带转换层高层建筑结构设计建议

带转换层高层建筑结构设计建议

张文强

山东建筑大学设计集团有限公司,  山东济南,  250013

摘要：结构转换层在建筑工程中应用广泛，主要应用于高层建筑，具有良好的发展前景。在带结构转换层的高层建筑结构设计中，科学分配剪力状态可以有效避免结构安全隐患。通过对剪力墙、楼板等四个重要的设计和概念施工现场的设计分析和研究，表明带结构转换层的设计和应用还有很大的发展空间，应加强研究，确保高层建筑的整体安全。本文首先阐述了结构转换层的概述，然后分析了高层建筑中结构转换层的常见类型，接着分析了带结构转换层的高层建筑的结构设计原则，最后探讨了带转换层的高层建筑的结构设计及注意事项。希望能为相关人员提供有益的参考。

关键词：带结构转换层；高层建筑；结构设计

1高层建筑常见结构转换层类型

1.1梁式结构转换层

这种结构转换层是高层建筑施工过程中最常见的结构转换层类型，应用范围也比较广。梁式转换层施工时，应在建筑原有的楼层结构上铺设相应的梁柱结构，用以承载建筑楼层上部的剪力墙结构和承重柱结构，从而充分保证高层建筑的结构稳定性，提高其施工安全水平。梁式结构转换层的受力情况和传力情况比较清楚。工程设计人员在计算设计过程中不需要复杂的数据处理，施工操作方式难度较小，应用成本不高，因此很受欢迎。

1.2板式结构转换层

一般来说，高层建筑的上下层结构通常包括大量的柱网。此时，为了保持结构稳定，需要设置板式结构转换层结构，以平衡不同楼层之间的受力。在板式结构转换层的施工过程中，技术人员需要特别注意相应的抗剪要求，严格控制转换层的整体厚度，最大不得超过2.8m。这种结构转换层灵活，但其自身重量较大，因此在施工过程中需要应用许多辅助建筑材料。

1.3箱形结构转换结构

箱式结构转换层主要由双向托梁结构和单向托梁结构组成，形成箱式结构转换层。这种类型的转换层刚度大，结构比较完整，结构受力比较均匀。但这种类型的结构转换层在设置过程中占用建筑面积较大，容易影响楼板本身的功能优势。因此，这种类型的转换层通常用作设备层。转换层中的竖向剪力墙结构容易与建筑中的其他设备或管道设计发生冲突，施工难度相对较大，内部结构复杂，不利于设计人员的计算分析，因此这种转换层的应用频率不是很高。

2带转换层高层建筑的结构设计

2.1确保建筑结构具有足够的刚度

对于高层建筑的施工，要求低层墙体的刚度高于高层墙体，以保证低层建筑能起到牢固的支撑作用和整个高层建筑的牢固性。如果下层不够坚固，那么在建筑施工过程中，下层建筑很容易发生变形，这是一个很大的安全隐患。为了保证高层建筑的稳定性，施工人员在设计时应考虑刚度指标的相关计算。同时，还考虑了剪力墙对结构稳定性的影响。转换层结构设计更加精细，调整柱距，保证建筑结构的刚度。

2.2梁式转换层的模板结构

在高层建筑转换层的结构设计中，梁式转换层设计模式是结构设计中常用的一种模式，在整个高层建筑的结构设计中得到了广泛的应用。梁式转换结构模式之所以被广泛采用，是因为它具有一定的优点，如传力路径明确、结构简单、受力构件承重效果好、施工方便等。梁式转换层模型在使用过程中，应注意上下部分的协调，并对结构的布局进行有效优化，以有效提高建筑的稳定性。如果高层建筑转换层设计较高，会导致转换层上下部分连续性差，刚度不足，使其形成薄弱层。不利于高层建筑的抗震，底层框支剪力墙结构和抗震设计存在一定差异，施工过程中应尽量采用型钢混凝土。

3.3箱式转换模式结构

在使用箱式转换层模式时，主要目的是保证转换层的整体性，有效分散上下构件的压力，各转换层的建筑结构模式都有一定的局限性。这种结构模式会直接占用建筑面积，使整层成为单一功能的设备层。因此，其内部分析复杂，施工和设计难度大。这种转换模式结构在实际工程应用中的应用还比较少。如果这种模式真的应用到工程建设中，会形成刚度更大的箱式转换层。

