转换层上部的墙体和地面剪力墙越容易受到破坏。
2.2 转换层结构设计原则
在高层建筑上安装转换层时，竖向刚度如果发生突变的话，会对高层建筑结构的抗震能力产生巨大的影响。经过长期以来工程经验的积累，一般遵循以下几种设计准则可以避免类似问题的发生
2.2.1确保建筑转换层的刚度
在设计建筑物工程中，尤其是高层建筑物的设计施工中，建筑物自身的高度与重量对建筑转换层承受的垂 直载荷具有较大的影响，而建筑转换层承受 的垂直载荷直接影响着转换层的质量。在设立转换层的过程中，竖向构件的形变会影响结构的刚度，最后影响结构的抗震性能。为了转换层结构刚度的稳定作用，要注意确保转换层的结构刚度要是其上层结构刚度的70%以上。
2.2.2转换层与建筑物的整体性的提高
在建设转换层的设计过程中，为了能够提高建筑的质量和稳定性能，延长其使用寿命，设计人员往往会对建筑 转换层的设计 内容进行调整 ，来提高整个建筑和建筑转换层的整体。为了达到这一目标，设计人员需要对设计方案进行仔细认真的分析研究 ，保证转换层在受力方面是可以确认的，刚度中心与质量中心也是对应的 ，在设计方案方面要尽量简化 ，在施工作业时可以顺利操作。在转换层的设计方案中，为预防出现刚度突变的情况，应尽可能减少板式转换结构的应用，确保建筑的整体性能符合质量要求和使用环境要求 。
2.2.3需要转换的竖向构件的位置
在结构设计的方案阶段，就应该充考虑需要转换的竖向组件的位置。它应尽可能设置在转换梁的跨距内。如果它设置在转换梁的支座旁边，则很容易在转换梁上产生较大的集中剪力，从而导致转换梁剪扭超限，计算量也随次增大，甚至出现计算错误的现象。框架支柱也会产生剪切力和弯曲力，这会让框支柱上产生较大的内力并超筋。当结构整体刚度需要加强时，可在转换层设置加强层。转换层与加强层、设备层等要统一考虑。按照规范要求，转换层的位置在7度地区内不得超过5层，8度地区内不得超过3层。为了不让楼层刚度出现非常小的情况，对于底盘较大、塔楼较多的建筑，转换层可在裙房屋顶设置。不过，屋面梁板的尺寸和厚度也适当增大。
2.2.4 转换层结构构件平面的布置
建筑转换层的设置应考虑建筑高度的影响，因为当建筑高度达到一定范围后，各项作用力对建筑的影响会明显增大。建筑物的应力形态比较复杂，建筑物的高度将直接影响到建筑物内应力的类型和分布。水平转换构件设置在角筒或四周柱上，可扩大底层入口，改善上下柱网。转换梁与相邻层的交错布置或双向布置可获得较大的空间。也可沿垂直和水平方向平行布置，也可与相邻层垂直布置。当建筑平面和核心筒为圆形时，转换结构构件可呈放射状布置。
结论
在建筑业蓬勃发展的今天，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，各种转换层的需求也日益增加。作为一种转换形式的方案比较和最常见的梁式转换层结构的设计，也成为相关人员关注的问题。同时，根据实际情况的需要，及时处理设计工作中出现的问题。只有这样才能保证过渡层结构设计的标准，为人们创造高品质的生活或办公环境。
参考文献：
[1]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）.
[2]张晓非.高层建筑转换层结构设计要点分析[J].建筑知识，2017（14）.
[3]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）.
论文作者:吕放
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/10
标签：结构论文; 刚度论文; 建筑论文; 桁架论文; 过程中论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 《建筑实践》2019年第11期论文;