王軍星　李紅瑞

摘 要：隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民的收入和生活水平得到很大的提升，并且人們對各種服務(wù)和環(huán)境有了更高的要求，尤其是在高層建筑上，隨著發(fā)展人們提出了更高的要求。針對這些更高度的要求，高層建筑也逐漸的向樣式多樣化、結(jié)構(gòu)美觀化、建筑功能強化發(fā)展。然而，建設(shè)同時面臨各種難題，因此文章將對高層建筑轉(zhuǎn)換層進行相關(guān)問題詳細分析，在深入研討后，針對部分問題提出辦法，以求能推動其發(fā)展。

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

中圖分類號：TU355 文獻標識碼：A

1 前言

作為一項施工難度較高的建筑項目，高層建筑本身就是復雜而細致的代表，而結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計工作更是整個工程中復雜性較高的環(huán)節(jié)之一。因此，在執(zhí)行設(shè)計方案之前，必須經(jīng)過嚴格的審查。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計之所以難度較大，是由于受力影響增加了設(shè)計難度。正是由于難度上的問題，使其成為備受重視的一個環(huán)節(jié)，而且轉(zhuǎn)換層的設(shè)計能夠直接影響到整個建筑的舒適度、受力和美感。

2 轉(zhuǎn)換層的定義和功能

高層建筑轉(zhuǎn)換層可以分為兩類，一類是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，另一類是功能轉(zhuǎn)換層。

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的定義：在許多高層建筑的建設(shè)施工中，對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層進行設(shè)計往往是難點。在高層建筑的空間分配上，通常高層被用來辦公、居住，因此需隔出單個空間，加墻少柱；但是底層往往被用作大型商業(yè)活動處所，所需空間大，因此減墻加柱。針對這種情況，就需要將高層墻體所受壓力轉(zhuǎn)至低層的支柱上，這而起到這一轉(zhuǎn)換作用的樓層就是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。

功能：在其諸多功能中最為重要的是將高承載的壓力轉(zhuǎn)移到低層，變化高低層的支柱和墻體布局及其結(jié)構(gòu)變化類型，并且將不合理之處一起進行改良和轉(zhuǎn)換。

3 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的類型及設(shè)計方法論述

高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層可以分為四種類型：梁式轉(zhuǎn)換層、厚板式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層和桁架式轉(zhuǎn)換層。

3.1 梁式轉(zhuǎn)換層。特點：梁式轉(zhuǎn)換層分為托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計和托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計，這兩者是按功能不同來進行劃分的。（1）托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計。普通式截面配筋計算具有廣泛的適用性，尤其是當普通框架作為轉(zhuǎn)化梁的施重者時，這種計算方式能夠精準的將轉(zhuǎn)換梁的承載力計算出來。而且，上述的情況中轉(zhuǎn)換梁承載普通框架所受的力等同于普通梁此時的受力狀況，但是，當轉(zhuǎn)換梁承受的是上部斜桿框架時，就應(yīng)該按偏心受拉構(gòu)件進行截面尺寸設(shè)計，因為，此時的轉(zhuǎn)換面承受的是軸向拉力。（2）托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計。由于本身是技術(shù)施工要求較高的工作，所以必須重視力學上的問題。當上層的墻體作為轉(zhuǎn)換梁的施重者且滿跨不開洞時，轉(zhuǎn)換梁應(yīng)采取的截面設(shè)計方法是深梁截面設(shè)計方法，它的受力特點和破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，不過此時的轉(zhuǎn)換梁跨中較大范圍的內(nèi)力較大，所以其縱向的鋼筋就不應(yīng)該彎曲或者截斷了。

3.2 箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。在高層建筑的設(shè)計技術(shù)使用中，箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)技術(shù)被廣泛采用，此技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較重視支撐體系的設(shè)置的合理和科學性，這是此技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢所在，也是保證高層施工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵所在，主要優(yōu)點是轉(zhuǎn)換層本身的整體性非常好，然而，此法仍有其缺陷，由于其轉(zhuǎn)換層體積較大，那個樓層剩余面積較小，無法用作其他商業(yè)活動，只能成為單純的轉(zhuǎn)換層，另外就是由于它的體積和重量過大，使得它的制作用料過多，成本較高，這也是此法無法普及的原因。

