高层建筑转换层结构设计探析

1、高层建筑转换层结构设计探析摘要：随着社会以及科技的进步，高层建筑也已经在不断 的发展起来，而且在不断地向着多样性以及空间的多变形等 综合性方向发展，而在高层建筑中一个主要的趋向就是转换 层结构工程，本文就高层建筑转换层的结构设计进行了分 析。关键词：高层建筑；转换层；结构设计随着高层建筑转换层在不断的发展，高层建筑结构设计 也已经成为一个重要的课题，高层建筑中的转换层结构设计 包括哪些，以及有哪些措施，本文进行了详细的分析。一.高层建筑转换层概述（一）转换层的类型第一，对于上下层的结构类型，其在转换中，一般是用 于框架剪力墙结构，它在将上部的剪力墙进行转化，转化成 为下部的一种框架，这样来创造

2、出一个比较大的内部的自由 空间。第二，对于上下层的柱网以及轴线的一种改变，对于转 换层其上下层的结构形式并不改变，而仅仅为轴线以及柱网 其有所变化，这种往往用于筒体结构的建筑之中。第三，对于同时转换的结构形式以及在结构轴线中的布 置，一般是由上部的楼层剪力墙其结构来通过转换层来改变 框架时，将上部楼层的轴线与柱网轴线予以错开，这就形成 一种上下结构的布置不是很对齐的情况。这种往往是用于较 为复杂以及一些变化较大的建筑物中。（二）结构形式因为转换层其在上下的结构中有很多的类型，因此说， 转换层其本身的结构也是不相同的，一般会有以下几种：第一，桁架式的结构。这种结构一般是由梁式结构的一 种转换层转

3、化而来，对于整个的转换层来说，它是由多组的 钢筋混凝土其桁架来组成一种承重结构，桁架的上弦杆以及 下弦杆将其设在转换层楼面其结构层中，层与层之间设置有 腹杆，因为桁架的高度比较大，因此对于上下弦其截面的尺 寸是很小的。第二，板式的结构。往往是适用于一种对于上下层之间 既有柱网与轴线的变化，又有一种结构类型的一种改变，对 于整个的转换层来说，其一般是一块具有厚度达2米到3米 的一种实心的承重板，一些板式的转换层为了对上部的结构 变化予以满足，其在一定的部位之间就设置了一种暗梁。第三，箱式的结构。这种结构也是由一种梁式的结构予 以转化而来。有一种纵横交错主次梁将上下层楼面的一种楼 板结构进行连同，

4、对于整个的转换层来说，其就如同是一只 较大的箱子，在其四周也可以开洞。第四，梁式转换。目前来说，高层建筑中在实现一种垂 直转换往往用的形式就是梁式转换，梁式转换的传力途径很 明确、直接，它的本质就是由上部的墙经过转换梁直接传力 给下部的柱，这样来完成整个的建筑物其使用的功能。对于 这种转换方式来说，其有很多的优势，不仅仅有利于工程的 计算以及分析，还有利于其设计，此外，在造价方面也比较 低，所以说，这种方式已经被人们广泛的应用。根据相关的 资料显示，这种方式占转换层总数的百分之七十以上。转换 梁的截面高度一般是在0.8米到6米之间，总之，在转换层 结构的建筑中，梁式的转换层占据主要地位。二.高

5、层建筑转换层结构设计（一）转换层结构布置据相关研究已经显示，在底部的转换层中，如果其位置 越高，它的上下高度的突变就会越大，转换层的上下内力的 传递途径，其突变也会加剧，落地的剪力墙以及简体就容易 出现裂缝现象，框架的支柱内力加大，使得转换层的上部其 附近的一些墙体就会被破坏。所以说，转换层的位置如果是 过于高，就会对抗震产生不利的影响。底部带的转换层结构中，其上部的一些竖向构件不能够 直接连续的贯通落地，所以说，要设置一种较为安全的转换 构件。按照相关的研究结果显示，转换构件能够运用箱形结 构、斜撑、厚板、转换大梁等形式，在地震区对于一些转换 厚板的使用经验是比较少的，可以在一些非地震区采用

