高层建筑转换层结构设计的探讨

(中煤科工集团重庆设计研究院有限公司， 重庆 402260)

高层建筑转换层结构设计的探讨

檀小龙

(中煤科工集团重庆设计研究院有限公司， 重庆 402260)

目前建筑设计中带结构转换层的高层建筑项目越来越多，而整个建筑结构设计当中的重点内容是建筑转换层结构的设计，因此，我们要加强建筑转换层结构设计的基础设计，充分保障结构设计的质量，使得高层建筑的稳定性获得明显的提高。

高层；建筑；转换层；结构；设计；

引言：在设计带结构转换层的高层建筑结构的过程中，我们对带结构转换层的相关设计原则和知识要进行充分的了解，使得高层建筑结构设计的科学性得到确保，从而使得带结构转换层的施工难度有效的降低，使得高层建筑结构设计的质量更加的有保障。

一、高层建筑转换层结构简述

1.高层建筑转换层结构的重要意义

高层建筑的为适应现代发展的需要，趋向于多功能和多种用途发展。例如，顶部的楼层适合布置住宅和旅馆，而中部的楼层适合作为办公用房，在下部的楼层设置商业餐饮及文化娱乐等。根据楼层的不同用途，开间大小设置也不同。上部住宅及旅馆要设置较小的开间，增加墙体，在中部楼层的办公用房要分成中等大小和小的空间，下部楼层作为商业餐饮及文化娱乐的要采用较大的灵活空间，因此因在设计时采用大柱网，减少墙体。根据不同楼层区域，要求不同，这种要求显然是有悖结构合理自然的布置，因为高层建筑的下部的楼层受力很大，在下部应当增密柱网，增加墙体及刚度，到上部逐渐减少。但采取与常规相反的方式进行结构的布置，可以使建筑功能的要求得到满足，这时候结构转换层的设置的优势就得以显现出来，最为重要的是使得竖向力和水平力得以传递。

1.2 高层建筑转换层结构的类型

不同的高层建筑，其建设用途决定了其功能和需求的差异，所以，在设计结构的过程中，要对建筑专业的要求充分考虑到，优化选择不同类型的结构转换层，以使得高层建筑的整体功能性得到确保。高层建筑结构转换层分为两种主要的类型，其一是梁式转换，其二是板式转换。梁式转换层的结构是由梁、析架、箱型结构等结构组成的。梁式转换层结构的转换方式层结构可以直接的受力和传力，可以充分的利用空间，在目前的转换结构中应用十分的广泛。主转换梁支撑于下部主体结构的竖向构件是板式转换结构层的基本构成形式，主转换梁或下部主体结构的竖向构件受到了次转换梁的支承，共同承受和依托上部结构剪力墙、框架柱的是主次转换梁，通常情况下是由一块整体整浇的厚平板组成的转换层结构是板式转换。板式结构的特点就是具有复杂的受力和传力。一般明显的不协调存在于上下部结构，它的采用是梁式转换结构无法采用的前提下。建筑、设备等无法利用主要是由于厚板所占的空间，不够经济。

二、高层建筑转换层结构设计内容

2.1 布置要点

通常，在高层建筑中设置较多的是建筑转换层，因此，转换层在设计过程中，上部构件不能接地，要采取安全性高，可靠性强的构建。结合当前建筑转换层存在的特点，较为常见的转换构件有：转换大梁、空腹析架、斜撑、箱型结构、厚板等。如果地下室的空间较大，鉴于束缚的空间，地震反应和地面上的结构相比相对要轻，使用，在抗震度为6度与7度时要选择厚板转换层来进行结构设计，这样可以有效的防止地震造成的结构坍塌，剪力墙结构可以设置，并且要在能够符合建筑规范的前提下进行整体的布置过程。

2.2 结构选型

针对当前的高层建筑，若进行转换时选用的是厚板，会存在如下几种情况：第一，用量较多的板材和混凝土，会增加投资成本，加大了施工的困难系数；第二，复杂的结构受力，使得计算过程更加繁琐，如果在选用箱形结构作为转换层，这种结构可以保障结构的整体性，也可以确保结构中的竖向构件的有效传力。但在实际的设计过程中，这种转换层的转换方式复杂，分析复杂繁琐，加之技术水平一般，会使实际设计起来十分困难，施工难度加大。如若采用梁式转换层，相对而言是十分的经济合理，而且设计起来也很简单，施工难度低，传力路径也十分的清晰。

三、优化高层建筑转换层结构设计的措施

3.1 保证高层建筑结构转换层竖向构件整体性刚度

结构竖向构件在高层建筑中拥有比较明显的刚度差异，对结构转换层的整体稳定性有着举足轻重的影响。在进行设计的时候，要保证高层建筑结构转换层竖向构件刚度的整体性，要将上下转换层的刚度控制在合理的范围内，并将落地强进行合理的加厚，对于较大的安全系数的补偿剪力，承载应当通过相关结构的设置来实现，以此来确保干曾建筑局部结构的刚度，进而达到提升高层建筑结构整体的刚度的目的。此外，落地构件也会影响高层建筑的结构转换层，在进行设计时，设计人员对落地构件的截面尺寸要合理的增加，使得落地构件的均匀性得到保证。

3.2 充分了解不同楼层的受力情况以及对结构转换层的影响

在布设高层建筑结构转换层的过程中，也要根据不同楼层关键部位应力大小的不同，进行分析，要充分运用先进的技术和科学的计算方法，对具体的应力大小进行详细准确的计算。然后以应力的分布情况为根据，合理的添加一定数量的配筋在结构转换层中，以此来实现高层建筑结构的稳定性，并充分保证结构转换层的综合性能。另外，高层建筑的结构设计人员对梁跨部位支座正负弯矩速度的运动规律也一定要进行掌握，从而使得腰筋尺寸选择的科学性得到保障，通过全埋式锚固结构对梁跨部位下部的钢筋进行设计，有效的提高结构转换层的整体安全性。

3.3 剪力墙的科学设置

分析实际的案例我们可以轻易的发现，剪力墙会随着高度的变化发生变化，同时，内力也随着高度的变化剪力墙也会随之发生变化。因此，要对剪力墙框架支柱的设计进行优化强化。要充分认识到剪力墙科学设置的重要性，使结构转换层的综合作用得到充分的发挥。剪力墙框架支柱的均匀性，以及框架支柱之间距离的合理性必须保证是结构转换层对剪力墙的要求，一般要保持支柱与支柱之间的距离要保持在11M的范围内。结合高层建筑结构空间布局的不同情况，比如抗压力和应力大小要求不同，要调整相应的剪力墙的设置。在设计转换大梁的过程中，设计人员要对梁体的整体受力情况进行充分的了解，科学的处理转换梁两端的结构，从而使得结构转换层的整体性能得以保证，同时使得高层建筑结构整体的性能也得到相应的保障。

三、结束语

越来越快的城市化进程，建设施工中陆续投入了许多高层建筑项目，这使得城市用地紧张的情况极大的受到了缓解。高层的结构转换层有十分广泛的应用和优势，不仅可以使高层的各个层次的空间得到物尽所能的利用，而且可以提升下部的空间。因此，高层建筑结构转换层的设计不容忽视，要提高设计的质量，从而促进建筑行业的顺利发展。

[1]熊进刚，李艳.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].南昌大学学 报(工科版),2002(04).

[2]呼延竞飞.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品，2016(10).

[3]祁勇，朱慈勉，钟树生等.不同肢厚比框支短肢剪力墙斜柱式转换层结构抗震试验研究[J].振动与冲击，2012. 31 9（12）:155-159.

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