试论带结构转换层的高层建筑结构设计

方运进

【摘要】本文从转换层结构的特点入手，介绍了高层建筑转换层结构的种类和功能，对高层建筑转换层结构的设计要点及带结构转换层的高層建筑结构设计优化策略进行了深入分析与探讨，以供参考。

【关键词】高层建筑；结构转换层；结构设计

高层建筑在其实际设计过程中，经常使用的结构为底层公共娱乐场所，上层民用住宅，在上层的建筑空间设计中，可以通过多层墙体应用，从而来全面的将上层建筑的层结构进行整合设计，这样在保障上层建筑结构设计的同时，还能满足底层建筑结构的应用需求。因此在实际高层建筑设计中，要运用到转换层设计，在转换层的设计辅助下，实现对高层建筑的建筑层体结构分割。

1、转换层结构的特点

1.1 抗震、抗风

对于高层建筑而言，转换层设计时，下部楼层对空间要求较大，刚度会出现突变现象，所以上部楼层刚度较小，设计时需要尽可能的降低转换层上下楼层承载力与结构抗侧刚度的变化，从而确保满足抗震、抗风等设计要求。

1.2 经济指标

针对抗剪与抗冲切方面进行考虑，转换板厚度较大，这样会增加一定重量，使得下部垂直构建需要具备较大的承载力；此外，建筑物本层混凝土用量很多，转换梁截面高度一般选择1.6～4.0m，但是当跨度较小或者承托的层数较少时，可将转换梁截面高度设置为0.9～1.4m，当跨度、承托以及承托的层数较大时，或者构件条件比较特殊时，需要根据实际情况计算梁截面高度。

2、高层建筑转换层结构的种类

对于高层建筑而言，转换组件一般会布置在建设中列，周围转换形式主梁，板块和空腹桁架类型、梁和盒子，对高层建筑扩张室内面积提供大型网管功能。传统的小间距剪力墙结构，最适合住宅和酒店的装修，而购物中心等空间更大的房建则需要利用转换层转换传统剪力墙框架， 从而增加建筑物的空间。一般情况下有厢式转换层结构、厚板式结构转换层结构以及梁式转换层结构，每一种结构类型在其实际运用的过程中都有其各自的特点。因此在实际建筑层体结构转换中要根据实际的建筑设计需求，制定专门的建筑结构类型选择。

3、高层建筑转换层结构的设计要点

3.1 实现结构层的竖向布置

高层建筑在其实际建筑结构设计中，为了防止刚体结构形变，因此在实际建筑结构设计中，要有针对性的对建筑转换层的结构布置进行分配。一般情况下在进行高层建筑结构的布置设计中采用的是竖向布置结构。一般情况下运用到的竖向结构布置方法有以下几种：

（1）在实际建筑结构设计中要与专业建筑协商，这样才能在建筑协商中增加剪力墙的数目。只有这样才能使得建筑层结构在其设计过程中在剪力墙的作用下保障整个的建筑结构竖向布置不会受到影响。

（2）在转换层结构的安排中增加剪力墙的厚度，这样才能保障整个建筑的支撑不会受到影响，一般情况下将转换结构下层的剪力墙厚度，可以增加到600mm。

（3）为了减少在实际建筑层体设计中的刚度变化，应该在实际结构布置设计中将建筑下方的剪力墙进行固定，并且在剪力墙的固定上最好不要在其周围开洞，如果必须要开洞，应该尽量的将洞口减小，这样才能为建筑的转换层体结构稳定提供保障。

3.2实现剪力墙与转换柱的对称分布

在建筑的设计阶段，对于剪力墙与转换柱之间的关系一定要仔细的进行研究，以促使在进行建筑结构设计时，这两者能够保证分布对称。想要提升剪力墙与转换柱之间的效益，就应该在进行高层建筑结构设计的同时对两者之间的关系进行分布的正确控制，只有很好的控制好剪力墙与转换柱两者间的对称布置，才能够从根本上实现两者之间转角控制效益的提升，从而最大程度的降低立柱可能出现的超筋现象。

3.3实现转换层下部结构刚度的强化

为了能够更好地实现转换层刚度结构的控制，就需要在整个过程中适当的减弱整体的刚度效果，从而尽可能的保证转换层上下部之间结构及变形特性的相近性。

4、带结构转换层的高层建筑结构设计优化策略

4.1减少转换层竖向结构刚度的差异性

转换层因为其使用的灵活性等特点，被广泛引用于高层建筑中，转换层的使用为人们生活带来了便利的条件，但是在使用转换层的时候，也存在着一定的问题，其问题指的是，转换层的竖向结构有一定突变性，这样的情况严重影响着转换层结构及建筑的安全性。所以要求相应的工作人员在进行转换层的设计时要注意转换层的双向差异性，降低其差异性，将高层建筑中转换层的刚度的差值尽量控制在规范的范围内，同时还要有意识的增加墙体的质量及强度，确保高层建筑中局部空间的刚度，增强建筑的质量及安全系数。

4.2充分考虑不同层受力状况对于转换层的影响

因为在高层建筑中的结构转换层，所受的力相对较复杂，所以在进行高层结构转换层的设计时，要在设计之前充分考虑到其所能够受到的力的一些影响因素，并对其进行着重考虑。同时根据相应的模型再次进行设计的补充及优化，不断对其的受力情况进行计算，同时对结构转换层周围的应力值进行精确的计算，在实际的运用中发挥其最大的使用效果，不但如此，为了能够更好增加高层建筑的稳定性，就要求在高层建筑中进行结构转换层建筑时，需要设计人员掌握梁跨部位支座正负弯矩速度的变化规律。

4.3合理布设剪力墙，保证转换层整体结构的合理性

高层建筑结构转换层对于剪力墙的合理布设有着一定的要求，主要是为了突出转换层整体结构的作用。一般在设计转换层结构时，要求剪力墙的框架支柱必须均匀疏密，并将它与框支柱之间的距离控制在合理的范围内。框支柱与落地剪力墙的间距应该是根据框支层高度不同而不同。根据高层建筑整体的空间布局，设计方案需要达到工程剪力墙的具体要求，增强地下结构整体的抗压能力。设计转换大梁的过程中，需要保证梁体的整体结构能够承受相关应力的大小，并对短肢墙的内力进行必要地控制。要实现这些目标，设计人员应该采取可靠的技术手段处理转换梁两端的结构，保证整个结构的稳定性。

结语：

综上所述，随着我国城市化进程的不断推进，城市人口逐渐增加，土地面积急剧减少， 因此高层建筑逐渐成为了缓解城市土地资源短缺的主要途径。带结构转换层形式比较复杂，因此在对高层建筑结构进行设计时， 需要将高层建筑的施工质量作为前提，深入探讨转换层结构设计要点，并结合高层建筑物的实际特点，合理设计转换层结构，最终实现建筑设计的快速、稳定发展。

参考文献：

[1]张林晨.高层建筑转换层结构设计的探讨[J].住宅与房地产，2016，（21）：70.

[2]王智星，焦阳.高层建筑转换层结构设计要点分析[J].资源信息与工程，2016，31（03）：159-160.