6、，在 一些大空间的地下室中，因为其周围有着约束的作用，而地 震的反应也低于上部的框支结构，所以，在7度到8度的地 震设计的一些地下室就能够采用这种厚板转换层。（二）转换层竖向布置转换结构可以根据结构的传力以及建筑的功能其需要， 沿着高层的建筑方向灵活布置，也可以符合建筑功能要求的 基础上，能够在楼层的局部来设置转换层，而且自身的空间 可以作为一种技术设备层，也可以作为一种正常的使用层， 但是前提是要保证转换层的刚度，这样来防止刚度的过分悬 殊。此外，在一些商业建筑中，如果是一种大底盘的多塔楼, 对于塔楼的转换层来说，就应该将其设置在裙房中的屋面 层，而且要加大屋面梁的尺寸以及厚度等，以防止其中

7、间会 出现一种刚度太小的楼层，进一步将震害减小。对于一些框 支剪力墙的高层建筑中，在转换层位置的设置方面，7度区 应该要低于第五层，8度区域要低于第三层，如果转换层的 位置与上述的规定不相符合，那么就应该要采取相应的措施 来予以应对。（三）转换层抗震设计具有转换层的一些高层设计，因为其设置了转换层，沿 着建筑物高度方向的刚度均匀性可能会受到一些影响甚至 是破坏，转换层结构的竖向承载力因为其不连续墙柱的突 变，这样就导致了传力路线的曲折、应力集中、以及变形集 中，所以，在抗震方面，转换结构的性能比较差。为了进一步的保证设计的准确性与安全性，就规定，在 一些框支剪力墙其转换层的位置如果是设置在第三

8、层以上， 那么框支柱以及剪力墙其底部的抗震等级要提高一级，如果 已经是特一级就不再需要将其提高，而对于底部的框架来 说，如果其外围为密柱框架，其抗震等级就不用再提高。转 换层其构件在水平地震作用下的内力要将其调整，如果是八 度的抗震设计，就要对竖向地震的影响需要考虑。（四）转换层楼板设计转换层将框支剪力墙分成上下两部分，对于这两者来 说，其受力情况是有一定差距的，在上部的楼层中，因为外 荷载而产生的水平力，有自己的分配原则，它是根据剪力墙 的刚度来进行的。在下部楼层中，框支柱的刚度与落地的剪 力墙的刚度也是不同的，后者承担着水平剪力，也就是说， 在转换层处荷载的分配不是很均匀。转换层其楼板具有

9、比较 重的任务，比如说上下部分的一些剪力重分配就是由它负 责，转换楼板其自身的变形大、受力大，应该要保持足够的 刚度来完成对于自己任务的支撑。总结：总之，带有转换结构的高层建筑已经成为一个主 要的发展趋势，鉴于每一座建筑中其结构都有自己的特点， 就应该要选取合适的转换层结构，要做好转换结构的设计， 在施工中要注意每一个环节，工作人员要做好自己的本职工 作，要充分的了解转换层的结构，做好设计，发挥其优势， 确保其质量，促进建筑业更好的发展。参考文献：11.胡兴福；熊峰；李辉；大底盘双塔楼结构刚度控制 方法研究j;四川建筑科学研究;2009年06期2 ,黄怡；王元清；石永久；框架一支撑钢结构抗震性 能的有限元分析j;四川建筑科学研究;2008年06期3 .朱颖菲；张力；王仲刚；曾祥蓉；深圳星河世纪结构 设计j;四川建筑科学研究；2005年06期4 .王元清；宋锋；石永久；钱晓键；钢结构跃层加层的 地震反应分析j;四川建筑科学研究;2008年02期5 .郝英奇，黄银圣，刘和友;楼面移动通信铁塔设计方 案及加固措施j;安徽建筑工业学院学报（自然科学 版）；2009年04期6 .郑文忠；刘铁；谭军；解恒燕；李忠民；绥芬河青云市场套（扩）建工程结构设计方法与施工措