摘要：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑的作用是巨大的。本文重點(diǎn)對轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題進(jìn)行探討分析，以供參考。
關(guān)鍵詞：高層建筑；轉(zhuǎn)換層；特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、高層建筑轉(zhuǎn)換層特點(diǎn)
高層建筑轉(zhuǎn)換層主要特點(diǎn)：使樓層的上部結(jié)構(gòu)荷載通過轉(zhuǎn)換層重新分配并傳遞給下部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)；由于轉(zhuǎn)換層剛度大、應(yīng)力集中且力的傳遞突變，因此遇到偶然荷載（水平地震作用）作用時，轉(zhuǎn)換層受到較大外力和產(chǎn)生水平位移；轉(zhuǎn)換層梁柱和梁上墻節(jié)點(diǎn)較多，節(jié)點(diǎn)處的鋼筋錨固、插筋與變徑較復(fù)雜。若施工不當(dāng)，會造成轉(zhuǎn)換層應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂縫、撓度超出規(guī)范要求范圍等現(xiàn)象。在一些地震多發(fā)區(qū)域，需對高層建筑的水平受力進(jìn)行合理控制。整個建筑的樓層剛度、質(zhì)量不允許出現(xiàn)突變狀況，需確保其變化的均勻性。在遭遇地震作用時，避免建筑物出現(xiàn)薄弱層，對整個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響。
二、轉(zhuǎn)換層的功能意義
1、上、下層結(jié)構(gòu)類型轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換層將上部剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架，此結(jié)構(gòu)多用于框—剪和剪力墻結(jié)構(gòu)中，如此便可使得下部結(jié)構(gòu)具有較大的內(nèi)部自由空間。
2、上、下層結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置的改變轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)形式相同，通過它可以使下部結(jié)構(gòu)的柱距擴(kuò)大，形成大柱網(wǎng)空間。多用于商住樓，以形成下部的大空間用于商場、停車場等。
3、同時轉(zhuǎn)換上、下層結(jié)構(gòu)類型和柱網(wǎng)布置上部剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層變成框支剪力墻結(jié)構(gòu)的同時，上部剪力墻的軸線與下部柱網(wǎng)錯開，形成上下柱網(wǎng)不對齊的結(jié)構(gòu)。多用于辦公樓，上部用于小開間辦公室，下部用于停車場或者大廳等。
三、高層建筑施工中需要注意的技術(shù)問題
1、施工技術(shù)形式的選擇高層建筑施工技術(shù)的合理應(yīng)用是整個建筑行業(yè)良好發(fā)展的基礎(chǔ)所在，同時也是準(zhǔn)確衡量一個國家建筑發(fā)展水平的重要指標(biāo)。高層建筑其內(nèi)部層數(shù)設(shè)計越高，相應(yīng)的施工難度也就越大，因此對于建筑高度會產(chǎn)生極大限制的便是施工技術(shù)。在現(xiàn)今的高層建筑建設(shè)中，對于施工技術(shù)形式的科學(xué)選取極為重要。針對不同的施工項(xiàng)目、環(huán)境、功能布局要求，最終選取的施工技術(shù)也應(yīng)有所不同。在高層建筑建設(shè)中，應(yīng)確保技術(shù)形式具有較強(qiáng)的針對、安全性，以此確保整個工程施工的順利進(jìn)行。
2、施工管理體制的強(qiáng)化現(xiàn)今我國的建筑工程管理水平已得到了極大的提升，但是不可否認(rèn)的是，在其管理體制方面還存在著些許問題。一個科學(xué)、合理的施工管理體制的落實(shí)實(shí)施能夠全面保障整個建筑工程的施工進(jìn)度及質(zhì)量。強(qiáng)化高層建筑施工管理體制的系統(tǒng)化改革是有效提升管理水準(zhǔn)的重要保障。
四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的轉(zhuǎn)換層設(shè)計原則
1、在轉(zhuǎn)換層設(shè)計過程中應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，應(yīng)盡可能的多采用直接接地的構(gòu)件，其能有效避免建筑剛度的減小，對建筑物抗震性能的提升有著重要的作用。
2、轉(zhuǎn)換層的設(shè)計位置不能偏高，應(yīng)盡可能的靠近底層位置。主要是由于建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)的傳力途徑以及剛度發(fā)生變化時會直接造成轉(zhuǎn)換層成為薄弱層，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。
3、在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的設(shè)計時應(yīng)注意傳力路徑的明確性，并且確保轉(zhuǎn)換層的剛度。由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)本身起到的是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用，所以應(yīng)保持其自身的受力平衡性。
4、要對剪力墻以及框支剪力墻的比例進(jìn)行綜合考慮，保證其橫向落地剪力墻的數(shù)目超過橫向墻的50%。
5、為了避免立柱柱角發(fā)生變形，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計時應(yīng)保持其上部柱子和剪力墻的對稱分布，將梁上立柱設(shè)置在轉(zhuǎn)換梁垮中，從而避免轉(zhuǎn)換梁變形作用下產(chǎn)生的支柱柱角變形加大。
