關于高層建筑轉換層結構設計分析

楊昊

摘? ? 要：本文主要從轉換層實現的功能、不同類型轉換層結構和設計方法以及建筑轉換層結構設計中的注意事項等幾個方面進行了重要的分析，僅供參考。

關鍵詞：高層建筑;轉換層設計;設計方法

1? 前言

現階段，城市中建筑項目的高度逐步增大，因而轉換層的設計質量對于高層建筑的整體設計效果有著重要的影響。具體設計工作中，要對建筑項目的具體狀況進行全面分析，選取合理的轉換結構形式，對關鍵設計環節進行把控，提高轉換層的設計質量。

2? 轉換層主要實現以下功能

2.1? 上、下層結構類型轉換

轉換層將上部剪力墻轉換為下部的框架。這種轉換層多用于剪力墻和框架-剪力墻結構中，以獲得較大的內部自由空間。

2.2? 上、下層結構柱網和軸線的改變

轉換層上、下的結構形式未改變，通過轉換層能使下部結構的柱距擴大，形成大柱網。這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的出人口。

2.3? 同時轉換上、下層結構類型和柱網

上部剪力墻結構通過轉換層改變為框支剪力墻結構的同時，下部柱網與上部剪力墻的軸線錯開，形成上、下柱網不對齊的布置。

3? 不同類型轉換層結構和設計方法

3.1? 梁式轉換層結構

梁式轉換層應用最廣泛，它設計和施工都簡單，受力明確，一般廣泛用于底部大空間剪力墻結構體系中，即是把大部分的剪力墻在一定層次上用框架“抬”起來，一部分剪力墻落地，在底下幾層形成大空間的商場，在框架和剪力墻的交界處用一較大截面的托梁來過渡，即結構的轉換層就做在框支梁這一層。轉換梁可沿縱向或橫向平行布置;當需要縱、橫向同時轉換時，可采用雙向梁的布置。 梁式轉換層不確定的地方在于，當上下軸線不對齊，轉換次梁較多時，空間受力較復雜，在轉換梁端易于出現裂縫，且轉換主梁在水平荷載易產生較大扭矩。由于其質量較大，因而地震反應較大。

3.2 桁架式轉換層結構

桁架式結構的轉換層是由梁式結構轉換層變化而來的，整個轉換層由多榀桁架組成承重結構，桁架的上下弦桿分別設在轉換層的上下樓面的結構層內。對于下部是商場需要大凈空面積，上部是住宅為小空間布局的高層建筑，一般要設管道設備層，而根據上下柱網的軸線位置而設置桁架轉換層則可巧妙地解決此問題。轉換層結構采用轉換桁架可以較好地解決通風采光的問題，易滿足建筑功能的要求。

3.3? 厚板后梁式轉換層結構

厚板后梁式轉換層結構適用于上下柱網軸線錯開較多的建筑結構，采用厚板轉換層來實現結構對接，具有很強的工程應用靈活性，但是厚板后梁式的轉換層重量較大，使用的承重材料較多，而且厚板式轉換層是一個完整的整體，剛度較大，造成上層結構的布置困難，受力狀況模糊，不方便配筋計算。由于增加了暗梁，再加上其上部承載重量較大，對下部結構的穩定性造成一定的影響，如果發生較為強烈的振動，會造成厚板的應力沿著豎向方向發生激增，上下層受力嚴重不均，甚至會發生裂縫現象。厚板轉換層結構設計通常先進行三維 空間內力分析，尤其是對轉換層邊界形狀不規則、荷載分布復雜等特殊情況進行有線單元的應力分析，從而得出相應的內力計算結果、內力組合和配筋方式，同時分析豎向荷載下的彎曲、剪應力、局部應力等數據。

4? 建筑轉換層結構設計中的注意事項

在框支剪力墻結構中，結構體系的合理布置對剛度比的影響是很大的，轉換層上下部的墻體厚度與墻肢長度是調整層剛度比的關鍵控制因素。對轉換層上部墻體來說，在滿足建筑空間需要，軸壓比，周期比等要素下，盡量減少轉換構件以上各層剪力墻的厚度及墻肢長度，原則上削弱時從核心筒及其周邊削減，少削弱建筑四周的墻體以減少對周期比的影響。同理，對轉換成的下部墻體而言，適當加大框支柱截面及框支層及其下部剪力墻的厚度，必要時框支柱采用型鋼混凝土柱，可考慮先加厚核心筒的外圍厚度，如加一定厚度后仍不滿足，可結合建筑的風格，要求對稱在建筑周邊加落地墻體，且宜在上部有墻體的位置考慮加下部墻體。調整過程應盡量使剛心和質心重合，減少扭轉的影響。構造上還可適當加大轉換構件上下各兩層樓板的厚度，減小剛度突變。

5? 轉換層結構施工要點分析

5.1? 鋼筋施工要點

轉換梁的含鋼量大， 主筋長， 布置密，在梁柱節點區鋼筋“相聚”。因此，正確翻樣、下料，合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋施工的關鍵。鋼筋翻樣前須弄清設計意圖，審核、熟悉設計文件及有關說明和相關規定。翻樣時考慮好鋼筋間的穿插避讓關系，確定制作尺寸和綁扎次序。一般轉換層結構主筋接頭全部采用閃光對焊、錐螺紋接頭連接或冷擠壓套筒連接;對于兩端做彎頭的鋼筋，采用可調伸螺紋接頭解決鋼筋旋轉困難問題;當轉換梁高度或轉換板厚度較大時，應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和便于操作性。

5.2? 混凝土施工要點

（1）混凝土配合比設計。須由具有相應設計資格的試驗室在對施工現場使用的水泥、砂、石、外加劑等進行試（檢）驗的基礎上，設計出混凝土配合比。為防止在澆筑中出現施工冷縫，要求在混凝土配合比中添加緩凝減水劑。

（2）混凝土澆筑及下料方法。混凝土澆筑采取從房屋一端的邊梁開始澆筑，在邊梁澆筑完成后再澆筑垂直于該邊梁的其余各框架梁，澆筑長度至相鄰軸線的框架柱暫停，再返回澆筑樓蓋板混凝土，以此澆筑方法類推，向前平行推進，直至澆筑完成。在澆筑框架梁混凝土過程中，對截面高度為1800mm的梁應采用4次下料澆筑，4次振搗，每次澆筑厚度不大于500mm的方法，對截面高度為1200mm的梁應采用3次下料，3次振搗的方法，以確保混凝土密實，不出現施工冷縫，并有利于減小梁側模板承受的側向壓力。計量工須嚴格控制混凝土配合比，水泥（散裝）、砂、石、外加劑等須認真過稱計量，外加劑由專人負責計量下料。

（3）混凝土的養護。應根據溫度應力加以控制和確定保溫養護的持續時間，一般不得少于15d。混凝土澆筑完畢后，應在12h內加以覆蓋和澆水以保持混凝土表面的濕潤。潮濕養護時，混凝土極限拉伸值比干燥養護時要大20%～50%，在控制混凝土澆筑塊體內外溫差時，混凝土中心與表面的最大溫差不高于25℃～30℃，總降溫差小于30℃。在大體積混凝土養護過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施，否則易使大體積混凝土產生裂縫。

6? 結束語

綜上所述，轉換層設計在高層建筑設計中發揮了極其重要的作用，具體設計工作中，首先要對高層建筑的實際情況與抗震等級進行分析，之 后再選用合理的結構形式，計算工作中要對多方因素進行整合與分析，有效提高 轉換層設計工作的合理性，確保整個高層建筑工程的安全穩定效果。

參考文獻：

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