帶轉換層高層建筑結構的設計方式分析

崔寧

摘 要：隨著現今城市化進程的逐漸推進，高層建筑物數量正在日益增大。在高層建筑結構中，轉換層在整體結構中起著承上啟下的作用，極具重要性和關鍵性，主要用于實現上下不同功能、不同結構形式的轉換，可以說是整個建筑設計的重點環節。在開展帶轉換層高層建筑結構設計時，應在做好高層建筑結構設計的基礎上，做好轉換層結構的具體設計，同時要做好相應的結構設計的保障措施，一定要把握設計要點，確保設計質量。本文主要結合了帶轉換層高層建筑結構設計方式展開探討。

關鍵詞：轉換層;高層建筑;結構設計

1 帶轉換層高層建筑結構設計的基本原則

通常來說，由于高層建筑上下部分的功能與用途上有所不同，所以所運用的結構設計形式也存在不同，旨在以此來確保建筑設計達標及符合建設需求。而且要對樓層間的結構實施轉換的處理措施，確保建筑物整體性的結構得到穩定。即稱之為建筑物的結構轉換層。現階段國內的建筑結構轉換層主要呈現以下三類形式：梁式、板式以及箱形的轉換層。作為建筑設計人員必須要綜合工程實況需求來進行考量，并對類型不相同的結構必須展開具有針對性的不同設計，以確保結構設計的科學與合理。在此需要注意的設計原則如下：①對建筑物的相關信息及數據要注意收集和整理，以確保所掌握的施工數據的準確性。②落實好工程建模方面的工作，將數據和信息切實有效的輸入至計算機中，并依照有關的規范標準輸出信息，進而確保建模設計質量的提高。③對建筑物的整體結構展開計算，盡最大限度確保高層建筑結構自身的載荷能力和抗震性能最大化呈現，以提升轉換層設計效果。

2 高層建筑帶轉換層的結構設計要點

高層建筑最大的特點就是高度高且結構復雜，因此其施工難度也往往較大，尤其是在運用帶轉換層的結構模式，則會進一步加大其施工難度。由于國內在高層建筑轉換層的具體應用及相關研究起步較晚，所以目前在技術方面尚處于初級階段，在經驗上也相當的不足，施工過程中經常會遇到這樣或那樣的問題。而當問題出現后，我們要做的是逐個對問題進行認真分析，找出有效的解決對策，這樣才能夠保障工程質量。經實踐發現，在高層建筑帶轉換層的結構設計中，主要需要注意以下要點：①在設計過程中，轉換層下方的結構不能設計成柔軟層，否則其力度不足以支撐起整個建筑，容易發生建筑倒塌事故，危害到人民財產安全;②在設計過程中，轉換層上、下部結構的抗側剛度可以設計得相近，這樣在改變轉換層的剛度系數時可以更加方便有效;③在設計過程中，底部轉換層的剛度與高度是互相影響、互相聯系的，所以應當在滿足建筑所需剛度的前提下，合理對轉換層的高度進行控制，這樣可以更加提高建筑的穩固性;④在設計過程中，一般高層建筑帶轉換層的結構模式都有專門的施工規范，所以應當要嚴格依照相關施工規范來進行施工設計，以保證設計和施工具備合理性、科學性以及可行性。對此，在開展高層建筑轉換層的實際設計過程中，必須要嚴格遵循上述要點來進行設計。

3 帶轉換層高層建筑結構的設計方式分析

3.1 設計轉換梁截面

在開展高層建筑轉換層結構的設計階段，先要設計的是轉換梁截面，因此要考慮到建筑物梁的承載力和轉換層的承載狀況，接著再綜合相關信息和數據，通過科學的計算模式得出合理設計。通常來說，在設計轉換梁截面時分為兩類，即托柱方式與托墻方式。

3.2 設計轉換層結構構件

針對轉換層而言，產生突變狀況的往往不光只有豎向剛度問題所致，還有豎向側力方面所產生的不連續問題，促使了建筑轉換層在實際傳力的過程中發生路徑突變現象，尤其是遭遇強震時，建筑物中的強度比較薄弱的部位則會出現對應的作用力。如果想要更好的保障轉換層上下部分的構件實現強度同時提升，則要加強轉換層周邊構件所擁有的強度，其目的是為了轉換層在水平剪力傳遞時更為便利，避免轉換層在處于地震等影響情況下而遭受毀壞。

