高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和發(fā)展

[摘要]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對建筑結(jié)構(gòu)和功能上的要求越來越高，原有的建筑也已經(jīng)無法適應(yīng)城市化高速進展，這個時候高層建筑就出現(xiàn)了，能夠有更多的空間去滿足人們對住宅和辦公的需求。在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑體系之間怎樣能夠?qū)崿F(xiàn)有效的轉(zhuǎn)換，對于建筑行業(yè)整體的發(fā)展來說都是一次意義重大的轉(zhuǎn)變。本文對高層建筑中轉(zhuǎn)換層方面的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來的發(fā)展前景進行分析，希望能夠?qū)σ院蟮墓ぷ鲙韼椭?/p>

[關(guān)鍵詞]高層建筑；轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；現(xiàn)狀及發(fā)展

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國城市化的進程在不斷的加快，這就意味著會有更多的居民走入到城市的生活中，那么，對住房、商用等方面的使用空間就會產(chǎn)生新的需求，這樣的社會寫照在很大程度上推動了建筑行業(yè)的發(fā)展和前進，高層建筑也逐漸走向社會化、現(xiàn)代化。所以，基于以上這種情況，為了能夠更好的實現(xiàn)高層建筑的結(jié)構(gòu)布局，就需要將高層建筑中轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用和發(fā)展重視起來，使其能夠發(fā)揮出更好的作用，提高高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

1、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的種類及應(yīng)用

就高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)來說，其在自身的分類和設(shè)計中都具有十分明顯的現(xiàn)代化氣息，一棟高層建筑需要為了滿足人們的需求而具備不同的功能，集住宅、辦公、文化娛樂、商場等為一身，對于這些建筑所具備的不同用途來說，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的類型也就會有所差異，進而，為了能夠更好的滿足市場對于建筑的需求，這就需要將轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)更加科學合理的應(yīng)用起來，從而獲得更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.1梁式轉(zhuǎn)換層

在我國目前的高層建筑中，梁式轉(zhuǎn)換層是應(yīng)用較為廣泛的一項轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用的原理就是通過將建筑的多數(shù)框架的剪力墻抬起來，一部分落地，之后再用一大截面的托梁做為過渡的框架來成為剪力墻的交界所在。這種梁式轉(zhuǎn)換層在應(yīng)用的過程中具有其自身一定的優(yōu)勢，梁式的轉(zhuǎn)換層設(shè)計在相關(guān)的工作當中更為簡單，其所產(chǎn)生的傳力路徑也更加的清晰流暢，能夠帶來更清晰、更直觀的視覺體現(xiàn)。并且，由于梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計在受力上非常的明顯，在抗震能力上也非常的強，能夠承受七級左右的地震強度。但是，在梁式轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用當中，也存在一定的不足之處，由于梁式轉(zhuǎn)換層的自身重量比較大，所以就會應(yīng)用到更多的建筑材料，且在計算和分析的過程中也比較的復(fù)雜。在一般情況下，如果高層建筑的上下結(jié)構(gòu)存在較大的差異，軸線也存在縱橫交錯的現(xiàn)象，那么采用梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計的可能性就非常的大，而且，還會采用較多的設(shè)計。

1.2桁架式轉(zhuǎn)換層

在高層建筑中，受到荷載的影響，桁架所承受軸向的拉力和壓力的作用，就會將材料的強度得到更加充分的發(fā)揮，在很大程度上，能夠有效的增加材料產(chǎn)生的剛度，從而有效地減輕自身所帶來的重量，這忙較大跨度的結(jié)構(gòu)模式，在承重結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)中就相對比較實用，但是，桁架式的轉(zhuǎn)換層在應(yīng)用的過程中需要充分的考慮到桁架的用途、支撐和材料。在高層建筑中上部分是住宅，而下部分則是商戶，所以在高層建筑具備管道設(shè)備層的狀況下，就可以應(yīng)用桁架式的轉(zhuǎn)換層，同時，也可以根據(jù)上下柱網(wǎng)同軸線之間的位置關(guān)系，在設(shè)備層當中適當?shù)脑O(shè)置桁架，這樣就能夠?qū)⑸喜糠值闹鶋υ诤奢d的作用下，通過桁架轉(zhuǎn)移到下部分，使得設(shè)備管道的設(shè)計更加自如。

1.3板式轉(zhuǎn)換層

在高層建筑上下柱網(wǎng)軸線交錯較為密集的情況下，其他的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法適用，這時候板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)就具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢。由于板式轉(zhuǎn)換層在應(yīng)用的過程中能夠較為靈活的進行布置，不用采用上下對齊的方式，雖然在結(jié)構(gòu)的靈活性上有了很大的提升，但是，在板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的自重上就比較大，同時，其所需要耗費的材料也就更多，那么，這種轉(zhuǎn)換層模式，在其所具備的抗震能力上就比較弱，在容易發(fā)生地震的區(qū)域就要謹慎的應(yīng)用。

