關于綜合高層建筑轉換層的研究

【摘要】隨著高層建筑的蓬勃興起，轉換層作為其結構的重要組成部分也逐漸成為人們研究的課題。文章就轉換層的設計布置特點、施工材料要求以及抗震等進行闡述。最后就目前存在的問題提出自己的見解。

【關鍵詞】高層建筑；轉換層 ；轉換梁；技術；施工

1、前 言

隨著人口數量的不斷增加城市住房問題也逐漸成為阻礙社會發展的重大問題，這便促使建筑高度進行著不斷地刷新。而高層建筑的出現在一定程度上緩解了這一社會問題同時給人們的生活帶來了諸多便利，因此高層建筑進入了迅速發展的階段，也越來越展露出其強大的優勢，而轉換層作為高層建筑的重要結構組成部分將高層建筑的發展推向了極致。當人們對高層建筑的追求永無止境時也便注定了我們對轉換層結構探索的永不停息。

2、轉換層存在的形式及梁式轉換層的結構特點

2.1轉換層存在的形式

隨著高層建筑的不斷出現，人們對高層建筑轉換層的研究也在不斷地深入。為了滿足高層建筑自上而下對不同功能空間的要求而在結構中設置轉換結構構件，以實現結構形式的過渡，這樣結構構件所在的樓層稱為轉換層【1】。由于高層建筑的形式具有多樣化與其相對應的轉換層的形式也是多種多樣的，主要有：梁式、板式、柑架式等；從跨數上還可分為單跨、雙跨以及多跨；從功能上又分為托墻和托柱。從采用的材料上分為鋼筋混凝土和鋼結構等。

2.2梁式轉換層的結構特點

梁式轉換層由于其在設計和施工上都較為簡便因此運用的較為廣泛。但在布置轉換層時需滿足一定的布置原則即應當與建筑的功能要求和結構傳力特點相適應。這種轉換層廣泛用于上部為剪力墻或框架剪力墻結構，它可以將上部剪力墻結構轉化為下部大跨度的框架結構，從而創造出下部功能所需要的大空間。在結構形式未發生改變的同時對柱網進行重新排布，滿足下部的空間需求。梁式轉換層傳力途徑一般較為明確是由梁直接到柱，主要承受豎向的荷載表現特征即為豎向荷載下的受力規律。轉換構件也具有跨度大的特點因此對于豎向撓度的設計也需要嚴格考慮，上部的荷載在經過轉換層時在方向上和均勻性上發上了巨大的改變，這都對轉換層結構在設計和施工時提出了嚴格的要求。

3、轉換層的設計形式和施工材料要求

為保證轉換層的穩定性僅僅從某一方面對其進行加強是遠遠不夠的，必須從轉換層的設計形式以及施工材料的關鍵點進行加強才能建造出即能符合功能需求又能滿足結構強度要求的結構轉換層。

3.1轉換層轉換梁的設計形式

我們一般采用的轉換層其受力形式較為復雜，而梁作為主要的承重構件是構成轉換層的主要元素，其形式可分為托柱和托墻兩種形式【2】。這兩種形式往往會結合使用。托柱式轉換梁是目前使用最廣泛的形式傳力具有直接、明確且造價低施工簡單等特點，它可以直接承受上部柱子傳下來的荷載。當上部為一般框架結構時托梁直接承受由柱傳下來的荷載，受力較為簡單因此可以遵循普通梁的設計要求進行設計。但如果該梁承受非普通框架結構時其受力就會變得較為復雜不能以普通的計算方法進行設計。第一種：上部墻體滿跨不開洞，這時轉換梁與上部墻體聯系緊密共同工作，可以近似作為深梁。因此設計方法宜采用深梁設計方法，由于梁所承受內力比較大，故應盡量保證底部縱向配筋的完整性，應當深入支座。第二種：上部墻體滿跨，但開設有較多門洞或不滿跨但剪力墻的強度較大，宜采用應力截面設計，梁下部配筋與第一種相似。第三種：上部墻體為小墻肢，可按普通梁設計方法進行設計，設計時應當根據不同形式選擇合理的結構形式進行布置。

3.2轉換層材料的要求

建筑材料是建筑結構的重要保證之一【3】，因此對于轉換層的材料我們提出了更加嚴格的要求。原材料粒子的大小形狀、鋼材的型號級別以及適當的外加劑等都是對材料考核的重要指標。主要部位的混凝土應加入合適的外加劑并嚴格控制配合比并保證均勻混合。各項環節都需要有專門人員進行監督施工。

3.3轉換層的施工工藝

混凝土的施工水平在轉換層結構要求中具有重要意義，目前我們普遍采用的混凝土大多為C60級，采用分層進行澆筑的方法，在澆筑過程中對溫度的控制是非常關鍵的，必要時可以采用保溫材料進行保溫，以防止內外溫差較大【4】。除此之外鋼筋的配率、強度和粗細也是轉換層施工的重點之處。總之，轉換層施工工藝是轉換層技術應用的關鍵點之一，值得我們進行進一步的探索。

4、轉換層對高層建筑抗震的利與弊

當受到地震力作用時轉換層位置越高，轉換層上下剛度突變越大，內力傳遞途徑的突變越加劇，落地剪力墻或筒體易出現受彎裂縫，框支柱的內力增大，轉換層上部附近的墻體易于破壞，臨近轉換層的上下結構層易成為柔弱層，對抗震十分不利【5】。一般情況下非抗震設計和6度抗震設計時轉換構件和7、8度抗震設計的地下室的轉換構件可采用厚板。底部大空間部分框支剪力墻高層建筑結構在地面以上的大空間層數，8度時不宜超過3層，7度時不宜超過5層，6度時其層數可適當。轉換層結構是一受力復雜不利抗震的建筑結構，在9度抗震設防地區不宜采用。設計時為了將地震力對就建筑所造成的破壞降到最低，設計時應對地震力集中區當進行加固，位于轉換板上1、2層的剪力墻在受到地震力時會出現受力不均勻的現象也應對其進行加固。

結語 ：

隨著高層建筑的不斷發展，傳統的設計理念正在進行著巨大的革新，高層建筑的形式、結構、材料也必將日趨多樣化。建筑轉換層的應用很好地滿足了高層建筑發展的需要，但同時也產生了很多的結構問題譬如受力的均衡性、抗震性等。這在某種程度上對設計和施工提出了更高的要求。要求建造師們在進行設計和施工時加強轉換層的應用，同時還要通過提高技術手段加強監管力度。創造出更加合理堅固合理的高層建筑，繼續引領著建筑發展的時代潮流。

參考文獻：

[1]張哲維.高層建筑的梁式轉換層施工技術之我見[J].民營科技，2012，10，302.

[2]林波.淺析高層建筑結構轉換層的技術應用[J].民營科技，2011，10，204.

[3]來德志.高層建筑轉換層結構施工技術略析[J].河南建材，2009，3，130.