3.3 設計轉換大梁

首先，在進行梁式轉換層的設計時，要先考慮到其主要作用是承上啟下，所以轉換層上的模板應將上層水平剪力傳至下層，以確保建筑物自身具備較強的平面剪力。對于豎向荷載，也需一并進行設計，從而將建筑物樓板的強度與剛度提升。其次，大梁主要通過上部剪力墻和梁柱來實施對豎向構件的內力傳遞，再加上其所擁有的承載力較大，一般都被作為高層建筑抗震的主要核心環節，因此，轉換大梁的設計極其重要。

3.4 設計轉換層的抗震效果

如若對高層建筑內部的轉換層進行處理或加工，則會影響其整體性的剛度。因為其結構中的豎向承載力會在由此產生變化，致使其傳力方向形成一定偏差，故此轉換層結構所擁有的抗震性能便會隨之降低。若想更好的保障其安全性，則應在建筑物三層至以上的施工環節中對墻柱實施加固措施，以確保其擁有較強的抗震力。

3.5 箱型轉換層的結構設計

在進行帶轉換的高層建筑結構設計時，箱型轉換層的設計方式應用具有一定的局限性，這是由于箱型結構的轉換層會使得整個轉換層以上的樓層結構型式較為單一，一般只能用于開間需求較大的建筑物，對于建筑物的剛度要求也比較大，箱型結構的橫向荷載受力較大，在實際的設計中要做好結構受力分析，保證整個轉換層的設計質量。

4 提高帶轉換層的高層建筑結構設計質量的措施

4.1 充分考慮不同層受力狀況

高層建筑中，建筑物通常都有多種用途，其中結構轉換層所受力復雜程度很高，因此在進行高層建筑物結構轉換層的設計工作環節，要對其所受到力進行全方面的考慮，并對其中主要受力情況進行重點分析。故此，建筑設計者在進行結構轉換層的設計之時，需要不停的對受力進行計算，還需要針對于結構轉換層附近的應力值展開準確的核算與統計，并且在其最大的承受范圍內，在轉換層的內部增加一些鋼筋，或者是其他的剛度比較高的材料，這樣能夠讓結構轉換層自身的強度和質量得到顯著提升，而且在現實的使用中也能夠讓他的作用最大程度上的發揮出來，因此，要讓高層建筑物更加的具有穩定性，就需要在進行結構層的搭建時，設計者要對梁跨部位支座正負彎矩速度有著充分的理解，要讓進行搭建時的腰筋大小合理。

4.2 合理布設剪力墻

通常在進行轉換層設計時，對于剪力墻的框架支柱要求很高，要求其排布均勻疏密。而且相鄰兩個之間的距離也有著嚴格的要求，通常間距為11cm左右。對高層建筑整體進行綜合的考慮，需要讓設計方案滿足其工程剪力墻的全部需求，讓地下結構的抗壓能力得到提高。在對轉換大梁進行設計時，需要讓梁體的承受能力達到要求相關應力的要求。要想讓這些目標圓滿完成，設計者可利用先進的技術手段對換梁兩端的結構進行處理，保證其具有良好的穩定性。

5 結語

總之，在進行帶轉換層的高層建筑的結構設計階段，需要結合實際高層建筑結構中的轉換層結構的應用情況，有針對性的進行設計，還要全面性的對建筑內部結構和具備的相關作用進行了解，在綜合工程實際的基礎上，制定出帶轉換層的結構設計方案。在設計時還要注重對結構設計的優化，把握住轉換層結構和高層建筑結構整體的設計要求，以提高帶轉換層的高層建筑結構的穩固性，進而推動建筑行業的發展。

參考文獻：

[1]董漢鋼，溫永堅，唐道偉.解析帶結構轉換層的高層建筑結構設計[J].低碳世界，2017（28）：174-175.

[2]王建業.高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構設計探討[J].工程技術研究，2017（03）：223-224.

[3]范宏偉.高層建筑帶轉換層的結構設計[J].低碳世界，2018（05）：106-107.