沈阳新大陆建筑设计有限公司 辽宁省沈阳市 110179
摘要：随着社会的不断发展和进步，人们的物质生活水平有了很大提高。与此同时，建筑行业也得到了快速发展，尤其是在人们对建筑要求不断提高的情况下，建筑的结构设计正向着多元化方向发展。特别是在城镇化进程中，高层建筑的数量越来越多，层数也越来越高，其功能用途也越来越丰富，这就要求在进行高层建筑结构设计时，所要考虑的内容需要更加全面。而在建筑层数较多的情况下，随着房屋高度建筑功能的不断变化会导致结构平面布置不同，从而使得在进行结构设计时部分剪力墙无法落地，因此就需要设置转换层结构来实现。
关键词：高层建筑；转换层；结构设计
引言：
为满足人们对建筑物提出的新要求，实现高层建筑的复合性作用，可采用现代化的方式进行结构转换层的设计作为不同楼层间的衔接结构，同时对建筑物结构的稳定性影响也很大。首先对带结构转换层的建筑物特点和类型进行简要介绍，并就此探讨其设计时需注意的一些内容，希望能为该行业设计人员提供更多的结构转换层方面的参考意见，在符合设计规范的基础上做出科学合理的设计。
1带结构转换层的高层建筑结构基本概述
1.1高层建筑结构转换层简介
结构转换层目前在我国的高层建筑物中出现较为频繁，上下层面的建筑空间上既有一定的联系，又需保持一定独立性，为保证不同高层建筑物功能的良好实现，确保不同的转化构件及结构形式与当前的建筑结构相适应，需根据高层建筑的实际功能和作用来调整结构设计。设计结构转换层可很好地满足功能不同的上下层建筑空间分隔的目的，科学划分不同的功能和作用区，合理安排建筑物的布局，最大化利用建筑空间。
1.2高层建筑结构转换层的具体作用
高层建筑从竖向层面来看，各楼层之间的结构承重构件不相同，上下部楼层结构体系差异较大，中下部楼层承受的压力明显高于较高楼层，且每层由于风荷载、结构自重、结构内部荷载的不同，整体受力情况有很大变化，为此需设置不同的网轴，提高高层建筑下部结构的刚度，并转换上下部结构形式，以保证此类建筑物在实际使用中的质量和可靠性，结构转换层的作用正是如此。
2高层建筑转换层结构形式
2.1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。
2.2箱式转换层
箱式转换层结构主要由单向托梁及双向托梁构成。在结构设计中为了加强上下层结合的效果，需做好混凝土浇筑施工。箱式转换层在结构刚度和整体性上优势十分明显。
2.3板式转换层
板式转换层结构是在厚板组合转换下形成的一种转换层结构。在结构设计中，为发挥板式转换层的功能，需考虑建筑的抗剪能力、结构强度和抗冲能力，并以此为基础明确转换板的厚度。转换板的厚度多为2~2.8cm，但下部结构设计中也会产生较多的材料消耗，施工难度较大。为此，在使用板式转换层结构时需综合考虑多种影响因素，以提升高层建筑结构设计水平。
2.4桁架转换层
桁架式转换层是对梁式转换层的扩展，其整个转换层结构采用钢筋混凝土的桁架组成，桁架的上下弦杆作为上下楼面结构层，中间设置腹杆。这种转换层结构设计的整体性较好，受力状况更加稳定，同时转换层的自身重量较小，具有良好的抗震性能。但是桁架式转换层对施工技术提出一定的要求，尤其是对“强斜腹杆，强节点”关键技术点的控制。
2.5斜柱转换层
应用斜柱转换层结构时，水平荷载的水平较高，设计人员要以建筑平面布置为基础对其予以全面考察，高度关注结构设计的科学性。另外，为有效控制水平荷载，也可采用拉梁或圈梁维持受力平衡，高度利用结构空间。转换斜柱通常需穿过多个楼层，以减轻上下层结构水平作用力的负面作用。
3转换层结构设计在高层建筑中的应用分析
3.1转换层结构的平面布局
高层建筑底部功能一般需要较大空间，设计上可以通过框架加剪力墙的结构布置来实现。上部功能一般较为简单，可以采用纯剪力墙的结构布置。在剪力墙的平面布置上尽可能保持东西横向的对称，同时在南北方向的设置上也要尽量让刚度中心和质量中心重合，这样就可以有效避免结构上偏心较大的问题。除了核心的筒体外，其余的剪力墙布置一定要分散和均匀，最好是沿着周边来布置，这样整个建筑的抗扭效果会更好。在实际应用中，转换层结构的位置越往上，在转换部位附近的刚度就变得越明显，受到地震力作用下的内力变化就越复杂，从而会影响落地的框支柱和核心筒，在地震时这些构件就更容易受到破坏，失去承载能力，因此转换层位置越高其实对建筑物的抗震就越不利。
3.2转换层结构的布置设计
（1）为了有效确保高层建筑上层建筑的稳定性，在设计时多会选择转换大梁、桁架、箱型结构、斜撑、厚板等结构来实现楼层之间的转换。（2）由于高层建筑本身也有一定的结构，所以在进行转换层结构布置设计时，要明确是哪种高层建筑结构。如果是筒体结构，那么内筒就一定要贯通落地，同时加大墙体的厚度，以保证筒体结构的整体度和刚度。如果是框支剪力墙结构，则要做和上述同样的加固。特别是在进行抗震设计时，要严格控制落地剪力墙之间的距离，一定要避免落地柱四周的楼板出现错层的问题，以避免出现坍塌、被破坏等危险情况的发生。
3.3转换层结构的抗震设计
（1）转换层结构的设计可能会影响建筑物的抗震性能，因此设计高层建筑的转换层结构时，要对抗震设计加强重视。在有水平地震作用时，落地剪力墙承受的力量会通过转换层结构向下传递，并且作用非常明显，但支撑框架承受的倾覆力矩反而增加不明显。这样一来就会在转换处形成比较明显的薄弱环节，导致高层建筑的整体安全性大大降低。因此，在进行8级以下的抗震设计时，必须要考虑转换层结构在垂直方向的受力，通过精确的计算，设计出更为合适的转换层结构，使其可以承受8级以下的地震，以保证建筑物的安全。
（2）在设计高层建筑的转换层结构时，要注意对轴压比限值的控制。这是因为转换层结构中，支柱和支梁在内交角的地方应力突出，由于受到垂直和水平负载的影响，在相对的条件下柱子的横截面、剪力、弯矩较小，轴压力上的承受力主要是由框支柱承受，其转换层结构上的墙体垂直和水平负载一般可以借助板平面传递到落地剪力墙，因此要严格控制框支柱轴压比。
结束语：
高层建筑转换层结构是建筑物中关键的一环，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剪切力和承载能力，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。
参考文献：
[1]高飞.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].居舍，2019（30）：92.
[2]陈溥.带结构转换层的高层建筑结构设计分析[J].城市建筑，2019，16（27）：110-111.
[3]钟桂松.关于高层建筑梁式转换层结构设计讨论[J].建筑技术开发，2019，46（16）：3-4.
[4]郭兆伟.高层建筑梁式转换层结构设计原理与应用解析[J].住宅与房地产，2018（36）：47.
[5]陈立斌.带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计[J].住宅与房地产，2018（33）：60.
[6]林振杨.某转换层位于地下室的高层建筑结构设计分析[J].建筑科学，2018，34（11）：140-145.
基金项目：辽宁省教育厅（lnqn201907），住房与城乡建设部（2019-K-080），沈阳建筑大学博士后基金项目（SJZUBSH201713）