1.4箱式轉(zhuǎn)換層

箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是在梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上得來的，其在高層建筑結(jié)構(gòu)的上下層轉(zhuǎn)換、軸線錯位等情況下部能夠發(fā)揮到有效的作用。箱式轉(zhuǎn)換層一般都會由一道大梁分布在樓層的上下軸線中表現(xiàn)，這種鋼筋混凝土混合的組合，能夠有效的增強箱式轉(zhuǎn)換層的承載能力和剛度，但是，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計就對布局的空間的基結(jié)構(gòu)布局的合理性提出了一定的要求，才能夠更好的保持平衡，這種轉(zhuǎn)換層方法比較適用于跨度大和承載能力要求高的柱墻中。

2、高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

2.1鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用

在未來高層建筑的發(fā)展過程中，需要應(yīng)用到轉(zhuǎn)換層的地方也越來越多，但是，對轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用也不能過多，一旦應(yīng)用的超出建筑所能承受的能力范圍，就很容易引起建筑的安全隱患，所以，在未來高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的發(fā)展中，一個非常明顯的趨勢就是會大量的應(yīng)用到鋼骨混凝土的轉(zhuǎn)換層。這種轉(zhuǎn)換層在自身的承載能力上比較強，并且在剛度上也具有一定的優(yōu)勢，在很大程度上有效的減少了截面的尺寸和可塑性，具有較強的抗震能力，在工程施工的進度上也會有一定的提升，但是，就我國目前的高層建筑轉(zhuǎn)換層應(yīng)用來說，這種結(jié)構(gòu)方法還沒有得到廣泛的應(yīng)用，在未來的發(fā)展中，一定會獲得更大的進步。

2.2轉(zhuǎn)換梁受力性能的有效改善

在高層建筑的轉(zhuǎn)換層應(yīng)用當中，由于高層建筑的抗剪承載力和截面尺寸等方面的影響，梁強且沒有把框支柱和轉(zhuǎn)換梁之間的關(guān)系平衡好的話就很容易造成梁強柱弱的情況，大大的降低了建筑的抗震能力，所以，想要促進高層建筑轉(zhuǎn)換層更好的發(fā)展，就要有效的轉(zhuǎn)換梁受力性能。具體的解決方法可以從三個方面進行，首先，可以充分的發(fā)揮斜向支撐的益處，在轉(zhuǎn)換梁的上下框架中應(yīng)用到斜桿，這樣就在很大程度上增加了荷載能力。其次，在多道轉(zhuǎn)換中，為了能夠應(yīng)對豎向的傳力，可以設(shè)置多個轉(zhuǎn)換梁，這樣能夠更好的分擔荷載力，降低單個轉(zhuǎn)換梁所承受的力。最后，可以通過轉(zhuǎn)換梁加腋的方式降低截面尺寸，同樣具有降低承受荷載的作用。

2.3預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用

對于一個高層建筑來說，怎樣能夠有效的減小橫截面的尺寸，更好的控制裂縫的深度，從而有效的減少轉(zhuǎn)換層承受的力，已經(jīng)成為高層建筑轉(zhuǎn)換層應(yīng)用未來發(fā)展所必須要考慮的問題，對于預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用來說，其自身就具備一定的優(yōu)勢，在施工和結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中會帶來更多的便利。主要的原因就是其在承重的荷載上具有很大的跨度，轉(zhuǎn)換層自身的重量也比較小，所以就在很大程度上節(jié)省了施工的時間和材料。同時，隨著社會的進步和發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也會得到一定的進步，其在轉(zhuǎn)換層中的應(yīng)用能夠有效的降低工程的成本投入，相比較于鋼筋混凝土的轉(zhuǎn)換層來說，在經(jīng)濟層面上具有很大的優(yōu)勢。

2.4改善傳統(tǒng)抗側(cè)力形式

在高層建筑中，一個應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)就是傳統(tǒng)的抗側(cè)力形式，其在應(yīng)用的過程中，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式顯然已經(jīng)無法適應(yīng)如今高層建筑現(xiàn)代化、綜合化的需求，所以，在這種結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用上就需要相關(guān)的研究人員進行不斷的開拓創(chuàng)新，結(jié)合目前的建筑需求設(shè)計出新的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)形式，來更好的滿足高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計，服務(wù)于社會。

結(jié)論：

隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)換層在高層建筑中的地位也受到越來越多的重視，其在高層建筑中的應(yīng)用也越來越廣泛，在很大程度上促進了高層建筑的發(fā)展。在目前的高層建筑轉(zhuǎn)換層應(yīng)用中，還存在一定的不足之處，所以就需要在未來的發(fā)展中進行不斷的探索和改進，來迎接高層建筑結(jié)構(gòu)更加輝煌的明天。