【摘 要】高層建筑的大行其道是順應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展和文明的必然產(chǎn)物，高層建筑的功能以及用途已經(jīng)非傳統(tǒng)建筑的設(shè)計和布局所能承載，由于高層建筑下部受力較大，上部受力較小等建筑特征，因此，做好高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)工作顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計

伴隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，各類高層建筑如雨后春筍般應(yīng)運而生，經(jīng)濟和社會發(fā)展的需求直接推動了我國高層建筑發(fā)展的多元化和多功能化。轉(zhuǎn)換層的引入解決了傳統(tǒng)高層建筑所有的不足，因此探討轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)具有積極的現(xiàn)實意義。

1 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的定義和必要性探析

所為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，根據(jù)百度百科的解釋，是指建筑物某層的上部與下部因平面使用功能不同，該樓層上部與下部采用不同結(jié)構(gòu)類型，并通過該樓層進行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，則該樓層稱為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。

現(xiàn)代化的高層建筑不斷地向多功能和綜合型方向發(fā)展著，很多高層建筑在頂部設(shè)置作為住宅和賓館等；在中間部分用作辦公區(qū)，而下層一般作為商場和餐館及其他各種休閑娛樂場所，這根據(jù)專業(yè)術(shù)語，可以按照建筑物的使用功能來解釋。通常在建筑的設(shè)計當中，一般而言都將大柱網(wǎng)的購物商廈、餐廳和娛樂設(shè)施等設(shè)置于多功能綜合性的高層建筑的下面部分，而將較小的柱網(wǎng)、較小規(guī)格的住宅、公寓、辦公功能的建筑設(shè)置于中層和上層部分。

為了實現(xiàn)這種要求的結(jié)構(gòu)布置，因此決定了現(xiàn)代化的多功能高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特點。由于不同建筑的使用功能所要求不同的空間劃分布置，與此相對應(yīng)的，就是要求不同的結(jié)構(gòu)形式，怎么樣來將它們之間通過合理地轉(zhuǎn)換過渡，沿著豎向組合在一起，這就成為現(xiàn)代化的多功能高層建筑結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵設(shè)計和施工技術(shù)之所在。這對現(xiàn)代化的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了新的挑戰(zhàn)和要求，需要通過設(shè)置一種被稱之為“轉(zhuǎn)換層”的結(jié)構(gòu)形式，來幫助完成不同結(jié)構(gòu)形式之間的轉(zhuǎn)換，通俗點來說，就是上下兩部分的結(jié)構(gòu)不一樣，按照傳統(tǒng)的建筑設(shè)計，沒辦法很好的契合，安全性也受到巨大的挑戰(zhàn)，因此必須在結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個轉(zhuǎn)換層來“承上啟下”。

根據(jù)專業(yè)性的解釋，結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換層，主要是指在整個建筑結(jié)構(gòu)體系中，合理解決豎向結(jié)構(gòu)的突變性轉(zhuǎn)化和平面的連續(xù)性變化的結(jié)構(gòu)單元體系。它在主要滿足結(jié)構(gòu)安全功能要求的同時，在大多數(shù)情況下還能幫助解決一些特殊建筑技術(shù)性的功能要求，比如，可以在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層空間里面布置管道、設(shè)備等等，這樣也能很好地將空間充分利用起來。

2 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的功能及其結(jié)構(gòu)設(shè)計分類

1.結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的功能

（1）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代高層建筑之中，適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，使建筑在空間的利用率上得到了很大的提升。高層建筑的空間一般而言都是固定的，而面對現(xiàn)代建筑多功能化的要求顯然需要突變求改革，所以，建筑設(shè)計者們在有限的空間中引入合適的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，這既能增加高層建筑剪力墻的間距，同時也使得高層建筑的框架柱更好地來適應(yīng)現(xiàn)代化建筑的設(shè)計要求。

