探究带转换层高层建筑结构设计建议

田涛

（铜仁市建筑工程质量监督站　贵州　铜仁　554300）

探究带转换层高层建筑结构设计建议

田涛

（铜仁市建筑工程质量监督站贵州铜仁554300）

本文主要对待转换层高层建筑结构设计进行分析，首先阐述了某高层建筑结构设计的实际情况，然后描述了带转换层高层建筑的特定和设计原因，最后详细论述了带转换层高层结构设计的具体内容，其主要内容有：梁式转换层模式结构、箱型的转换模式结构、转换层结构形式为桁架形式的设计、加厚板厚梁式转换模式结构。相关人员通过这些内容，更好的进行高层建筑结构设计，使其更加稳定且完善。

转换层；高层；建筑结构设计

我国的科技的不断发展，促进经济的迅速发展，建筑行业越来越繁荣。高层建筑不断增加，以满足人们的居住需求。相关人员要促进建筑物逐渐多元化，增加建筑物的功能性。在建筑物的建设工程中，一般通过转换层满足商住建筑的功能需求，这种高层建筑的设计形式，是建筑行业发展的必然方向。带转换层高层结构的功能多变，转换层会导致应力过于集中，出现变形，所以相关人员应重点分析其结构的刚度变化。高层建筑物的跨度比较大，在承担上部荷载时，会出现扰度，不利于抗震。现对待转换层的高层建筑结构设计进行重点分析，并总结如下：

1　工程概况

某高层建筑，地上有20层，地下有2层，总建筑面积为25000m2，结构形式为1～4层的框架筒体结构，5～20层为剪力墙筒体结构，建筑物的抗震等级为一级。相关人员在4～5及设置结构转换层，其中首层为5m，2～4层为4m，5层以上为3m。

相关人员经过实地分析，为了保护结构安全经转换层设置在4～5层之间。其中转换层有很多形式，相关人员应根据实际情况，有针对性的使用，如板式、梁式、桁架式、箱形等等。在设置转换层时，也要进行设备层的设置，综合考虑布线问题。在该建筑物中，混凝土强度为C35，使用的是梁式转换层，转换层的高度为2.5m，上下层的厚度分别为250mm和350mm，转换层横截面的梁高和梁宽分别为1820mm，810mm。其转换层施工方案如图1所示。

图1　转换层施工方案

根据上述的结构设计方法，要记录剪力墙的厚度和混凝土强度，分别为550mm、500mm、C45。从而保证设计更加规范。相关人员应按照剪力墙具体情况进行设计，计算不同方向的刚度比值[1]。在计算转换梁结构时，其混凝土材料强度为C35，钢筋取热扎钢筋Ⅱ级和Ⅲ级钢筋。

2　带转换层高层建筑的特点

在高层建筑中，相关人员应采取有效措施保证建筑物的多远化发展。设计人员应对高层建筑进行合理设计，例如在上半部分的设计中，要设置很多墙体，分化成多个空间；在下半部分的设计过程中，需要设置的墙体比较少，应将空间设置为大空间。在这个过程中，设计人员不能采用竖向杆件，针对上半部分与下半部分的连接需要采取水平转换的方式，这就是本文介绍的转换层。

在现代高层建筑设计中，要明确转换层起到的作用，将上下不同功能更好的连接起来，发挥其应用的作用，从而解决城市中的土地利用问题[2]。在设计过程中，要严格控制上下部分的刚度，保证高层建筑的稳定性，增加其抗震性能。设计人员也应对高层建筑的上下部分的进行协调，改善建筑的结构功能，避免转换层出现设计问题，影响高层建筑的刚度，在提高抗震性能的前提下，节省施工材料和投入成本。

3　带转换层高层建筑设计的原则

3.1减少转换层的多次设置

设计人员在设置高层建筑的转换层结构中，应尽量减少转换层的设置，通过其他有效的手段将上、下两个部分连接起来，从而达到统一的效果。这种方法不但能够满足高层建筑物的需求，还能节省施工的成本和材料，从而减少建筑工程的工作量。

3.2对内部结构进行优化

设计人员合理设置转换层，能够优化建筑的内部结构，起到增加经济效益的作用。在这个结构优化的过程中，高层建筑的施工质量也有所提升[3]。如果结构优化过程是在高空进行，那么需要考虑施工的安全性，保障施工人员的安全。

3.3准确计算转换层的结构

在高层建筑的转换层设计中，要重视转换层的结构设计，。所以在实际工程中，应从工程的具体施工情况入手，根据施工的特征，合理设计并计算转换层结构，严格遵守施工的要求，从而提高高层建筑的整体性能，使其更加稳定。

