建筑转换层结构设计探析

　　摘要：本文笔者从转换层结构的概述着手，分析了其定义以及注意事项，重点阐述了短肢剪力墙梁式转换结构设计方案，目的是为建筑的转换层结构设计提供指导和借鉴，进而推动建筑行业的可持续发展和进步。

　　关键词：建筑转换层；结构设计；探析

　　在建筑的整体结构设计中，转换层结构设计是关键的环节，因此需要加强对转换层结构设计的重视，这就需要结合建筑的实际情况，采用合适的建筑设计方案，并充分了解建筑转换层结构设计中的注意事项，进而有效的提高建筑结构转换层的设计效果，在保证工程质量的同时，达到降低工程施工难度。通过对建筑进行转换层结构设计，可以有效的促进我国建筑行业的发展向着更加科学合理的方向发展。

　　1 转换层结构设计的概述

　　城市的发展带动了建筑行业的发展，其功能也获得了较大的发展，建筑功能的不同要求进行不同的结构设计，这就需要借助转换层结构设计，进而实现建筑结构功能的多样化和综合化，满足人们对建筑的多种需求。在建筑的转换层结构设计中，短肢剪力墙梁式转换结构设计得到了广泛的应用，并取得了显著的成果。

　　1.1 转换层结构设计的定义

　　所谓的转换层技术是指根据某一层的上部和下部的使用功能，采用不同的结构类型，进而实现对结构的转换，那么该层就是结构转换层。建筑行业的发展推动了高层建筑的发展，为了实现建筑的多功能性和具备综合用途的特点，转换层技术得到了广泛的应用，一般在高层建筑中，下部多为商业区，上部多为办公和生活区域。但是在转换层技术的应用中，面临着较大的困难，这是因为转换层的受力情况较为复杂，稍有失误便会引发灾难性的结果，其次，转换层的地震反应强烈。

　　1.2 转换层结构设计的形式

　　在转换层结构的设计中，会有多种形式，一般而言主要包括以下几种形式：

　　1.2.1 梁式转换

　　梁式转换在当前的转换层结构设计中得到了广泛的应用，并取得了显著的成效，具有明显的优势，诸如路径清晰快捷、可靠性高和构造简单施工方便等，才外，该设计方法可以用于8度以及8度以下的设计，且抗震效果好，其抗震效果受到层数的影响，一般而言，要想取得较高的抗震烈度，需要对大空间的层数进行严格的限制。

　　1.2.2 桁架转换

　　如果底部的楼层柱距较大，这时换梁的高度与整个楼层的高度相一致，同时无法对其进行开洞，因此无法采用梁式转换，这就需要借助桁架转换，进而达到传力明确和传力途径清晰的优点，但是该形式的构造和施工难度较大，主要是蒂点处的设计和施工方面。在利用桁架转换形式进行需要坚持强柱弱梁、强边柱弱中柱的原则，并要保证施工的强度，同时要通过对剪胝比的计算确定转换层的截面尺寸，进而有效的对变形的预防。为了提高转换层结构设计的质量和效果，需要做到满层铺设，并将下部的斜杆交点作为上部密柱的支撑点，然后对每个节点的刚度进行加强，进而实现对结构的完善，并对预应力带来的结构强度问题进行有效的预防。

　　1.2.3 板式转换

　　板式转换具有设计灵活和不受结构轴网限制等优点，但是具有结构构件大和材料消耗大的特点，进而增加了施工的造价，一般用于上部剪力墙布置复杂并且轴线错位较多的结构设计中。板式的转换多用于非抗震和抗震设计，为了避免出现薄弱环节，需要在转换设计以前进行对厚板的抗震性能以及受力特点以及传力的途径进行分析和研究，提高设计的可靠性和科学性。

　　1.2.4 箱形转换

　　该转换设计多用于上下不的板厚度较大时，并且需要实现上下板与之间托梁的共同合作，此外，还可以用于上下层结构转换以及柱网尺寸扩大或者是轴线的错位设计中。

　　1.3 其他转换形式

　　除了上述的转换形式以外，在建筑的结构设计中还会涉及到其他形式的转换设计，如若是需要在下层的两柱之间加入一根柱时，需要借助斜柱转换，在顶层结构的设计中可以利用巨型转换，大大的提高灵活性和高效能。

