转换层结构设计在高层建筑中的应用分析

1、    转换层结构设计在高层建筑中的应用分析    董彦粉 石文山【摘 要】引言现阶段，城市中建筑项目的高度逐步增大，因而转换层的设计质量对于高层建筑的整体设计效果有着重要的影响。具体设计工作中，要对建筑项目的具体状况进行全面分析，选取合理的转换结构形式，对关键设计环节进行把控，提高转换层的设计质量。基于此，以下对转换层结构设计在高层建筑中的应用分析进行了探讨，以供参考。【关键词】高层建筑；转换层；结构设计；应用分析中国分类号：tu973 文献标识码：a引言随着城市化进程的急剧加快，城市中建筑项目的体量与高度不断增加。在进行高层建筑的设计工作时，做好转换

2、层结构的设计对于提高建筑的安全性、稳定性有着极其重要的意义。作为高层建筑的核心结构，转换层有着承上启下的连接作用。为了真正满足建筑物基本功能的需求，那么就必须要反常规进行设计，建筑物上部结构应设置高刚度剪力墙，而其下部结构则需要取消一部的分剪力墙结构，与此同时设置一些刚度较小的框架柱结构。对于上部结构而言它起到了基础性作用，对于建筑下部结构它又发挥着顶板作用。1转换层的主要功能虽然高层建筑通常都有密集的下部结构构件，但是随着建筑高度不断增加，上部结构的受力构件密度逐渐下降，建筑整体内部构件呈现出上疏下密的特点；高层建筑的下部一般为商业区域，上部建筑则主要为居住区域，由于使用功能差异较大，因此上

3、下部结构的受力情况也存在很大区别，上下部结构在应力传导方面可能会出现受力不均衡、应力过于集中的问题。梁式转换层的主要作用就是改善高层建筑的内部受力情况，其可以将上部小开间竖向结构荷载传导至底端大开间竖向结构处，以提高荷载分布的均衡性，从而提高整个建筑结构的稳定性及安全性。2高层建筑常用的转换层结构形式以及特点研究3.1桁架转换结构一般来说，桁架结构根据形式的不同，可以细分为两种不同的类型：空腹桁架；实腹桁架。与梁式转换结构不同点是，这一类型的结构在受力方面更加明确，并且可以提供更大的使用空间。此外，结构的自重相对较小，有着良好的抗震性能。但是，由于该结构有着一定的复杂性，因而设计工作难度较大，

4、尤其在进行节点设计工作时，需要引起设计人员的重点关注。具体设计工作中，要严格遵循“强斜腹杆、强节点”的重要原则。另外，在节点位置处，受力状态较为复杂，并且容易出现剪切脆性破坏等问题。因而，设计时要注重配筋计算。采用这一转换层，还存在着施工不便、桁架转换性能受限等缺点，设计中应根据建筑的具体状况合理选用转换层结构形式。2.2梁式转换结构梁式转换层施工技术的出现和运用，得益于高层建筑技术水平的不断提高，是在已有技术基础上做出的突破和改进，属于一种新型的高层建筑施工技术。其运用价值主要表现为：通过运用梁式转换层施工技术，对高层建筑上下层结构进行有效的管理，能够使楼层结构更加科学合理，使来自上层结构的

5、压力得到合理分配，规避可能出现的质量问题。高层建筑自有其特殊性，在建设过程中，随着楼层的增高，下部楼层承受的压力会越来越大，而越往上的楼层受到的压力则越小，从而导致高层建筑整体的受力状况缺乏均衡性，给建筑设施的后期使用留下了安全隐患。基于此，梁式转换层施工技术应运而生，它的运用成功地改善了高层建筑的受力状况，保障了建筑的稳定性和安全性。2.3板式转换结构设计工作中要将其做成厚板结构，最终形成板式转换层。设计中由于需要对建筑的抗剪、抗冲切强度进行考虑，因而转换板的厚度相对较大，转换板的厚度往往会控制在2.02.8m之间。但是，在进行板式转换层下层柱的设计工作时，可以进行灵活布置，但由于结构自重较