3.4弱化上半结构，强化下半结构

从实际施工成果来看，一个质量较好的建筑工作，应保证刚度、稳定性和抗震能力，所以相关人员应重点关注建筑物的下半部设计。下半部设计的好坏，会直接影响建筑物的稳定性和刚度，设计人员应尽量强化下半部分的设计，通过合理的措施提升建筑的刚度及稳定性，从而增加下半部的承载能力，由此增加建筑物的抗震能力。

4　带转换层高层建筑结构设计的具体内容

我国经济的迅速发展，人们生活水平不断提高，建筑行业得到全面发展，在城市中出现越来越多的高层建筑，所以带转换层结构，得到了广泛应用。带转换层高层建筑结构设计，是相关部门一直致力研究的内容之一，设计人员要想达到预期的效果，应对建筑中的各个环节进行分析，了解其结构作用，从而设计出理想的结构形式，确保转换层的高层建筑更加安全。这种结构设计，能够使高层建筑更加安全，提高了经济效益。在带转换层高层建筑的实际应用中，增加转换层的强度、刚度和抗震能力，能够更好提高高层建筑物的质量，使其更加稳定且安全。

4.1梁式转换层模式结构

在转换层设计中，最常用的结构设计形式是梁式转换层结构，80%左右的高层建筑使用的是这种结构。这种结构的主要特点是受力清晰、建构简单、施工安全且方便。设计人员在应在建筑物结构设计中，了解建筑物的具体情况，通过上下结构的优化设计，使整个建筑更加稳定[4]。如果高层建筑的相对高度较高，那么其内运用的剪力墙结构会受到内力、刚度和传力的影响，会形成比较薄弱的部分，这种现象会使建筑的抗震情况受到影响。在结构设计中，底层的框架支剪力墙和抗震理念有比较大的差别，所以在设计中，要尽量使用钢骨混凝土，减少转换梁截面，降低转换层出现过度集中现象的可能性。施工人员应保证竖向刚度和质量设置均匀合理，在施工中整体质量有明显提升。

4.2箱型的转换模式结构

使用相性转换结构时，要保证转换层整体的稳定性，确保转换层的上下竖向部件能够分担压力。转换层结构也有一定局限，例如箱型转换层会占用整个楼面的面积，造成建筑物的这一层只能作为设备层。箱型转换层的内部比较复杂，设计难度和施工难度都比较大，所以自实际中的应用比较少，如果使用这种结构设计模式，会在一定程度上导致箱型转换层的刚度很大。

4.3转换层结构形式为桁架形式的设计

桁架形式主要是由多榀钢筋混凝土桁架组合而成的一种承重结构，这种转换层能够连接上下部分，将腹杆设置在中部。在实践中发现，桁架下杆的横截面比较小，有较高的高度，所以应用这种结构，能够促使上下两个部分受力相平衡，增加高层建筑物的抗震性能。但是在这个过程中，要了解施工的具体内容，充分分析转换层的内部构造，记录转换层的受力情况，最后达到较好的设计效果。

4.4加厚板厚梁式转换模式结构

这种转换层结构，在上下柱的轴线无法良好的结合时，很难使用梁进行支撑，所以应用厚板厚梁式转换层结构[5]。这种方法的优势是设置灵活，无需和下层准确对正。但是其也有一定不足，例如这个转换层结构会带来较大的重力，且消耗的材料较多，需要很多配筋梁。如果从抗冲切和抗剪的角度进行考虑，要注意减轻受力的程度，对配筋和内力进行计算，然后在分析是否应用这个结构。

5　结束语

通过上文对带转换层高层建筑结构设计的分析，转换层在高层建筑中能够起到较大的作用。相关人员应分析转换层的具体作用，使用的情况和方法。在设计过程中，设计人员应遵守设计原则，结构高层建筑的实际情况，选取合理的结构设计形式。设计人员也应对高层建筑的上下部分的进行协调，改善建筑的结构功能，避免出现转换层问题，节省施工材料和投入成本。施工单位要全面了解转换层的具体内容，合理设计，可以增加高层建筑的稳定性和经济性，保证高层建筑的可靠、安全。

[1]唐兴荣，姚江峰.带转换层高层建筑结构的弹塑性地震反应分析[J].南京工业大学学报（自然科学版），2012（23）：162～163.

[2]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）：175～176.

[3]孟焕陵，刘杨，沈蒲生.考虑楼板变形带转换层高层建筑结构简化计算[J].地震工程与工程振动，2013（04）：139～140.

[4]王绍君.带转换层高层建筑结构设计建议[J].门窗，2014（01）：129～130.

[5]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）：179～180.

TU318

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1673-0038（2015）23-0042-02

2015-5-22