五、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層技術(shù)設(shè)計
（1）需要設(shè)計模板支撐系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)的安全出發(fā)，必須要通過軟件或者是人工的精確計算來得出支撐系統(tǒng)的安全參數(shù)和支撐鋼管的橫截面和跨度、空間間距，從材料的利用程度考慮，要可以滿足到模版的數(shù)次周轉(zhuǎn)和裝拆卸的便利；從結(jié)構(gòu)設(shè)計的方面考慮的話，要對比較難支膜的部分和隱蔽的分支節(jié)點(diǎn)要通過軟件得出詳細(xì)的設(shè)計圖。（2）需要設(shè)計鋼筋的下料和綁扎方案。轉(zhuǎn)換梁縱筋直徑較大、數(shù)量較多、排數(shù)也多，箍筋直徑較大、肢數(shù)較多、一般全長加密，構(gòu)造腰筋須按受拉鋼筋的錨固要求錨固在兩端柱子內(nèi)，所以鋼筋的下料和綁扎比較困難。每一道梁式轉(zhuǎn)換層的鋼筋放樣和下的材料都應(yīng)該符合國際規(guī)定或者是本項(xiàng)目的行業(yè)規(guī)范和設(shè)計圖紙的要求，必須先進(jìn)行簡單的布局排列，找出符合實(shí)際操作的捆綁方式再進(jìn)行實(shí)際的操作，以此來防止下料之后沒有按照一定的規(guī)則安置鋼筋，使得鋼筋沒有捆綁好，作用力不強(qiáng)，影響到了混凝土的鼓搗密實(shí)程度。（3）設(shè)計混凝土的澆筑方案。轉(zhuǎn)換層的橫截面積和轉(zhuǎn)換內(nèi)部的構(gòu)件體積過于大的時候，混凝土的澆筑必須符合該項(xiàng)目的澆筑要求，一般一次澆筑完畢，可以保證結(jié)構(gòu)整體性較好，但是這個方法會導(dǎo)致鼓搗不到位而影響到了梁柱體的美觀與質(zhì)量，而且荷載會增加，對模版的安全系數(shù)也是一個很大的考驗(yàn)，施工時應(yīng)加以注意。
2、桁架式轉(zhuǎn)換層設(shè)計
桁架式轉(zhuǎn)換層主要用于建筑不同功能區(qū)域上下部的連接，是由多榀鋼筋混凝土桁架組合而成的一種承重結(jié)構(gòu)。一般情況下桁架的下桿的截面面積較小并且高度較高，所以這一結(jié)構(gòu)形式的施工難度較大且工序較為復(fù)雜。在具體施工設(shè)計過程中，應(yīng)對轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，并對其受力情況進(jìn)行分析計算，從而保證設(shè)計符合建筑質(zhì)量要求。
3、厚板式轉(zhuǎn)換層設(shè)計
厚板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)雖然具有布置靈活、不需要正對下層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但是其在施工設(shè)計過程中多需要的材料耗費(fèi)較大，所以如果在采用厚板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時，應(yīng)注意對其受力角度的分析，適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)其配筋量，同時也可以從抗剪力和抗沖切力的角度出發(fā)，減輕其受力程度，對其內(nèi)力以及配筋量進(jìn)行合理準(zhǔn)確的計算，并從其經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)對其進(jìn)行綜合考慮。
六、設(shè)計中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題
1、轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度不宜過高
轉(zhuǎn)換層高度越高，使得轉(zhuǎn)換層對下部結(jié)構(gòu)的動力特性影響越明顯，同時傳力路線的突變越大，使得下部結(jié)構(gòu)更容易破壞；轉(zhuǎn)換層高度低的建筑，只需控制側(cè)向剛度比即可控制轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角；對于轉(zhuǎn)換層高度更高的建筑，還須控制轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比。轉(zhuǎn)換層高度越高，轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形效應(yīng)就越大，轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比的作用也就越小。
2、柱宜直接落在轉(zhuǎn)換層主結(jié)構(gòu)上
根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中第E.2.4條規(guī)定：轉(zhuǎn)換層上部的豎向抗側(cè)力構(gòu)件（墻、柱）宜直接落在轉(zhuǎn)換層的主結(jié)構(gòu)上。即上部密柱宜與轉(zhuǎn)換桁架斜腹桿的交點(diǎn)、空腹桁架的豎腹桿在位置上重合。這樣使得結(jié)構(gòu)的傳力路線明確，受力合理，且相鄰斜腹桿可形成拱效應(yīng)，與豎腹桿共同承受豎向力，同時有利于提高結(jié)構(gòu)抵抗地震豎向作用的能力。
七、結(jié)束語
總之，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計問題一直受到人們的高度關(guān)注，在進(jìn)行建筑設(shè)計的時候，要根據(jù)具體的實(shí)際情況，對轉(zhuǎn)換層設(shè)計高度重視，優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，保證建筑的質(zhì)量和安全。
參考文獻(xiàn):
[1]盧長來.帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].建筑知識：學(xué)術(shù)刊，2014（6）：112-112
