摘? ? 要：在當(dāng)前城市的建筑中高層建筑的建設(shè)越來越廣泛，其功能性強(qiáng)、受力復(fù)雜的特點(diǎn)決定了我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加合理的布局。高層建筑在結(jié)構(gòu)方面，為了滿足特定的建筑功能，通常會(huì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。因此在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以保證建筑的質(zhì)量和使用安全。

關(guān)鍵詞：高層建筑;轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);要點(diǎn)研究

1? 引言

轉(zhuǎn)換層是建筑下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的過渡結(jié)構(gòu)，有連接上下的作用，因此，在實(shí)際施工中，施工人員應(yīng)做好轉(zhuǎn)換層施工，以確保其施工質(zhì)量滿足轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)功能需求。建筑的每層平面使用功能并非完全相同，存在某樓層的上部、下部采用不同的結(jié)構(gòu)類型的情況，建筑在該樓層進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換，我們稱此樓層為轉(zhuǎn)換層。例如，很多高層建筑選擇底層商用，上層住宿的設(shè)置方案。底層商用建筑的空間需求大，這就需要在建筑結(jié)構(gòu)過渡時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換處理，即設(shè)置轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式有五種，分別是梁式、空腹桁架式、斜桿桁架式、箱形和板式。形式不同，用途亦有所區(qū)別。

2? 轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)及作用分析

轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要基于建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)應(yīng)功能的調(diào)節(jié)，依據(jù)不同樓層所在結(jié)構(gòu)位置對(duì)轉(zhuǎn)換層的性能、功能作出要求，使其能實(shí)現(xiàn)豎向受力構(gòu)件的轉(zhuǎn)換。通過對(duì)設(shè)施、空間及結(jié)構(gòu)布局的分析，結(jié)合高層建筑中的結(jié)構(gòu)承載特點(diǎn)進(jìn)行商業(yè)、住宅等多種類型建筑的設(shè)計(jì)。對(duì)綜合體建筑（商用、住宅等類型）的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，基于空間跨度和受力影響選定轉(zhuǎn)換層位置，明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)方法的選擇。轉(zhuǎn)換層主要是通過改善建筑整體受力進(jìn)行梁、柱等內(nèi)容的優(yōu)化，依據(jù)構(gòu)件分布對(duì)結(jié)構(gòu)形式及類型體系進(jìn)行分析，結(jié)合建筑自身所要傳達(dá)的內(nèi)容特點(diǎn)，使其作用能基于合理設(shè)計(jì)進(jìn)行荷載條件平衡。明確轉(zhuǎn)換層的荷載狀況進(jìn)行受力情況分析，保障合理使用的基礎(chǔ)壽命及內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)度調(diào)整，針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的方法特點(diǎn)進(jìn)行靈活分析，保障建筑的受力平衡及設(shè)計(jì)效果進(jìn)行安全控制，依據(jù)剛度、強(qiáng)度等性能需求對(duì)轉(zhuǎn)換層所用材料、技術(shù)提出要求。

3? 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式較多，常見的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式主要有梁式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層、板式轉(zhuǎn)換層、桁架轉(zhuǎn)換層、斜柱轉(zhuǎn)換層和巨型框架轉(zhuǎn)換層，以下筆者就上述轉(zhuǎn)換層進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

3.1? 梁式轉(zhuǎn)換層

梁式轉(zhuǎn)化層是高層建筑中最為常用的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，其載荷傳導(dǎo)直接，同時(shí)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析簡(jiǎn)便，成本造價(jià)較低。梁式轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)采用轉(zhuǎn)換梁作為承載結(jié)構(gòu)，分為托墻和托柱兩種方式，其施工材料可以采用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼結(jié)構(gòu)。在實(shí)際工程中，轉(zhuǎn)換梁的跨度要綜合考慮上層墻體的層數(shù)。轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與受力性能以及形式有直接關(guān)系，托柱式轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)可以按照普通截面的配筋計(jì)算方式，如果上部的承載部分為上部斜桿框架，應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對(duì)于托墻式的截面設(shè)計(jì)，需考慮其縱向鋼筋的分布狀況，對(duì)開洞較多的墻體，也可以采用深梁截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2? 箱式轉(zhuǎn)換層

箱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主要由單向托梁及雙向托梁構(gòu)成。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了加強(qiáng)上下層結(jié)合的效果，需做好混凝土澆筑施工。箱式轉(zhuǎn)換層在結(jié)構(gòu)剛度和整體性上優(yōu)勢(shì)十分明顯。

