轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

陳 浩

（國(guó)策眾合（北京） 建筑工程設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030000）

現(xiàn)階段，城市中建筑項(xiàng)目的高度逐步增大，因而轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)于高層建筑的整體設(shè)計(jì)效果有著重要的影響。具體設(shè)計(jì)工作中，要對(duì)建筑項(xiàng)目的具體狀況進(jìn)行全面分析，選取合理的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式，對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，提高轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 我國(guó)高層建筑的發(fā)展概述

隨著城市化建設(shè)不斷推進(jìn)，城市的住房壓力和交通壓力越來(lái)越大，而且越來(lái)越多的年輕人不斷進(jìn)入城市謀求發(fā)展，這進(jìn)一步導(dǎo)致了城市住房緊張。這就意味著我國(guó)家必須在有限的土地上建造出更多的建筑滿足更多的人的生活需要。解決這一問(wèn)題，唯一可行的辦法就是增加高層建筑。同時(shí)城市土地的短缺也極大地促進(jìn)了高層建筑的建設(shè)。可以說(shuō)，高層建筑是中國(guó)未來(lái)發(fā)展的必要條件。轉(zhuǎn)變方向是解決人口增長(zhǎng)與土地資源有限矛盾的必然選擇。高層建筑用地少，人口多，成為未來(lái)城市發(fā)展的首選。當(dāng)然，高層建筑的建立也標(biāo)志著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。人們很容易在發(fā)達(dá)的城市和高層建筑中展現(xiàn)出一定的景觀水平。人們可以很容易地將城市與高層建筑的景觀聯(lián)系起來(lái)。這也需要巨大的財(cái)政支持。同時(shí)，高層建筑雖然有很多優(yōu)勢(shì)，但仍不能作為城市化普及的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)型模式。高層建筑應(yīng)注重實(shí)事求是的原則，與當(dāng)?shù)厝丝诤铜h(huán)境容量相輔相成，辯證地分析當(dāng)?shù)亟ㄖ钸m合的建筑模式。在目前的情況下，我國(guó)高層建筑在稍大一些的城市并不少見(jiàn)。

2 轉(zhuǎn)換層的基本概念與功能分析

2.1 轉(zhuǎn)換層的基本概念

在開(kāi)展高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，為了能夠滿足居民對(duì)于房屋住所的不同需求，往往需要為建筑項(xiàng)目預(yù)留更大的內(nèi)部空間，同時(shí)還要對(duì)建筑工程的網(wǎng)柱進(jìn)行擴(kuò)大，盡可能降低墻體的數(shù)量。但是，對(duì)于高層建筑工程而言，其在上層結(jié)構(gòu)中需要開(kāi)設(shè)相對(duì)較小的空間。為達(dá)到這一目的，就需要設(shè)計(jì)多層墻體。在進(jìn)行整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，由于建筑內(nèi)部的豎向桿件不能上下貫通，因而不能滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果與功能方面的需求。這一過(guò)程中，通過(guò)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠有效解決上述問(wèn)題，進(jìn)而可以滿足建筑項(xiàng)目在功能方面的各種需求，通常將這一高層建筑結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

2.2 轉(zhuǎn)換層的功能分析

由于功能方面存在較大的差異，因而設(shè)計(jì)工作中可以將轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)細(xì)分為3 種不同的類(lèi)型：第一，上、下層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。對(duì)于這一轉(zhuǎn)換形式而言，往往在剪力墻結(jié)構(gòu)中有著相對(duì)廣泛的應(yīng)用，此外在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)也有著一定的應(yīng)用。該類(lèi)轉(zhuǎn)換層能夠?yàn)榻ㄖ?nèi)部提供較大的使用空間與面積；第二，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)換層的上、下層的柱網(wǎng)做出優(yōu)化，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的軸線做出相應(yīng)的改變，就能使得建筑的下層結(jié)構(gòu)形成一個(gè)大柱網(wǎng)，進(jìn)而達(dá)到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的目的。一般來(lái)說(shuō)，這一類(lèi)型的轉(zhuǎn)換層主要用在外框筒的下層入口應(yīng)用較為廣泛；第三，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的軸線以及形式做出轉(zhuǎn)換，進(jìn)而達(dá)到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換目的。

3 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行轉(zhuǎn)化層的設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮到建筑的安全性原則，同時(shí)還要考慮建筑的經(jīng)濟(jì)性原則和空間利用率等問(wèn)題。轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要是要處理好剪力墻和轉(zhuǎn)換柱之間的設(shè)計(jì)問(wèn)題，要根據(jù)不同的項(xiàng)目需求來(lái)合理地進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性設(shè)計(jì)。另外一方面對(duì)于轉(zhuǎn)化層設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性因素是其中一個(gè)很重要的因素，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要需要進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)。

3.1 剪力墻與轉(zhuǎn)換柱的對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要在設(shè)計(jì)初級(jí)階段考慮剪力墻和轉(zhuǎn)換柱之間的設(shè)計(jì)問(wèn)題，在設(shè)計(jì)兩者的空間關(guān)系是，盡量保障二者分布的對(duì)稱(chēng)性，因此對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)能夠滿足受力均勻，從而保障建筑物的安全可靠。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中為了更好地保障就應(yīng)該保證剪力墻與轉(zhuǎn)換柱兩者將的注腳轉(zhuǎn)角能夠維持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，這種情況下就需要梁跨的梁體來(lái)代替框架柱。如果在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要保障建筑的經(jīng)濟(jì)效益，則在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需要通過(guò)一定的計(jì)算來(lái)保障二者在空間上保持著最優(yōu)的關(guān)系，從而保障建筑施工的經(jīng)濟(jì)性。因此只有在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量保證剪力墻和轉(zhuǎn)換柱的之間的對(duì)稱(chēng)關(guān)系，才能保障建筑的質(zhì)量安全以及經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還能夠有效避免框支柱可能出現(xiàn)的截面過(guò)大現(xiàn)象，可以最大程度節(jié)約建設(shè)空間。

3.2 高層轉(zhuǎn)換層的抗震設(shè)計(jì)

抗震設(shè)防目標(biāo)是高層設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。因?yàn)楦邔咏ㄖ趤?lái)考慮建筑的抗震指標(biāo)時(shí)需要考慮到建筑物所處的地質(zhì)環(huán)境。對(duì)于不同地質(zhì)環(huán)境下的抗震設(shè)計(jì)的要求是不同的。同時(shí)在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)還需要滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的延展性要求，保障高層建筑的設(shè)計(jì)的合理性，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格遵守多道設(shè)防的設(shè)計(jì)原則，這種設(shè)計(jì)原則能夠保證高層建筑的穩(wěn)定性和可靠性，通過(guò)多道防線可以使得建筑物在震動(dòng)中受到的破壞得到最小。因?yàn)楫?dāng)?shù)谝坏婪谰€被破壞之后，第二道防線就開(kāi)始發(fā)揮作用，這樣就能夠保障建筑物不會(huì)發(fā)生整體性塌方，從而造成較大的破壞。高層建筑物因?yàn)橹匦母撸谑艿降卣鹩绊憰r(shí)，很容易出現(xiàn)坍塌。在地震容易出現(xiàn)塌方的地方，有很大的原因就是因?yàn)樽陨淼闹亓ω?fù)荷過(guò)大引起的，因此如何合理設(shè)計(jì)房屋的結(jié)構(gòu)，減少自身負(fù)荷就顯得格外重要了。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮多方面的影響，同時(shí)也要把材料因素和施工的因素考慮在內(nèi)，只有這樣才能更好促進(jìn)我國(guó)高層建筑的發(fā)展。