转换层的小高层建筑结构设计探究

王德明

摘 要：随着我国建筑业的进步，建筑结构设计也朝着功能多样化、结构复杂化、高层化的方向发展。在现代城市建筑中，带转换层的小型高层建筑越来越多。这种新的建筑结构形式不仅可以使建筑结构更加灵活多样，还可以丰富建筑的使用功能，从而满足用户对建筑的多样化需求。然而，带有转换层的小型高层建筑在一定程度上增加了结构设计的难度。这就要求结构设计人员充分了解转换层的结构特点和具体功能，严格遵守小高层建筑和转换层的设计规范，提高结构设计的效率和质量，保证带转换层的小型高层建筑的稳定、安全，促进我国建筑结构设计整体水平的提高。本文就转换层的小型高层建筑结构设计进行了探讨，以供参考。

关键词：转换层;小高层建筑;结构设计

通常，为了结构的合理性，高层建筑需要在建筑的下部增加更多的墙体，以保证相应的承载力。然而，在实际建筑中，上部需要一些墙体来满足住宅的要求，而下部需要拆除许多墙体以获得更大的空间，因此这些结构会产生一些矛盾。因此，有必要在高层建筑中设计转换层，以保证结构的使用性和安全性。

一、转换层定义及功能

为了满足人们的需求，需要在高层建筑的上层设置较多的墙体，轴线的布置较为复杂，而下部需要较大的空间，应该尽量的减少墙体，保证柱网足够大。在这种情况下，上层的荷载可能不会直接传递给地基，会对结构的安全性产生影响。对此应该利用转换结构来将竖向荷载传递给水平转换构件，这就是带有转换层的高层建筑结构。

首先，通过转换层能够将上部的剪力墙荷载传递给下部的框架，属于上下层结构类型的转换，这种结构类型主要出现在剪力墙和框架—剪力墙结构中，这种方式能够保证内部自由空间的充足;另外还有上下层结构柱网和轴线的改变方式，这种方式使转换层上下的结构形式不会发生变化，但是利用转换层能够增加下部结构的柱距，保证柱网的扩大，这种形式主要在外框筒的下层来进行设置，保证下部获得较大的使用空间;还有就是能够对上下层结构同时进行转换的结构类型和柱网，这种方式是上述两种方式的结合，不但能够将转换层上部的剪力墙结构转化成框支剪力墙，还能将上部剪力墙和下部柱网的轴线错开，这样就能够保证上下层不同使用功能的灵活性。

二、转换层的结构形式

根据复杂的高层建筑功能的需要，选择恰当的结构转换层，不但可以節省材料的用量，而且也可以减少建造费用。同时还能够将建筑与结构灵活的统一起来，实现建筑之美。那么，转换层的结构有哪些形式呢？内部结构方面。从建筑内部结构方面来讲，为实现复杂小高层建筑内部上层和下层结构形式以及柱网的变化，梁式转换层、板式转换层、箱式转换层、桁架式转换层和空腹桁架式转换层都是我们可以采用的转换形式。外围结构方面。对于外围结构来讲，由于建筑功能的需要，通常会在建筑的底部扩大柱距，而一般采用的方式也包括梁式转换、桁架式转换，但同时还有墙式转换、间接式转换、合柱式转换以及拱式转换等方式。另外，还有V形柱式结构转换和斜柱式结构转换，这两种转换方式应用的随机性和灵活性更强，但同时对于技术水平的要求也更高，所以并没有得到普遍应用。

三、转换层的小高层建筑结构设计核心探究

3.1转换层的小高层建筑的抗震结构设计要点

在转换层的小高层建筑结构的设计中，由于转换层结构的抗震能力会受到很多因素的制约，因此当小高层建筑对抗震性能有较高的要求时，应尽量避免采用转换层结构。在转换层的小高层建筑结构设计实践中发现，不同的转换层高度、其上层结构和转换层之间的侧向刚度比以及其上下结构刚度比等因素都会对建筑结构的抗震能力产生重要的影响。

3.2转换层的小高层建筑的纵向结构设计要点

在设计转换层的小高层建筑结构的剪力墙时应保证其上下部分的受力相互一致，同时在设置剪力墙时还应合理选择开孔位置。此外应合理控制剪力墙底部的受力情况，避免出现负荷过大的问题而影响建筑结构整体的稳定性和安全性。在设计中应提高受力分配的均匀性，从而保证建筑结构的承载能力。设计人员可以采用混凝土结构的转换柱来作为转换层的纵向支撑构件，而混凝土转换柱不仅重量相对较轻，成本比较低，而且可以提高转换层的空间利用率。

3.3转换层的小高层建筑的横向结构设计要点

在转换层的小高层建筑的横向结构中，设计人员应对平面结构进行优化设计。在设置剪力墙时应尽量选择楼梯间或电梯间附近以及建筑空间的四周，以提高平面布局的合理性。同时应对剪力墙结构的受力控制在合理范围内，以提高转换层结构的承载性能，从而保证建筑结构的整体受力能力能够达到设计要求。

3.4设计转换层的小高层建筑结构时的注意事项

（1）对小高层的整体受力情况要进行详细的分析。在进行转换层的小高层建筑结构的设计时，由于转换层的受力情况比较复杂，而且小高层建筑各层的使用功能也各不相同，因此设计人员应充分考虑各种影响因素，对转换层以及小高层建筑各层的受力情况分别进行详细的计算。（2）剪力墙的设置要科学合理。在转换层的小高层建筑结构设计中，设计人员应合理布置剪力墙结构的框架支柱，保证其间距均匀，且其间距应为约11cm。同时在剪力墙结构的设计中还应综合考虑小高层建筑整体结构的稳定性，并确保其地下部分的抗压性能能够达到设计要求。此外，在设计转换梁时，应充分考虑其承载能力以及应力因素的影响，对转换梁的两端采取科学的处理方式，以提高其稳定性和安全性。

结 语：

总而言之，转换层的小高层建筑对结构设计提出了较高的要求，因此结构设计人员应严格遵守建筑结构设计规范，并结合建筑工程的相关设计标准以及功能要求，对建筑结构进行全面详细的分析计算，合理选择转换层的具体结构形式以及各项结构参数，充分发挥转换层应用的作用，提高建筑结构的整体稳定性和安全性，实现多元化的建筑功能，从而使建筑结构设计能够更好的适应建筑行业现代化发展的需要。

参考文献：

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