淺析轉換層設計要點

李勝權

（銅仁市城鄉規劃勘測設計研究院 貴州銅仁 554300）

淺析轉換層設計要點

李勝權

（銅仁市城鄉規劃勘測設計研究院 貴州銅仁 554300）

隨著社會經濟的快速發展，以及科學技術水平的不斷提高，我國的建筑行業也取得了較大的進步，而在建筑業之中，高層建筑轉換層設計依舊是人們高度關注的對象。本文在此情況下，對轉換層設計要點進行了研究，并以此來提升設計水平與質量，進而為現今高層建筑施工技術的發展提供基礎。

高層建筑；轉換層；設計原則；結構形式；結構特點

引言

現階段，社會經濟發展越來越快，這在一定程度上帶動了建筑技術的改進與完善。在高層建筑物施工過程中，一般要求其具備較大的空間，基于此，單一結構體系已無法滿足平面布置復雜、結構無法連續的建筑物施工的要求。通過運用轉換層，可較好的解決上述問題，所以，建筑企業應對轉換層設計要點進行高度的關注，進而為建筑工程施工質量的提高以及企業經濟效益的提高提供基礎。

1 高層建筑轉換層概述

一般情況下，高層建筑結構底部受力情況要遠大于其上部受力情況，因此，為了達到高層建筑可靠性與安全性的需求，在其底部結構位置處設置的柱網較密，墻體較多，剛度也相對較大，且越往上，墻體與柱的數量會越來越少，這就會造成高層建筑底部活動范圍小于頂部，進而無法滿足對功能空間的需求數量，基于此，要想滿足建筑功能，一定要進行改革與創新。而轉換層結構就是解決該問題的最好方法，在結構轉換的樓層，設計水平的轉換構件，從而滿足使用功能的需求。

2 轉換層結構形式

2.1 梁式轉換層結構

到目前為止，梁式轉換層結構依舊高層建筑施工中較為常見的一種結構，且其主要是為了將建筑物的墻轉換為梁柱。同時，在進行高層建筑具體施工時，通過運用梁式轉化層架構，還可確定并了解其傳力。此外，梁式轉換層結構還具有結構簡單、清晰，施工成本低的優勢，而正是因為其具有這些優勢，使其目前已在高層建筑轉化層結構中得到了廣泛的應用。

現階段，因建筑結構逐漸向多樣化轉變，所以在建筑實際施工中，轉換梁的結構形式也逐漸趨向多樣化。對于轉換梁所需要承受的荷載力，其主要來自豎向桿件荷載作用下的受力。通過對不同結構形式轉換梁受力規律進行研究分析發現，轉換梁設計方法受荷載作用和轉換層的形式影響較大。

2.2 桁架式轉換層結構

因桁架式轉換結構受力規律是較為清晰的，所以其使用起來較為靈活，同時還可起到良好的抗震效果。同時，桁架式轉換層結構是在梁式轉換層結構基礎上出現并發展的，且其主要是由鋼筋混凝土結構組成的，而對于桁架結構的上下桿件，通常將其布置在建筑物轉換層上下樓面的結構層內。對于桁架式轉換層結構，具體如圖1。

圖1 桁架式轉換層結構圖

桁架結構高度通常是很高的，但其下部桿件界面尺寸卻相對較小。且在高層建筑施工中，雖然桁架式轉換層結構具有良好的整體性能，但其施工處理卻較為復雜，施工難度也較大。對于建筑物的桁架式轉換層結構，其設計重點為節點的設計，并且在節點受力較大時，極易出現剪切破壞的問題，進而增加了配筋量。除了上述要求之外，桁架式轉換層結構設計對高度有非常嚴格的要求，基于此，在進行高層建筑施工時，必須對具體的高度進行嚴格的控制，進而避免因地震作用而導致的破壞。

2.3 箱式轉換層結構

對于高層建筑施工中所采用的箱式轉換層結構，具體如圖2，且其是在單向、雙向托梁以及上下層樓板間的共同作業下形成的。同時，因其具有良好的整體性能，在布置建筑物上下層結構時，還可發揮有效的傳力作用。基于高層建筑結構可發現，此種轉化層結構占據了太大的空間，是無法適應住宅轉換層設計的需求的，而這主要是因為轉換層結構設計往往會和建筑物設備與管道的布置作業發生沖突。此外，對于箱式轉換層結構，其還具有自重大、施工成本較高等缺陷，且立足于結構形式選擇以及建筑造價等方面的考慮，一般很少在高層建筑轉換層結構設計

工作中應用箱式轉換層結構形式。

圖2 箱式轉換層結構圖

2.4 厚板式轉換層結構

在設置高層建筑轉換層時，在對上下柱網出現較多錯開以及無次序布置情況，且無法采用梁進行承托時，就需要考慮利用一定的厚板來進行轉換層的設置，進而確保高層建筑的轉換層可具有一定的抗剪能力以及抗沖擊性能。通過利用板式進行轉換，可使下層柱實現靈活的擺動，但由于其所需要的材料較多，施工成本較高，而且施工難度也較大，一般不建議使用。

