摘要：带转换层的高层建筑上部结构用于小开间的住宅建筑，通常采用剪力墙结构；下部结构用于大空间的商业建筑，通常采用框架-剪力墙结构。此种建筑类型需要在底部设置由转换梁与转换柱构成的转换层来联系两种结构体系，即带转换结构的高层建筑。根据以往地震对建筑的震害调查，带转换层的高层建筑抗震性能较差，震害较严重，故需要对转换结构设计加以重视。本文基于高层建筑中的转换层结构设计要点研究展开论述。
关键词：高层建筑；转换层；结构设计
引言
当前，高层、超高层建筑在城市建设中越来越多，其功能性极强，多功能建筑在设计时，需要对其内部结构进行合理布局。为了满足底部或某层大空间的功能要求，通常会设置结构转换层，但设置转换层会造成某一楼层形成薄弱层，对建筑抗震性能设计极为不利，因此结构设计人员必须对转换层进行详细分析，以保证结构设计满足规范要求。
1转换层设计及作用分析
在进行带转换层的高层建筑建设时，一旦结构设计存在质量问题，就会影响建筑物应用的安全性能。因此，设计人员在进行转换层结构设计时，要对这项设计的含义和应用的特点进行深入的分析和研究，并严格遵循设计的原则。这样才能选择更加合理的转换层结构，确保转换层主要构件在应用时发挥更大的作用，提高设计的质量和效果，满足居民的居住需求，使高层建筑具备更高的应用价值。结合高层建筑中的结构承载进行商业、住宅等多种类型的需求了解。对综合体建筑（商用、住宅等类型）的空间结构进行了解，基于空间跨度和受力影响选定转换层位置，结合功能划分了解建筑的结构划分的设施条件，明确设计标准及环境安全以进行设计方法的选择。转换层主要是通过改善建筑整体受力进行梁、柱等内容的优化，依据构件分布对结构形式及类型体系进行要求，结合建筑自身所要传达的内容特点进行设计模式的选择，使其作用能基于合理设计进行荷载条件平衡。明确转换层的荷载状况进行受力情况分析，保障合理使用的基础寿命及内应力强度调整，针对结构设计应考虑的方法特点进行灵活分析，保障建筑的受力平衡及设计效果进行安全控制，依据刚度、强度等性能需求对转换层所用材料、技术提出要求。
2转换层结构设计所需遵循的原则
首先，选择竖向构件布置方案时，直接落地式是当下最为适宜的选择，在开展设计工作之时，应该尽量少运用竖向构件展开结构的转换，如果过多运用竖向构件，极有可能对竖向的刚度产生影响，最终会造成建筑物的抗压能力、抗震能力降低。其次，在对转换层的竖向部位选取过程中，应该确保较低的位置。再次，换层结构的选取应该多以鲜明的传力路径为主，确保工程的开展、转换层结构的作业施工效率更佳。最后，在转换的刚度处，应该始终保持略微大一些的原则，不可以过小，从而确保建筑能够具备稳靠的刚度，在外力作用下不会导致较大的改变，从而将其抗压能力、抗震能力保障。
3转换结构设计难点
目前带转换层的高层建筑中，应用最广泛的是部分框支剪力墙结构。为了满足建筑使用要求，框支层上部结构通常需要采用较多异形墙肢，无法直接落在框支主梁上，需要次梁进行二次传力。二次传力体系存在两个问题：一是由于传力不明确，容易对框支主梁产生较大剪力和扭矩；二是减小了框支梁的剪跨比，使得框支主梁更容易发生脆性剪扭破坏，在结构设计中应当尽量避免。所以，框支框架设计是带转换层高层建筑结构设计的重点与难点。
4高层建筑转换层结构形式
高层建筑转换层结构形式较多，常见的转换层结构形式主要有梁式转换层、箱式转换层、板式转换层、桁架转换层、斜柱转换层和巨型框架转换层，各转换形式特点如下：
4.1斜柱转换
运用斜柱转换，不仅能够保证混凝土的压缩范围提升，最大限度发挥混凝土的压缩性能，同时还能够确保建筑内部的可使用空间得到扩张。
但是，在其中需要特别关注的是，此种方式最终会导致水平加大荷载量，所以，在展开斜柱转换工作期间，在其中增加围梁或是拉梁，从而确保斜柱能够连接更多的楼层，促使建筑物整体达成平衡的形态，将水平荷载量大幅度的减少，进而将建筑物的安全做出保证。
4.2梁式转换层
梁式转化层是高层建筑中最为常用的转换层结构，其载荷力传导直接，同时其结构设计和分析简便，成本造价较低。梁式转化层结构采用转换梁作为承载结构，分为托墙和托柱两种方式，其施工材料可以采用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢结构。在实际工程中，转换梁的跨度要综合考虑上层墙体的层数，其常用的跨度为6~12m，转换梁结构设计选择与受力性能以及形式有直接关系，托柱式转换梁界面的设计可以按照普通截面的配筋计算方式，如果上部的承载部分为上部斜杆框架，应采用偏心受拉构件界面设计，而对于托墙式的截面设计，要计算其纵向钢筋的分布状况，对开门较多的墙体，也可以采用深梁截面设计方法或应力截面设计方法。
4.3桁架式转换层结构
桁架式转换层的设计需结合结构整体条件进行结构层设计，使用钢结构桁架搭建及层面设置，可通过加入固定数量的腹杆将桁架的弦杆用于楼面设计，根据上下结构层设置进行整体受力状况的自重要求。其设计应结合荷载条件及抗震条件，形成对结构自重所能影响的侧面刚度以及弯矩，进行结构内力和设计要求下的标准作用分析，针对抗震性能需求进行力的集中点、分散点的设计，针对应用时难度变化进行技术要点的规定以及框架内容的优化。明确设计中可采用的整体结构对施工过程进行性能调节，明确转换层所要保障的承载、安全等与自重相关的性能条件，对技术质量及设计控制进行结构应用方面的测试，针对此结构的自重优势进行与其他类型相比较的承载性能差距，不断优化设计时的性能控制和受力调节。
4.4板式转换
此种方式的运用，便是直接将转换板当作转换层，但转换板自身的厚度一定要满足相应标准，通常厚度在2~2.8m左右，能够保障切、冲、剪的耐力良好，主要在转换层下部位置较大错开、主梁承载力不足、缺乏顺序的情况下得以运用。板式转换的运用，能够提升下层的灵活程度，但是由于转换板过于厚重，从而增加了施工作业的难度，同时也造成施工作业过于烦琐。
4.5箱式转换层结构
这种结构的类型，属于单向托梁和双向托梁的混合，可以通过上下楼板共同承载作用力，而且结构的刚度比较强。在对结构进行设计时，转换层自身的整体性能比较好，在对上段构造进行安排时，各项内容比较繁杂，但是可以保证上下立式的构件传送力。将其应用到高层建筑的结构设计中，会占据全部楼层的利用空间，但是这种楼层，一般作为装备空间进行使用。在对转换层的内部剪力墙和装备进行设计时，剪力墙和管道的布置会发生冲突。而且结构的重量比较大，建设成本比较高，在进行结构设计时，应力比较复杂，建设存在较高的难度，所以这种结构的应用范围并不大。
结束语
高层建筑转换层结构是建筑物中关键且薄弱的一环，因此其结构设计要从工程实际、建筑空间分布、建筑结构受力、承载力分布等多个方面进行考虑，选择合适的结构形式，从而提高转换层的抗震性能和承载能力，提高整体结构的安全性。同时在结构设计时，要强化关键施工要点的设计，严格遵守施工流程，切实提高工程质量。
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