2.4确保施工设计的标准化

高层建筑的结构设计是整个施工过程中最基础、最关键的环节，而转换层的结构设计是保证建筑稳定性和居民生活质量的关键结构。因此，在施工组织设计阶段，设计人员应全面、严谨地设计整体施工方案，针对不同建筑类型采用不同的转换层结构，确定框架结构与墙体的连接方式和间距，尽量增强建筑的稳定性，合理拓展建筑空间，规范转换层与高层建筑之间的构造设计。

2.5转换层的高度应严格控制

结构转换层的高度是指房屋上写的两层结构层之间的垂直距离。为保证建筑的牢固性和规范性，应严格控制转换层的高度。不同的建筑面积对转换层的层数有不同的要求。设计人员应仔细考虑建筑结构的特点，选择对建筑最有利的转换层层数。不同位置对转换层的高度要求不同。剪力墙和筒体底部应设置厚墙，2-3层之间设框架牛腿。只有转换层的高度应严格控制。

2.6转换层的结构设计应合理

应根据建筑的不同功能选择不同的转换层。因此，在建筑设计过程中，应综合考虑不同楼层的建筑功能，合理设计转换层。转换结构应根据建筑物的功能和建筑物对承载力的要求。在设计转换层时，还应考虑加强楼层和设备层的结构，加强高低层之间的转换，适当增加屋顶梁板的尺寸，控制墙体厚度，避免楼板刚度分布不均，增加墙体受力面积。

2.7厚板与厚梁转换模式结构

在厚板厚梁转换模式的应用中，主要是针对上下柱轴线结合不好，仅靠梁难以支撑的情况。因此，此时采用厚板厚梁的方法可以更好地满足结构设计的要求。使用它的好处是可以灵活的进行相关的安排工作，不需要和下层有直接的关系。但是在使用过程中也有很大的缺点，因为厚板会产生比较大的压力，在材料的使用上需要更多的投入。因此，在采用厚板梁转换模式结构的方法时，应有效分析受力情况，认真考虑利弊，加强配筋量，准确计算内力和配筋。

3带结构转换层的高层建筑结构设计的注意要点

3.1稳定性

设计带结构的转换层时，应仔细分析高层建筑的整体结构。禁止商业建筑结构软设计转换层。软支撑不利于高层建筑长期支撑的实际承载力，容易因承载力不足而倒塌。商业建筑的整体结构设计应力求难度，确保承载力满足建筑要求。通过过渡层的作用，缓解了商圈的受力问题，提高了高层建筑的整体稳定性，保证了建筑的安全性。

3.2刚度

带结构转换层设计时，住宅建筑转换层的侧向刚度应与商业建筑一致，以便调整转换层的刚度系数。刚度系数是保证高层建筑整体安全的关键。应充分发挥转换层的功能价值，利用其刚度调节功能，降低商业场地的实际承载力，合理分配两个区域的承载力，使高层建筑处于良好的运行状态。就刚度而言，这两个区域不一定相同。小误差是允许的，误差可以尽量相似。

3.3高度

鉴于剪力墙底部转换层刚度与高度的相互换算关系，施工转换层时应注意建筑物的刚度要求。根据建筑的刚度要求，科学调整转换层的高度，保证建筑的整体稳定性。转换层的高度是它的作用，也是转换层设计的重点。转换层高度的准确设计有利于发挥其作用，提高高层建筑的安全性。

结束语：

综上所述，结构转换层的设计思想和技术随着高层建筑功能和实用性的要求而不断改进和创新。为了不断提高高层建筑的质量和功能性，设计人员应充分了解高层建筑的工程概况，分析高层建筑的结构，了解结构转换层的相关设计要求和相关数据，然后根据高层建筑的结构性能和结构框架要求，采用有效的设计方案设计结构转换层，最大限度地提高设计的科学性、可靠性、结构转换层设计方案的规范性和可行性，为整体提高带结构转换层高层建筑的结构设计水平奠定基础。

参考文献：

[1]范宏伟.高层建筑带转换层的结构设计[J].低碳世界，2018（05）：106-107.

[2]董汉钢，温永坚，唐道伟.解析带结构转换层的高层建筑结构设计[J].低碳世界，2017（28）：174-175.