3.3 厚板式轉(zhuǎn)換層。此種轉(zhuǎn)換方式具有許多獨有的優(yōu)勢，例如便于安裝和布置，能夠整體挪動。然而，此種轉(zhuǎn)換層自身重量和體積過大，產(chǎn)生較大的地震影響，同時制作上耗材耗資金并且多發(fā)生震害，因此此法一般不會在設(shè)計中被采用。在對厚板式轉(zhuǎn)換層進行整體結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力分析時，可以使用TBSA等的三維空間方式，主要是轉(zhuǎn)換板的不規(guī)則邊界，這樣的一般會采用有效單元法進行內(nèi)力分析，還可以采用復雜樓板有限元分析軟件進行進一步計算，還可以對板在收到豎向壓力荷載的受彎和局部壓力等的進行計算。

3.4 桁架式轉(zhuǎn)換層。在桁架的分類中，主要有空腹法和實腹法這兩種桁架轉(zhuǎn)換方式，桁架式轉(zhuǎn)換層的技術(shù)應(yīng)用原理主要是是借鑒于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換原理，并加以改進，使其在受力上更為精準、整體性更強、抗震性更高、框架支柱柱頂彎矩和剪力更加小一點的優(yōu)勢，然而同時它也有許多明顯的不足，例如技術(shù)施工較為困難、轉(zhuǎn)換層制作工序繁雜、節(jié)點設(shè)置較難等等。對其結(jié)構(gòu)進行整體性的內(nèi)部受力分析，在高層建筑低層是大型商業(yè)場所時，所需空間大，相反高層則需要單個的小型空間，這時就應(yīng)該能夠采用桁架式轉(zhuǎn)換層技術(shù)，其中尤其是在進行管道設(shè)置施工環(huán)節(jié)時，更需要使用這種方式，因為這種桁架式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)能夠更精準的進行管道設(shè)置。另外，此種轉(zhuǎn)換層技術(shù)布置施工時要跨滿層進行，還要將上弦節(jié)點和上部密柱中心的位置處于同一水平線，這樣能夠降低下層框架對整個轉(zhuǎn)換層重量的承載比例，從而保護下層框架。

4 轉(zhuǎn)換層施工遇到的問題及對策

4.1 技術(shù)施工難點。（1）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層自身重量和體積過大，不利于位置安放；由于制作復雜，同時施工標準和技術(shù)要求較高，而且制作的原材料使用量較大，這些都提高了成本。（2）混凝土攪拌制作不均，大體積混凝土塊存于轉(zhuǎn)換層中，易在溫度影響下出現(xiàn)崩裂問題。（3）轉(zhuǎn)換層在施工時對其下層影響較大。

4.2 解決措施。（1）要根據(jù)低層結(jié)構(gòu)對支撐體系進行合理安排，不能過分拘泥技術(shù)要求，更要結(jié)合實際經(jīng)驗，可以利用懸空支撐體系，以降低直接作用在樓板上的力。（2）實施相關(guān)措施處理轉(zhuǎn)換層中大體積的混凝土，如：嚴格控制養(yǎng)護工作中的溫度、以小體積礦渣為原料，轉(zhuǎn)換層的支撐工作完成時，要檢查混凝土的干濕度。（3）利用分層澆灌混凝土的措施來減少轉(zhuǎn)換層對低層的壓力和影響，利用先澆灌部分來分擔壓力，以減少整個支撐體的承載力。（4）相關(guān)的工作人員要詳細的了解和掌握設(shè)計圖紙及相關(guān)技術(shù)要領(lǐng)，并且要按照相關(guān)法規(guī)來操作。在轉(zhuǎn)換梁進行到一定高度時，要嚴格控制整個鋼筋骨架的穩(wěn)定性，以保證安全施工。

結(jié)語

對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換進行設(shè)計工作，是整個高層建筑工作中最為重要的部分，也是備受重視的環(huán)節(jié)。但是，因為高層建筑結(jié)構(gòu)非常復雜而且建筑量很大，所以對相關(guān)員工的要求極為嚴格，需要他們具有個高度的專業(yè)知識和強烈責任意識。對于其設(shè)計工作必須要根據(jù)實際來選擇，爭取做到科學性、合理性、可行性并存。從整個結(jié)構(gòu)的整體出發(fā)，注重其各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性、穩(wěn)定性、安全性。當前，我國在這方面的設(shè)計技術(shù)仍需不斷改良、完善與創(chuàng)新。

參考文獻

[1]李多龍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本流程分析[J].江西建材，2013（06）：32-33.