毛守信

摘要：在建筑工程項(xiàng)目，尤其是高層建筑中，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是不可或缺的重要內(nèi)部結(jié)構(gòu)之一，其設(shè)計(jì)質(zhì)量對于完善建筑使用功能，確保建筑使用安全等有著十分重要的意義。本文結(jié)合建筑轉(zhuǎn)換層的相關(guān)概念，對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了探析和討論。

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

前言：隨著人們生活水平的不斷提高，其對于自身的居住空間提出了愈發(fā)嚴(yán)格的要求，建筑的風(fēng)格樣式日趨豐富，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全問題也受到了越來越多的重視。在建筑工程中，轉(zhuǎn)換層是一種非常常見的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，做好轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)工作，能夠有效保證建筑使用功能的充分發(fā)揮，同時提升其抗震性和穩(wěn)定性，保證建筑工程的使用安全。

1 建筑轉(zhuǎn)換層的相關(guān)概念

轉(zhuǎn)換層是高層建筑施工中一種常見的建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要是建筑不同樓層的結(jié)構(gòu)和使用功能存在差異性，需要通過設(shè)置轉(zhuǎn)換層的方式進(jìn)行過渡，以實(shí)現(xiàn)對樓層上下部結(jié)構(gòu)與設(shè)施的轉(zhuǎn)換。例如，在我國城市高層建筑中，常常會采用商業(yè)功能與住宅功能相互結(jié)合的模式，利用建筑下部構(gòu)建舉架相對較大的大跨度空間以作商用，上層則采用相對緊密的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)建筑的居住功能，這樣能夠?qū)τ邢薜目臻g進(jìn)行最大限度的利用。而在商業(yè)層與住宅層相互連接的位置，為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的明確劃分，需要設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)換層，實(shí)現(xiàn)對不同結(jié)構(gòu)受力情況的調(diào)整，以保證建筑的使用安全。在建筑工程中，轉(zhuǎn)換層的功能和作用主要體現(xiàn)在三個方面，一是能夠?qū)ㄖ袅Y(jié)構(gòu)或者框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)剪力墻與框架之間的變換；二是能夠改變建筑內(nèi)部上下層受力柱的分布情況，調(diào)整結(jié)構(gòu)受力情況；三是能夠同時改變建筑的結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)和結(jié)構(gòu)形式，從而形成上下結(jié)構(gòu)的不對稱布置，滿足不同的使用需求。因此，對于建筑設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)該從建筑的特點(diǎn)及使用功能出發(fā)，對轉(zhuǎn)換層進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保其功能的有效發(fā)揮，以保證建筑的穩(wěn)定性和安全性。

建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的類型是多種多樣的，一是梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，一般是采用剪力墻、框支柱以及框支梁相互結(jié)構(gòu)的形式，以提升轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剛度，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，施工簡單，也是我國應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式；二是板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠在轉(zhuǎn)換層上，對結(jié)構(gòu)形式和軸網(wǎng)進(jìn)行隨意布置，因此適用于建筑軸網(wǎng)布設(shè)相對困難的建筑工程。不過相對而言，板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的受力情況比較復(fù)雜，而且傳力路徑不明確，對于其受力分析困難，很容易使得轉(zhuǎn)換層成為建筑整體的薄弱環(huán)節(jié)，降低其抗震性能，因此在使用時應(yīng)該特別注意；三是桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，相比梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)有著更加明確的受力狀態(tài)，以及更小的自重，抗震性能也較好，能夠有效保證建筑的使用安全，不僅如此，這種結(jié)構(gòu)形式還可以節(jié)約建筑內(nèi)部空間，降低工程成本。不過其節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的難度較高，對于建筑施工會帶來一定的負(fù)面影響，同樣需要根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行選擇和使用；四是斜柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，這是一種相對特殊的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，可以保證混凝土承壓能力的充分發(fā)揮，減少對于建筑內(nèi)部空間的占用。在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用時，應(yīng)該關(guān)注結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水平荷載，設(shè)計(jì)相應(yīng)的圈梁或者拉梁，對水平荷載進(jìn)行平衡，提升轉(zhuǎn)換層的強(qiáng)度和剛度。

2 建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)問題

2.1設(shè)計(jì)原則

從目前來看，在對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇時，應(yīng)該遵循以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：

（1）在建筑工程中，設(shè)置轉(zhuǎn)換層之后，由于上下層結(jié)構(gòu)形式的不同，建筑的縱向剛度會發(fā)生突變，從而成為建筑整體中的薄弱環(huán)節(jié)，很容易出現(xiàn)各種各樣的問題。對此，在對建筑轉(zhuǎn)換層將誒夠進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)該綜合考慮多方面的情況，盡可能在保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量和穩(wěn)定性的前提下，減少需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的縱向構(gòu)件，并適當(dāng)增加直接落地的縱向構(gòu)件數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)對建筑剛性突變程度的控制，提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

