顧明明

【摘要】高層建筑中結構轉換層的引入，是為了適應現(xiàn)代城市中對高層建筑不同樓層區(qū)域進行劃分和應用的要求，它主要在不同樓層結構進行互相組合利用時起到銜接作用。同時結構轉換層還可以節(jié)省出一部分建筑結構內部的空間，實現(xiàn)建筑空間的最大化利用，因此，結構轉換層的科學合理的設計，是高層建筑結構設計的重要組成部分。

【關鍵詞】高層建筑；結構轉換層；結構設計

高層建筑用途的復合性要求推動了結構轉換層的誕生，轉換層作為一種高層建筑中的銜接性結構，它的出現(xiàn)對高層建筑的內部構造產(chǎn)生了顯著的影響，轉換層在高層建筑中的應用簡單來講是幫助高層建筑進行不同間架結構的樓層間的銜接，保證高層建筑的整體協(xié)調性。但實際上，這種建筑物內部構造的變化對建筑工程的整個施工項目的各方面都會產(chǎn)生影響，所以在進行高層建筑設計時，也要將轉換層的設計考慮進去，在做這類高層建筑的內部設計時保證兩者的結構設計同步進行，在本文的討論中，就將涉及和介紹結構轉換層的功能和特點，并對它的設計方法提出有效的改進策略。

1、結構轉換層的作用和類別

1.1作用

高層建筑的商業(yè)效益和經(jīng)濟價值的增高可以通過提高高層建筑的功能性來實現(xiàn)，多功能的高層建筑在建筑物土地面積的利用上實現(xiàn)了最大化，并且可以解決傳統(tǒng)意義上不同類別或功能的建筑物分離的問題，實現(xiàn)建筑用地使用的功能性集中，滿足人們在快速的生活節(jié)奏下對商用建筑和民用建筑綜合利用的客觀要求。因此，現(xiàn)代的高層建筑建造非常重視建筑的結構層次多重性和功能用途多樣性，即按照不同的樓層區(qū)域將高層建筑內各樓層按照用途進行區(qū)分。例如，將首層臨街位置作為商鋪或餐飲娛樂之用，中部設為辦公之用，頂部多為民用住宅或旅館。還原到建筑結構和原理上來說，不同功能的樓層對房屋間數(shù)的開設以及實用空間的大小都有不用的要求，在兩種用途樓層區(qū)域的銜接樓層處，就需要設計結構轉換層來保證各種類型的樓層的正常使用，綜上所述，結構轉換層是多功能高層建筑中的不可或缺的一部分。

1.2類別

第一種，板式轉換層。是指結構轉換層的主體為一塊整體澆筑的有一定厚度的規(guī)則平板，這種方法主要應用于銜接樓層的上下結構差異很大，無法進行常規(guī)協(xié)調的情況。而且由于上下結構的復雜性較高，會引起轉換層的受力不均的問題。另外，由于板式轉換層是一塊整體澆筑的平板，在結構靈活性和空間利用率上都存在一定的限制。第二種，梁式轉換層，這種轉換層雖然在結構上相對復雜，但可以解決高層建筑中受力不均勻的問題。同時梁式轉換層能夠比板式轉換層節(jié)省出更多有效的建筑空間，在我國的結構轉換層設計中被普遍的認可和使用。

2、結構轉換層的設計準則

2.1剛度指標的控制

建筑整體結構中的剛度指標有一定的最佳數(shù)值范圍，在進行結構轉換層的嵌入時，需盡量將上下兩層銜接部位的狀況調整到相近的狀態(tài)，便于施工中對建筑物整體剛度的控制。

2.2控制剪力墻配筋

提高剪力墻配筋率計算的精確度，降低外力因素對結構轉換層墻體的影響或盡量避免和消除外力對其產(chǎn)生的作用力，提高結構轉換層主體的穩(wěn)定程度和安全系數(shù)。

2.3轉換層樓板厚度的控制

如果遇到高層建筑中銜接層中有比較薄的樓板，就需要提高樓板的抗壓性，具體可通過利用混凝土原料進行現(xiàn)澆筑的方法來實現(xiàn)，這里需要注意考慮結合高層建筑上下樓層區(qū)域的具體情況來確定樓板的厚度。

3、轉換層設計改進措施

3.1結合樓層受力設計轉換層

這就需要高層建筑的設計者在進行整體設計時注意各個樓層不同的受力情況，特別是銜接樓層關鍵位置的外力承受力，要準確的把握建筑各個環(huán)節(jié)的整體受力情況就需要通過計算機程序分析來實現(xiàn)，當計算機計算分析出不同構建的應力值后，就可以依據(jù)轉化層附近的受力分布情況調整高層建筑設計的配筋率，保證實際應用中轉換層的實用性。

3.2提高轉換層自身結構的穩(wěn)固性

在設計和建造結構轉換層自身的主體時，一方面可以通過精確計算和把握轉換層內部結構的尺寸和布置提高轉換層自身結構的穩(wěn)定性；另一方面，也可以選取安全保障系數(shù)較高的內部構造類型提高結構轉換層的牢固性。

3.3配合剪力墻的轉換層設計

剪力墻是高層建筑中的輔助保護墻體，在加入轉換層后，它的布置也要進行相應調整和變動。具體布置要點有剪力墻框架支柱設置的均勻性以及支柱間距離的合理性。綜上所述，設計者在進行轉換結構的設計時，要在滿足剪力墻布置要求的前提下利用專業(yè)的技術手段調整梁端結構，在高層建筑的穩(wěn)定性上強化保障作用。

3.4結合數(shù)據(jù)分析設計轉換層

建筑設計中精確性的要求很高，而科學合理的數(shù)據(jù)分析是保證設計精確性的有效方法。在目前多種有限元軟件的支持下，數(shù)據(jù)分析和計算的方法多種多樣。因此，在進行數(shù)據(jù)分析前首先要選取適當?shù)臄?shù)據(jù)分析計算模型，對照建筑結構中的實際受力情況，保證受力情況與模型一致后在運用計算模型對高層建筑的整體結構設計進行空間計算，用數(shù)據(jù)給結構轉換層的設計提供依據(jù)和指導。

3.5做好整體協(xié)調，保證建筑設計質量

當轉換層之間的樓層出現(xiàn)上下結構差異過大的情況時，就需要對轉換層進行調整，這種情況通常只發(fā)生在板式轉換層中。其中的斜柱轉換，會產(chǎn)生力度較大的水平方向的荷載力，為了平衡和協(xié)調這種作用力的影響，應結合實際采取短路徑之內的平衡方法進行協(xié)調，以有效保證建筑的整體工程質量。

結語：

隨著人們對高層建筑功能性和實用性的要求越來越高，結構轉換層的設計理念和技術也在不斷的提高和創(chuàng)新。結合高層建筑結構來說，它本身就要承載強度很大的荷載力，所以轉換層作為其中的應力結構，其涉及難度很大且要求很高。所以高層建筑的結構轉換層設計對高層建筑多功能、復合型性能的正常發(fā)揮有著決定性的作用。它也是高層建筑整體工程質量中十分關鍵的一環(huán)。