論帶轉換層高層建筑結構設計

魯韌

摘 要：文章結合筆者實踐經驗，就帶轉換層高層建筑進行概述，分析其設計中應注意的事項，并對帶轉換層高層建筑結構設計提出了自己的幾點看法，以供同行參考。

關鍵詞：轉換層；高層建筑；結構設計

1 帶轉換層高層建筑概述

1.1 基本含義。轉換層主要是指采用水平轉換的方式連接建筑上半部分與下半部分的樓層，是高層建筑的一個過渡地段。其重要是由水平結構構件和其以下的豎向結構構件構成，包括了轉換桁架、轉換梁、轉換板等內容。轉換層的上半部分往往是墻體較多的小空間，可用于居住或辦公，而轉換層的下半部分通常是墻體較少的大空間，可用作于大型商業網點。在市場經濟快速發展的今天，帶轉換層高層建筑可以有效滿足建筑物多功能方向發展的需求。

1.2 主要用途。在高層建筑中設置轉換層，可以有效連接建筑的上半部分與下半部分，創造更多的可利用空間，提升建筑的實際利用效率，滿足人們多元化的需求，有效解決城市土地面積緊缺的問題。其次，設置轉換層還可以有效降低高層建筑鋼筋使用率，大大節約高層建筑的施工材料。

2 帶轉換層高層建筑結構設計的注意事項

2.1 加強轉換層下半部分設計。對高層建筑而言，優良的質量離不開良好的穩定性、強抗震能力以及大剛度等特性，而這些特性正是建筑工程下半部分所必備的。由此可見，建筑工程下半部分對高層建筑具有極其重要的意義。因而，在帶轉換層高層建筑結構設計中，為了最大程度確保其安全、穩定以及質量等符合要求，設計人員必須通過采取針對性設計在提升穩定性與剛度的前提下，提高高層建筑下半部分結構承載能力。

2.2 科學合理設置轉換層數量。對高層建筑來說，設置轉換層可以極大程度的提升其利用效率，然而這并不意味著轉換層設置的越多越好。一旦設計人員沒有科學合理的設置轉換層數量，將會導致高層建筑的整體性、連貫性因過多的轉換層分割而降低。因此，這就要求廣大設計人員在帶轉換層高層建筑結構設計中必須充分結合建筑實際，科學合理地設置轉換層數量，從而在確保轉換層數量達到要求情況下，最大程度保障高層建筑設計質量。

2.3 提高轉換層結構運算的準確性。加強轉換層結構計算的準確性是提高轉換層設計可靠性與準確性的重要依據。因此：首先，應結合建筑實際情況與自身特點來科學分析、計算轉換層；其次，應以準確的計算結果為依據來構建合理的模型，提高轉換層結構設計的科學性；最后，應嚴格按照設計要求來進行建設，以整體提升高層建筑的使用性能。

2.4 對轉換層內部結構進行優化。除了上述設計原則外，在帶轉換層高層建筑結構設計中，為了有效地保障其建設質量，設計人員還需要遵循轉換層內部結構優化原則。對高層建筑而言，優化轉換層內部結構能夠促使建筑結構剛度、抗震能力等提升，從而為良好的建筑質量打下堅實基礎。需要注意的是，由于轉換層高度較高，這就要求現場采取相應的施工安全保障措施，以此確保施工人員在開展轉換層內部結構優化作業過程中的安全。

2.5 優化設計方案。設計方案直接關系著帶轉換層高層建筑結構設計質量的優劣，因此，在設計過程中應進行多方案設計，反復推敲與研究設計出來的方案，并進行不斷優化，從中挑選出最為合適的設計方案。此外，設計方案的優化還應從計算結果與實際情況著手，不斷提升設計方案的實效性與合理性。

3 帶轉換層高層建筑結構設計的建議

3.1 優化高層建筑轉換層的結構布置。相關研究數據表明，下半部分的轉換層，其位置與其上下高度的突變程度成正比關系。隨著其位置的高度的增加，其上下內力傳遞途徑就會加劇，從而極易導致落地筒體與剪力墻出現裂縫，同時，框架的支柱內力也不斷增大，從而導致轉換層附近或上部的墻體受到損壞。因此，如果轉換層位置過高，會降低高層建筑的抗震性能。所以，高層建筑轉換層的轉換構建可以采用后板、斜撐、轉換大梁或箱形結構等形式來優化其抗震性能。通常情況下，地震區較少使用轉換厚板。而部分非地震區，尤其是空間較大的地下室，由于其周圍受到約束作用力的影響，且其地震反應也小于其上部框支結構結構，因此，在七至八度的地震設計中，部分地下室可以選用厚板轉換層的形式。值得注意的是，禁止在轉換層的下半部分設置柔軟層，否則將極易導致高層建筑發生坍塌事故。

3.2 加強高層建筑轉換層抗震設計。為了更好地提升高層建筑抗震能力，設計人員需要加強對轉換層的結構抗震設計。綜合實踐來看，該設計重點應圍繞剪力墻與框支柱開展。首先，設計人員需對一些位置超過三層且抗震等級未達到特一級的剪力墻與框支柱底部進行加強設計，從而提升這兩者的抗震等級。其次，除了將剪力墻與框支柱底部抗震等級提升外，設計人員還需要檢查該底部框架外圍是否已經采用了密柱框架，如果沒有采用，則需要對底部框架進行抗震完善設計。最后，設計人員必須對轉換層構件在水平及豎向地震作用下的內力進行驗證，一旦發現轉移層構件內力不符合要求，設計人員應根據相關方法對其開展抗震設計，以此將轉換層構件內力提升至八度抗震設計。

3.3 合理控制高層建筑轉換層結構的過度受力與軸壓比。在帶轉換層的高層建筑結構設計中，樓層的柱面和梁面與轉換層的構架內力和豎向負載能力息息相關。在進行高層建筑施工時，特別是在轉換層構架和若干層構架同時出現在施工階段時，其框架內力變化極為明顯。因此在設計過程中需采取相應措施，避免由于施工結果轉換構件的過度受力而導致高層建筑施工進度拖延的現象出現。此外，由于高層建筑的轉換層軸壓力大多依靠框支柱來進行支撐，轉換層上半部的墻體水平負載與豎向負載幾乎都可以通過板平面內的剛度來傳送給落地剪力墻，因此，設計過程中還應合理控制軸壓比率。

3.4 做好高層建筑轉換層結構布置。對帶轉換層高層建筑結構設計中，除了上述建議外，設計人員還必須特別注意轉換層結構的布置。對此，筆者認為可以從以下幾個方面著手：第一，為了確保高層建筑上層剪力可以有效地傳導至落地剪力墻，設計人員必須對轉換層承載能力及剛度進行設計，從而促使上層剪力能在轉換層達標前提下順利傳導至落地剪力墻；第二，設計人員還需要在設計中為建筑功能布置預留出足夠的高層建筑底部空間，并確保其剛度符合要求，以避免剛度突變。對此，設計人員可以從做好高層建筑底部落地剪力墻設計入手。首先，設計人員在底部大空間層設計中要采用高強度混凝土；其次，為其設計厚度大、數量多的落地剪力墻，并且盡量確保該墻的完整性，如果非要開洞則應采取開小洞處理，從而最大程度地保障落地剪力墻的剛度。

參考文獻

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