　　2 建筑转换层结构设计方案

　　为了满足建筑使用功能的全面性和综合性的需求，需要加强对建筑转换层结构设计方案的制定，这就需要从建筑的功能需求着手，采取合适的方式进行结构设计，进而提升建筑的整体性能。这就需要从以下几个方面着手，进行科学合理的设计：

　　2.1 转换层刚度的要求

　　在进行转换层结构设计的过程中，要保证转换层的刚度达到规定的要求，这对于高层建筑的施工来说尤其重要。因为建筑的本身的高度以及重力对转换层的承受能力有着重要的影响，建筑结构设计的刚度达不到要求容易使转换层成为就建筑的薄弱环节，进而对其抗震性能产生了消极的影响，这就需要在进行转换层结构设计时，确保转换层的刚度在上层结构刚度的70%以上，因此需要充分了解内部剪力墙的受力情况，并且将剪力墙的厚度控制在规定的范围，同时采用强度等级较高的混凝土进行施工，这样可以对纵横墙的结构进行合理的排布，起到了保证转换层刚度的效果，进而有效的保护了建筑的整体抗震性能。

　　2.2 加强转换层与建筑的联系

　　为了提高建筑物的整体性能，需要加强转换层与建筑的联系，提高其整体性能，在对转换层的结构设计中，加强二者的联系，提高建筑的稳定性，进而起到延长建筑的使用寿命的目的。因此，需要进行转换层结构设计时，最大限度的简化上下层的轴网之间的设计方案，进而提高质量中心与刚度中心的适应性，从而加强对受力分析的研究，这样可以很大程度的避免出现刚度突变的现象，大大的提高建筑的整体性能。

　　2.3 明确转换层的位置

　　在对建筑物进行结构设计时，需啊哟对复杂的受力模式进行分析，并且将爱情对作用力的分类和分布进行分析，这是因为用力的种类以及分布会受到建筑高度的影响。在高度达到一定的范围后，建筑物受到各个方面的力的影响，并且受力效果逐渐上升，这就加大的了建筑结构设计的困难。如果转换层的位置设置的高度较大，就会引起转换层受力情况的变化，并且对下层的刚度和受力方式产生较大的影响，进而对整个建筑产生消极的影响，这就需要在对转换层进行设计时，要最大限度的降低转换层的位置，设置在三层以下，禁止超过六层。

　　2.4 合理设计短肢剪力墙

　　布置落地简体（或一般剪力墙）的高层短肢剪力墙梁式转换结构由于转换粱是一般转换粱，结构竖向刚度变化不大，转换层上下内力传力途径的突变程度也小于部分框支剪力墙结构，所以对布置落地简体（或一般剪力墙）的高层短肢剪力墙梁式转换结构，当转换层设置在三层及三层以上时，转换柱及剪力墙底部加强部位的抗震等级不用再特别提高，转换构件的内力增大系数也不用再作提高。

　　转换粱支承柱至底层柱的地震剪力标准值调整应比框支剪力墙结构降低。框支剪力墙结构转换层上下刚度差异较大，转换层楼板要完成上下层剪力的重新分配，自身在平面内受力很大，楼板有显著的变形。

　　参考文献：

　　[1] 王平山，干钢，孙炳楠，唐锦春.高层建筑厚板转换层内力分布研究[J].科技信息，2012，（05）.

　　[2] 张俊东.高层建筑结构转换层的结构设计[J].城市规划与发展，2009，（07）.

　　[3] 关度豪.试述如何做好高层建筑转换层的结构设计[J].浙江大学学报，2010（09）.

　　[4] 张俊东.高层建筑结构转换层的结构设计[J].现代努济信息，2009，（11）.

　　[5] 关度豪.试述如何做好高层建筑转换层的结构设计[J].价值工程，2010，（06）.

　　[6] 刘跃平.高层建筑框支剪力墙转换层结构的设计[J].湖南工程学院学报（自然科学版）. 2008，（04）.

　　[7] 李伟才.某高层建筑转换层结构设计的探讨[J].中国房地产业，2012，（25）.