（2）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的存在為多功能的高層建筑提供了更多更開闊的出入口?，F(xiàn)代高層建筑功能的擴大化，對建筑的各項要求也隨之提升，出入口就是重要的一個方面。而傳統(tǒng)的高層建筑所設(shè)計的出入口并不能很好地滿足社會快速發(fā)展的需要，所以，現(xiàn)代化的高層建筑需要增加更加寬廣的出入口來更好地適應(yīng)發(fā)展。二結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的存在可以改變柱距來形成更寬廣的出入口。

2.結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的分類

主要介紹以下四種比較普遍的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層形式，通過這幾種形式來實現(xiàn)高層建筑上、下結(jié)構(gòu)形式與柱網(wǎng)的變化：

（1）力梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)一般適合于高層建筑的負荷比較大、跨度比較長、層數(shù)也比較多的建筑之中。優(yōu)點是受力明確、設(shè)計大方簡單、而且施工相對比較方便，是目前在高層建筑之中應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)之一。

（2）箱形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層：該結(jié)構(gòu)設(shè)計通過一個整層的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)現(xiàn)代化高層建筑中上下不同結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，使得高層建筑的整體結(jié)構(gòu)尺度變大，從而提高了整體對外界的抗承受能力。

（3）斜柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)：此種結(jié)構(gòu)主要運用于高層建筑底部空間大且柱距比較大的建筑中?，F(xiàn)代化的高層建筑的設(shè)計者和施工人員利用桁架和斜柱轉(zhuǎn)換層來進行高層建筑面積的擴大，并且還能更好地設(shè)置通道和門窗等，充分利用轉(zhuǎn)換層的建筑空間。

（4）板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層：當不便采用梁式轉(zhuǎn)換層時，可以選擇采用板式轉(zhuǎn)換層。這種板的厚度一般比較大，形成厚板式轉(zhuǎn)換層。

3 轉(zhuǎn)換層的工程設(shè)計

1.對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式的選擇

主要考慮從受力方式、經(jīng)濟上的考量以及建筑的抗震性等方面進行綜合的考量。

2.對轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比的合理取值

控制剪切剛度比是為了避免高層建筑豎向剛度相差太過于懸殊。保證轉(zhuǎn)換層下部整體結(jié)構(gòu)有合適的剛度、強度和抗震能力，盡量強化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)，弱化上部結(jié)構(gòu)的剛度。

4 轉(zhuǎn)換層施工存在的問題及解決措施

1.施工中存在的問題

（1）在施工中大量使用支撐材料，大大增加了施工的成本開支。轉(zhuǎn)換層的空間尺寸大而且結(jié)構(gòu)復雜，在施工中難度大且支撐體系復雜，按照常規(guī)的混凝土澆筑，使得支撐材料的使用量過大，增加施工成本。

（2）轉(zhuǎn)換成層本身的自重對下部結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了不容忽視的影響。轉(zhuǎn)換層的自重和支撐體系的重量都要由下部的結(jié)構(gòu)來承擔，這對下部結(jié)構(gòu)而言會產(chǎn)生不利的影響。

（3）在施工中混凝土的特性，容易造成裂縫；而且鋼筋安裝的正確性和骨架的穩(wěn)定性也是格外容易出現(xiàn)問題的方面。

2.解決措施

（1）合理有效地布置支撐體系。在布置轉(zhuǎn)換層支撐體系的時候，務(wù)必要結(jié)合高層建筑下部的結(jié)構(gòu)特點，使用懸空的支撐體系，靈活設(shè)置，在最大程度上減少直接作用于下部的重量。

（2）采用分層澆筑混凝土的方式。在澆筑混凝土時使用分層的方法，將前期澆筑的部分作為載體來為支撐體系減少荷載。

（3）提高鋼筋和下料等的處理水平，同時提高混凝土澆筑操作的規(guī)范性，切實提高澆筑的質(zhì)量。

5 總結(jié)

現(xiàn)代化的高層建筑是必然趨勢，但是高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難度比較大，其結(jié)構(gòu)的整體性要求也比較高，施工過程十分復雜，在實際運用中也是困難重重。所以，從轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工中去探討如何保障質(zhì)量，保障施工效果，對我國現(xiàn)代化的高層建筑的發(fā)展有著重要的意義。

參考文獻

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