2.5 斜柱轉換

在高層建筑施工過程中，通過選用斜柱轉換層，可充分發揮混凝土可壓縮性能的優勢，進而為整個高層建筑擴大利用空間，是一種比較特殊的一種結構形式。但斜柱轉換層的使用會增大水平荷載，所以，為了解決此方面的缺陷，應在建筑物的平面布置的基礎上，在轉換層施工中添加圈梁或拉梁，進而以最短的路徑實現相互平衡的目的。此外，在進行高層建筑斜柱轉換層施工時，應考慮斜柱轉換層的荷載分擔，只有將轉換斜柱盡量連接在更多的樓層，而減少分布在上下樓層的荷載，才能保證此類轉換層的安全及設計的方便。

3 高層建筑轉換層設計要點

3.1 高層建筑轉換層中有關抗震的設計

①盡量減少需轉換的豎向構件的數量，因為豎向構件直接落地數量越多，轉換結構就會越少，進而使得剛度突變較小，有利于結構的抗震。②在高層建筑豎向位置，對于轉換層結構的布置，應盡量低一點。③改善建筑轉換層結構，并通過選用明確的傳力路徑型式來確保工程施工質量與更好的分析轉換層設計工作。同時，在能夠達到建筑物經濟型與安全性要求時，應盡量減小轉換層的剛度。

3.2 高層建筑轉換層結構的構件設計

（1）框支柱的設計

框支柱是轉換層結構中的重要構件，且其對整個轉換層結構的安全性而言，具有非常大的影響。但因各方面因素的存在，在進行高層建筑轉換層施工時，樓板會發生變形問題，且不符合工程需求的剪力墻也會導致裂縫的產生。同時，變形與裂縫問題的出現還可減低轉換層剛度，并大大增加了框支柱的剪力。基于上述情況，在進行建筑物轉換層結構設計時，必須按照相關標準來規范施工中單獨的設計，進而提高框支柱剪力。此外，還需將框支柱上部墻體的縱筋延伸至墻體的內層，進而強化轉換層的上下連接關系。

（2）框支梁的設計

作為高層建筑上下層荷載傳輸的重要途徑，框支梁能夠提高并確保框支剪力墻的抗震性。一般情況下，建筑剪壓比可以對框支梁截面的尺寸造成較大的影響，所以，對于截面寬度，通常需要大于其兩倍的墻厚，同時還要依據一定的計算得出框支梁截面的實際高度。此外，因高層建筑框支梁截面受力情況較復雜，且具體的受力也相對較大，所以在進行轉換層結構設計時，需留置一些安全儲備。在高層建筑施工過程中，框支梁作為其抗震減震的重要構件，可以在很大程度上提高建筑的抗震性能，這也使其受剪很大，基于此種情況，在進行實際操作時，需要根據強剪弱彎的原則來加強箍筋的數量，進而保證其與縱筋數量的平衡。

（3）轉換層樓板的設計

一般情況下，對于高層建筑的框支剪力墻，可通過轉換層將其分為上下兩部分，且其上下兩部分的受力狀況也是大不相同的。在上部樓層中，對于因外荷載而導致的水平力的分配，其主要是根據建筑物剪力墻不同的剛度比例進行的；而在下部樓層中，因框支柱剛度的不同，落地剪力墻剛度承擔了大部分的水平剪力，進而出現轉換層部分荷載分配不均勻的問題。此外，對于高層建筑的轉換層樓板，其主要負責承擔上下部分剪力的分配工作，由于轉換層樓板具有受力強、變形幅度大特征，并且為了能夠順利的完成轉換任務，必須要具備足夠的剛度。

4 結語

總而言之，隨著高層建筑施工要求的不斷提高，轉換層設計是高層建筑施工中必不可少的一道工序，但因轉換層結構形式的多樣性，在進行轉換層的設置時，需根據不同建筑結構的自身特點選擇適宜的轉換層類型，并嚴格控制高層建筑施工中的諸多環節，然后再通過充分發揮各構件的特性，保證轉換層的質量，從而使高層建筑具有良好的穩定性和抗震性。

[1]鄭黃鶴.淺析高層建筑梁式轉換層結構設計的要點[J].中華民居旬刊，2010（2）：74～75.

[2]任常青.淺析現代建筑結構設計中的梁式轉換層結構設計[J].城市建設理論研究：電子版，2014（2）：45～47.

[3]馬靜靜.淺析建筑轉換層結構設計[J].城市建設理論研究：電子版，2013 （5）：36～38.

TU973.3

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1673-0038（2015）46-0062-02

2015-11-1