带转换层高层建筑结构设计论文

带转换层高层建筑结构设计论文

　　摘要：文章结合笔者实践经验，就带转换层高层建筑进行概述，分析其设计中应注意的事项，并对带转换层高层建筑结构设计提出了自己的几点看法，以供同行参考。

　　关键词：转换层；高层建筑；结构设计

　　1 带转换层高层建筑概述

　　1.1 基本含义。转换层主要是指采用水平转换的方式连接建筑上半部分与下半部分的楼层，是高层建筑的一个过渡地段。其重要是由水平结构构件和其以下的竖向结构构件构成，包括了转换桁架、转换梁、转换板等内容。转换层的上半部分往往是墙体较多的小空间，可用于居住或办公，而转换层的下半部分通常是墙体较少的大空间，可用作于大型商业网点。在市场经济快速发展的今天，带转换层高层建筑可以有效满足建筑物多功能方向发展的需求。

　　1.2 主要用途。在高层建筑中设置转换层，可以有效连接建筑的上半部分与下半部分，创造更多的可利用空间，提升建筑的实际利用效率，满足人们多元化的需求，有效解决城市土地面积紧缺的问题。其次，设置转换层还可以有效降低高层建筑钢筋使用率，大大节约高层建筑的施工材料。

　　2 带转换层高层建筑结构设计的注意事项

　　2.1 加强转换层下半部分设计。对高层建筑而言，优良的质量离不开良好的稳定性、强抗震能力以及大刚度等特性，而这些特性正是建筑工程下半部分所必备的。由此可见，建筑工程下半部分对高层建筑具有极其重要的意义。因而，在带转换层高层建筑结构设计中，为了最大程度确保其安全、稳定以及质量等符合要求，设计人员必须通过采取针对性设计在提升稳定性与刚度的前提下，提高高层建筑下半部分结构承载能力。

　　2.2 科学合理设置转换层数量。对高层建筑来说，设置转换层可以极大程度的提升其利用效率，然而这并不意味着转换层设置的越多越好。一旦设计人员没有科学合理的设置转换层数量，将会导致高层建筑的整体性、连贯性因过多的转换层分割而降低。因此，这就要求广大设计人员在带转换层高层建筑结构设计中必须充分结合建筑实际，科学合理地设置转换层数量，从而在确保转换层数量达到要求情况下，最大程度保障高层建筑设计质量。

　　2.3 提高转换层结构运算的准确性。加强转换层结构计算的准确性是提高转换层设计可靠性与准确性的重要依据。因此：首先，应结合建筑实际情况与自身特点来科学分析、计算转换层；其次，应以准确的计算结果为依据来构建合理的模型，提高转换层结构设计的科学性；最后，应严格按照设计要求来进行建设，以整体提升高层建筑的使用性能。

　　2.4 对转换层内部结构进行优化。除了上述设计原则外，在带转换层高层建筑结构设计中，为了有效地保障其建设质量，设计人员还需要遵循转换层内部结构优化原则。对高层建筑而言，优化转换层内部结构能够促使建筑结构刚度、抗震能力等提升，从而为良好的建筑质量打下坚实基础。需要注意的是，由于转换层高度较高，这就要求现场采取相应的施工安全保障措施，以此确保施工人员在开展转换层内部结构优化作业过程中的安全。

　　2.5 优化设计方案。设计方案直接关系着带转换层高层建筑结构设计质量的优劣，因此，在设计过程中应进行多方案设计，反复推敲与研究设计出来的方案，并进行不断优化，从中挑选出最为合适的设计方案。此外，设计方案的优化还应从计算结果与实际情况着手，不断提升设计方案的实效性与合理性。

　　3 带转换层高层建筑结构设计的建议

　　3.1 优化高层建筑转换层的结构布置。相关研究数据表明，下半部分的转换层，其位置与其上下高度的突变程度成正比关系。随着其位置的高度的增加，其上下内力传递途径就会加剧，从而极易导致落地筒体与剪力墙出现裂缝，同时，框架的支柱内力也不断增大，从而导致转换层附近或上部的墙体受到损坏。因此，如果转换层位置过高，会降低高层建筑的抗震性能。所以，高层建筑转换层的转换构建可以采用后板、斜撑、转换大梁或箱形结构等形式来优化其抗震性能。通常情况下，地震区较少使用转换厚板。而部分非地震区，尤其是空间较大的地下室，由于其周围受到约束作用力的影响，且其地震反应也小于其上部框支结构结构，因此，在七至八度的地震设计中，部分地下室可以选用厚板转换层的形式。值得注意的是，禁止在转换层的下半部分设置柔软层，否则将极易导致高层建筑发生坍塌事故。

　　3.2 加强高层建筑转换层抗震设计。为了更好地提升高层建筑抗震能力，设计人员需要加强对转换层的结构抗震设计。综合实践来看，该设计重点应围绕剪力墙与框支柱开展。首先，设计人员需对一些位置超过三层且抗震等级未达到特一级的剪力墙与框支柱底部进行加强设计，从而提升这两者的抗震等级。其次，除了将剪力墙与框支柱底部抗震等级提升外，设计人员还需要检查该底部框架外围是否已经采用了密柱框架，如果没有采用，则需要对底部框架进行抗震完善设计。最后，设计人员必须对转换层构件在水平及竖向地震作用下的内力进行验证，一旦发现转移层构件内力不符合要求，设计人员应根据相关方法对其开展抗震设计，以此将转换层构件内力提升至八度抗震设计。

　　3.3 合理控制高层建筑转换层结构的过度受力与轴压比。在带转换层的高层建筑结构设计中，楼层的柱面和梁面与转换层的构架内力和竖向负载能力息息相关。在进行高层建筑施工时，特别是在转换层构架和若干层构架同时出现在施工阶段时，其框架内力变化极为明显。因此在设计过程中需采取相应措施，避免由于施工结果转换构件的过度受力而导致高层建筑施工进度拖延的现象出现。此外，由于高层建筑的转换层轴压力大多依靠框支柱来进行支撑，转换层上半部的墙体水平负载与竖向负载几乎都可以通过板平面内的刚度来传送给落地剪力墙，因此，设计过程中还应合理控制轴压比率。

　　3.4 做好高层建筑转换层结构布置。对带转换层高层建筑结构设计中，除了上述建议外，设计人员还必须特别注意转换层结构的布置。对此，笔者认为可以从以下几个方面着手：第一，为了确保高层建筑上层剪力可以有效地传导至落地剪力墙，设计人员必须对转换层承载能力及刚度进行设计，从而促使上层剪力能在转换层达标前提下顺利传导至落地剪力墙；第二，设计人员还需要在设计中为建筑功能布置预留出足够的高层建筑底部空间，并确保其刚度符合要求，以避免刚度突变。对此，设计人员可以从做好高层建筑底部落地剪力墙设计入手。首先，设计人员在底部大空间层设计中要采用高强度混凝土；其次，为其设计厚度大、数量多的落地剪力墙，并且尽量确保该墙的完整性，如果非要开洞则应采取开小洞处理，从而最大程度地保障落地剪力墙的刚度。

　　参考文献

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　　[2] 孙文彤.浅谈高层建筑转换层的施工技术与质量控制[J].价值工程，2010（24）.

　　[3] 陈明，朱旭飞，何涛，潘春宇.带转换层的高层建筑结构设计[J].沿海企业与科技，2008（11）.

　　[4] 谢晓锋.高层建筑转换层结构型式的应用现状及问题[J].广东土木与建筑，2004（02）.

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