建筑轉換層結構設計

李娟

摘 要：建筑工程中的轉換層施工技術是當前社會中極其重要的一項實踐性技術體系。所以該結構形式在進行設計的過程中，務必要保證各個不同方面的綜合因素已經經過了全面詳細的考慮，只有通過這樣方式所形成的設計方案，才能夠為建筑工程自身所具有的質量提供實可靠性、安全性的保障。本文筆者對筑轉換層結構的設計進行了分析和探討。

關鍵詞：建筑；轉換層；結構；設計

1 前言

在現代建筑工程中，建筑的分類往往以上部為居住類，下部為商業類，如果要將二者更好的聯合起來，就需要在設計時進行轉換層的設計，因此，轉換層的設計非常重要，我們在設計過程中應切實掌握其特點，并結合特點，切實加強對其的設計，只有這樣，才能更好的確保整個建筑轉換層結構設計的科學性。

2 建筑轉換層特點

為了更好地加強建筑轉換層結構設計，首先必須對其特點有一個全面的認識。由于轉換層結構構件部件要承受來自上部的巨大豎向荷載，而且其結構構件的數量較為復雜，而為了確保建筑轉換層結構具有較強的剛強度，就必須加強對其的設計。所以就建筑轉換層結構設計來看，其不僅需要考慮的因素較多，而且對設計人員的經驗、專業技術提出了更高的要求，尤其是在建筑結構中設置轉換層，此時順著建筑物高度方向的剛度在均勻性方面就會受到較大的影響，導致力在傳遞土方上出現巨大改變，所以其往往是不規則的豎向結構，所以其不能按照常規的節后進行設計和施工，而這就需要緊密結合豎向不規則的結構類型進行針對性的設計，所以其在建筑結構設計中顯得尤為重要，因而必須引起設計人員的高度重視。

3 建筑轉換層結構設計要點

3.1 建筑轉換層結構布置要點

在建筑結構的底部結構中設置轉換層，一般是在高層建筑中進行。所以在轉換層上部的豎向構件切勿直接連貫的落地，這就需要設計人員設計出安全性和可靠性較強的轉換構件。就當前的建筑轉換層特點來看，常用的轉換構件主要有轉換析架、轉換大梁、空腹析架和斜撐以及箱形結構和厚板等。其中，轉換厚板一般只適用于六度抗震設計或非地震區使用。若屬于空間較大的地下室，由于其周圍存在約束作用，所以地震反應往往比地面上的框支結構要小，所以在7度和8度的抗震設計時也可以選取厚板轉換層。而為了預防轉換層的下部結構因地震而倒塌，就應設置落地框支柱和落地剪力墻，且在整個布置過程中嚴格按照高規的有關規定進行。尤其是應注意以下幾點：一是當建筑為筒體結構，且需要設置轉換層，就應確保其內筒的全上部和下貫通落地，并緊密結合剛度要求增加墻的厚度；二是當建筑的結構為框支剪力墻結構時，就必須確保剪力墻的上下足夠貫通，且按照剛度比將其墻壁的厚度增加；三是當其結構為長矩形平面的框支剪力墻結構，就應在規范的基礎上適當的將其落地剪力墻間距提升。只有注意上述三點，才能從根本上確保轉換層的下部結構不被破壞，尤其是在抗震結構設計時的要求更為嚴格。從而更好地確保剛度突變得到有效的控制，從而將內力傳遞突變的程度降低，并將轉換層的上下部結構的內力傳遞方式改變，從而確保轉換層的樓蓋具有足夠的剛度，從而傳遞不同抗側力結構的剪力，預防框支柱由于樓蓋錯層而被破壞。

3.2 建筑轉換層結構抗震設計

在建筑結構中設置轉換層，不僅上部的豎向構件不能直接連貫的落地，而且順著建筑物高度的方向，其剛度均勻性受到的破壞較大，轉換層結構的豎向承載力構件沒有連續的與墻和柱截面發生突變，這就會使得其傳力的線路較為曲折，而且變形較為集中，也就使得應力較為集中，而這就會導致轉換層結構自身的抗震性能差。因此，在對轉換層結構進行抗震設計時一般不采取高位轉換。

一般而言，水平地震作用下的傾覆分布力矩分布曲線會在轉換層出現轉折，而轉換層的下部主要采取的剪力墻結構，此時落地剪力墻的傾覆力矩從轉換層向下的遞增速度較快，但是支撐框架的傾覆力矩的遞增就會較少。加上轉換層的框支剪力墻大多數的剪力以樓板為載體，將其傳遞到落地剪力墻，進而導致傾覆力矩的曲線發生轉折，若轉換層的位置較高，那么剪力分配及傳力途徑就會發生急速的突變，導致落地剪力墻出現裂縫，而轉換層上部框支剪力墻的墻體受到的內力就會增大，也導致其極易被破壞，使得轉換層下部的支承容易出現屈服，進而形成多個薄弱層，而這對于其抗震性能的影響是巨大的。所以為了在抗震設計中確保其安全性，當框支剪力墻的結構轉換層所設置的位置為三層之上時，那么對于剪力墻的底部和框支柱的加強部位，在對其地震等級進行確定時，一般應按照規定將其提高一級。若已經設置的是最高級別，那么就不用再提升，但是若建筑框架的底部帶有轉換層，如核心筒結構，其抗震等級則可以不提高。與此同時，由于轉換層屬于薄弱層，所以在對其地震剪力的增大系數時，應為普通增大系數的1.15倍，切勿認為側向剛度滿足要求的樓層不屬于薄弱層。

在計算轉換層的轉換構件帶來的水平地震作用時，應將其內力增大，若為8度抗震設計，就應考慮豎向地震作用所帶來的影響。而轉換構件豎向的地震作用的計算，則應采取反應譜方法進行計算，有時也可以采取動力時程分析法進行計算，還可以把將處于重力荷載標準下作用的轉換構件的內力與增大系數的1.1倍相乘得出。由此可見，轉換層結構不僅受力復雜，而且抗震性較差，所以必須在抗震設計中切實加強對其的提升，若建筑的抗震設計為9度，那么其就不適合設置轉換層。所以應緊密結合設防的烈度以及結構和構件的類型，以及建筑的高度，針對性的對其抗震等級進行計算，并采取有效的構造措施，才能最大化的確保抗震設計的安全性。

3.3 建筑轉換層上下結構的側向剛度比比值的確定

在做好上述工作的同時，還應對建筑轉換層上下結構的側向剛度比比值進行有效的確定，才能更好地確保下部樓層的剛度得到有效的控制，同時確保轉換層的側向剛度達標，有效的預防轉換層側向剛度柔軟。對于設計空間來說，要將建筑轉換層安排在2層到3層的位置，這樣設計的最主要原因是可以充分利用空間，同時使上下層之間合理地銜接。如果轉換層設計得較高，則會浪費空間，如果設計得較低，則有可能增大側移剛度和扭轉剛度。最后就是對于剛度的要求，不僅僅是轉換層的剛度有嚴格要求，對于轉換層上下層的剛度設計也是十分重要的。

4 結束語

綜上所述，轉換層設計是整個建筑結構設計中最為重要的內容之一。所以在進行轉換層設計時，必須在結合其特點的基礎上，切實加強對其的設計，才能提高其安全性和功能性的有效發揮，進而提升整個建筑工程的價值。

參考文獻：

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