6、大，因而对于材料的消耗量较大，并且施工难度显著增加。3梁式转换层结构设计技术要点3.1 框支柱设计在具体的建筑项目中可以根据高层建筑所承受的地震级别设计框支柱的级配，框支柱以一级与二级轴力值为基础标准参数，并根据实际情况对实际系数进行调整，放大受力，一级轴力值扩大系数取1.50，二级轴车值扩大系数1.25，根据该数值即可计算出梁式转换层框支柱的数量。框支层的类型、层数均由框支柱决定，如果某高层建筑使用框支柱大于10根，框支层取一层或两层，所有框支柱的受力总合应不大于基地受力的20%，才能将梁式转换层的稳定性价值充分发挥出来。框支柱的结构不同，其对于框支层、受力、剪力等均有差异，因此具体设计中要

7、根据框支柱的设计情况得出梁式转换层的各项参数。3.2转换梁的设计转换梁的截面尺寸应由剪压比计算确定，以避免发生脆性破坏，同时确保截面具有合适的含箍率。转换梁不宜开洞，若需要开洞，洞口宜位于梁中和轴附近。洞口上、下弦杆必须采取加强措施，箍筋要加密，以增强其抗剪能力。上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数1.2。当洞口内力较大时，可采用型钢构件来加强。转换梁的混凝土强度等级不应低于c30。转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%，转换梁中主筋不宜有接头，转换梁上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通，下部主筋应全部贯通伸入柱内。3.3截面设计截面设计要先合理分析梁的受力性能及转换层的受力

8、形式，转换梁的截面设计包括柱型与托墙型两种形式，柱型式转换梁的截面设计除了要准确计算截面尺寸外，還要充分考虑配筋问题。具体设计过程中可根据剪压比计算转换梁的截面尺寸，可有效避免脆性破坏的问题，截面必须保证有合适的含箍率，可用剪力设计值乘放大系数1.2，且转换梁中主筋不得有接头，上部主筋至少50%全长贯通全梁，上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%，下部主筋要全部贯通伸入柱内。确定上弦杆、下弦杆的箍筋。尽量避免在转换梁上开洞，如不可避免可在梁中及轴附近开洞，且洞口、下弦杆等位置要加密箍筋，以提高结构的抗剪能力；如洞口内力较大则需采用型钢构件加强。转换梁的混凝土强度等级至少c30以上。如建筑

9、上部墙体出现满跨则城要进行深梁设计，才能保证框架转换梁与墙体之间共同发挥作用。计算框架转换梁跨中部分的轴向拉力时，不能采用普通梁的设计及计算方法，要适当提高纵筋配筋量，且不能按照偏心受拉构件进行处理。3.4梁转换层结构的构件设计对于转换层的结构设计工作而言，由于竖直方向的构建不能实现贯通落地，这就要求设计工作中选用相应的转换构件，进而提高结构的稳定性能。一些设计工作中也有用到斜撑以及箱形、厚板结构等。如果高层建筑的转换层采用了筒体结构，那么要确保该结构的内筒要满足贯通落地的要求。同时，还要适当的增加墙壁结构的厚度。这样一来，才能改善筒体结构的刚度与整体性效果。相比于筒体结构来说，如果转换层采用框架剪力墙结构，那么也要确保剪力墙满足贯穿落地的要求，同时也需要对墙壁进行适当的加厚处理。结束语综上所述，转换层结构的应用，能够确保高层建筑的受力状况更加协调。同时，由于该结构在施工方面有着较大的便利性，因而在当前的结构功能转换设计中有着广泛的应用。参考文献：1霍泳琴.转换层结构设计在高层建筑中的应用分析j.建材与装饰，2019（23）：115-116.2杨一洋.探究转换层结构设计在高层建筑工程中的应用j.建材与装饰，2