（2）大量的研究實(shí)踐表明，當(dāng)轉(zhuǎn)換層高度相對較低時，對于建筑重心和受力狀況的影響也相對較小，建筑也會更加穩(wěn)固。因此，在對建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)該立足建筑具體情況，盡可能降低轉(zhuǎn)換層所處位置，以確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該適當(dāng)弱化上部結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化下部結(jié)構(gòu)，同時選擇具有明確傳力路徑的設(shè)計(jì)模式，從而在保證工程質(zhì)量的前提下，盡可能建筑轉(zhuǎn)換層的施工難度和施工成本，更好地實(shí)現(xiàn)建筑的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.2要點(diǎn)問題

（1）保證轉(zhuǎn)換層剛度：在建筑工程中，轉(zhuǎn)換層的高度直接決定了轉(zhuǎn)換層乃至整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定，尤其是在高層超高層建筑的設(shè)計(jì)和施工過程中，由于建筑本身的高度較高，體量較大，對于轉(zhuǎn)換層所施加的垂直荷載與相對較大，加上轉(zhuǎn)換層的存在會使得建筑在該位置初選垂直剛度的突變，因此很容易成為建筑的薄弱環(huán)節(jié)，降低建筑整體的抗震性能。因此，對于建筑設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)該充分重視起來，從建筑的具體需求出發(fā)，對轉(zhuǎn)換層進(jìn)行設(shè)計(jì)，切實(shí)保證轉(zhuǎn)換層的剛度，確保其不低于上層結(jié)構(gòu)剛度的70%。在實(shí)際操作中，應(yīng)該對轉(zhuǎn)換層內(nèi)部剪力墻的分布狀況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，適當(dāng)提高落地剪力墻的厚度，同時選擇強(qiáng)度等級相對較高的混凝土進(jìn)行施工，按照筒體結(jié)構(gòu)，對縱橫墻進(jìn)行排列，從根本上保證建筑轉(zhuǎn)換層的剛度，從而避免其對于建筑整體抗震性能的影響。

（2）合理安排轉(zhuǎn)換層位置：建筑工程是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，其受力模式相對復(fù)雜，而且建筑內(nèi)部所受應(yīng)力的種類和分布等都會隨著建筑高度的增加，逐漸發(fā)生變化，當(dāng)建筑高度提升到一定范圍后，其所受的各項(xiàng)作用力的效果會呈現(xiàn)出明顯上升的趨勢，從而給建筑工程設(shè)計(jì)工作帶來更大的困難。對于建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)該從建筑具體結(jié)構(gòu)入手，對轉(zhuǎn)換層的位置進(jìn)行合理設(shè)置，若轉(zhuǎn)換層位置過高，則不僅可能導(dǎo)致其自身內(nèi)部受力狀況的改變，還可能在一定程度上影響上下層面的受力方式和剛度，從而使得轉(zhuǎn)換層成為建筑中的薄弱環(huán)節(jié)，降低建筑的抗震性能。對此，應(yīng)該立足建筑整體結(jié)構(gòu)和使用功能，盡可能降低轉(zhuǎn)換層所處位置，將其控制在三層以下，最高不能超過六層，以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。例如，在許多城市中的商業(yè)廣場，一層到三層為商業(yè)步行街，四層以上為居民住宅，這種結(jié)構(gòu)布局就是從轉(zhuǎn)換層設(shè)置的角度考慮，以提升建筑的穩(wěn)固性。

（3）確保建筑與轉(zhuǎn)換層的有機(jī)融合：轉(zhuǎn)換層作為建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，通過對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容的調(diào)整，能夠提升建筑與轉(zhuǎn)換層的整體性，提高建筑工程的穩(wěn)定性，延長其使用壽命。對于建筑設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)該在保證質(zhì)量的前提下，對轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡化，使得建筑的剛度中心和質(zhì)量中心相互對應(yīng)，確保建筑轉(zhuǎn)換層受力明確。同時，應(yīng)該盡量避免采用板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，避免建筑出現(xiàn)剛度突變的現(xiàn)象，保證建筑的使用安全。

3 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，建筑行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，高層建筑以及綜合性建筑的不斷涌現(xiàn)，使得建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到了建筑設(shè)計(jì)人員的重視和深入研究。本文從建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的概念出發(fā)，對其設(shè)計(jì)原則和種類進(jìn)行了討論，并對轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中需要注意的要點(diǎn)問題進(jìn)行了闡述，希望能夠?yàn)榻ㄖこ痰慕ㄔO(shè)提供一些參考。

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