3.3? 板式轉(zhuǎn)換層

板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是在厚板轉(zhuǎn)換下形成的一種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為發(fā)揮板式轉(zhuǎn)換層的功能，需考慮建筑的抗剪能力、抗彎能力和抗沖切能力，并以此為基礎(chǔ)明確轉(zhuǎn)換板的厚度。轉(zhuǎn)換板的厚度多為2m～2.8cm，但下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也會(huì)產(chǎn)生較多的材料消耗，施工難度較大。為此，在采用板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)需綜合考慮多種影響因素，以提升高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

3.4? 桁架轉(zhuǎn)換層

桁架式轉(zhuǎn)換層是對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層的擴(kuò)展，其整個(gè)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土的桁架組成，桁架的上下弦桿作為上下樓面結(jié)構(gòu)層，中間設(shè)置腹桿。這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性較好，受力狀況更加穩(wěn)定，同時(shí)轉(zhuǎn)換層的自身重量較小，具有良好的抗震性能。但是桁架式轉(zhuǎn)換層對(duì)施工技術(shù)提出一定的要求，尤其是對(duì)“強(qiáng)斜腹桿，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的控制。

3.5? 斜柱轉(zhuǎn)換層

應(yīng)用斜柱轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，水平荷載的水平較高，設(shè)計(jì)人員要以建筑平面布置為基礎(chǔ)對(duì)其予以全面考察，高度關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。另外為有效控制水平荷載，也可采用拉梁或圈梁維持受力平衡，高度利用結(jié)構(gòu)空間。轉(zhuǎn)換斜柱通常需穿過多個(gè)樓層，以減輕上下層結(jié)構(gòu)水平作用力的負(fù)面作用。

4? 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)分析

4.1? 鋼筋施工

轉(zhuǎn)換構(gòu)件下的施工需要隊(duì)混凝土、水泥等材料進(jìn)行強(qiáng)度控制，依據(jù)框架配箍率進(jìn)行鋼筋穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，結(jié)合施工過程中的澆筑環(huán)節(jié)進(jìn)行鋼筋的固定、支撐等方面的工作，采取較為適宜的操作來滿足構(gòu)架搭建方面的要求。明確框支框架內(nèi)進(jìn)行鋼筋的長(zhǎng)度、數(shù)量等方面材料控制，結(jié)合安裝過程防治定位鋼筋變形的措施，要基于結(jié)構(gòu)支撐位移情況對(duì)鋼筋的綁扎進(jìn)行控制，針對(duì)受力情況進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)條件下施工組織設(shè)計(jì)，針對(duì)結(jié)構(gòu)中的變形、裂縫等常見現(xiàn)象進(jìn)行受力隱患的查找。依據(jù)設(shè)計(jì)工序進(jìn)行預(yù)留位置的梁體控制，結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)對(duì)綁扎鋼筋進(jìn)行精準(zhǔn)標(biāo)記。

4.2? 混凝土施工

轉(zhuǎn)換層中的混凝土用量要結(jié)合質(zhì)量因素進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，明確高層中的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)需要使用的混凝土用量，依據(jù)工程的結(jié)構(gòu)空間進(jìn)行體積、自重等方面的控制，結(jié)合施工過程中的模板使用對(duì)系統(tǒng)作用進(jìn)行調(diào)節(jié)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將支撐結(jié)構(gòu)與使用框架按照質(zhì)控制量要求，結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫、孔洞等問題進(jìn)行振搗工作的設(shè)計(jì)，依據(jù)結(jié)構(gòu)中的模板、鋼筋等內(nèi)容條件進(jìn)行工序設(shè)計(jì)。對(duì)混凝土荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)，依據(jù)轉(zhuǎn)換層高度進(jìn)行施工工具、流程設(shè)計(jì)等方面的分析控制。

4.3? 轉(zhuǎn)換層裂縫的控制

轉(zhuǎn)換層作為承載上部結(jié)構(gòu)中數(shù)量較多的樓層荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，工程人員需要在施工中針對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及性能需求，將影響結(jié)構(gòu)性能的裂縫現(xiàn)象進(jìn)行重要放置，了解裂縫的出現(xiàn)對(duì)高層設(shè)計(jì)完整性的不利影響，對(duì)設(shè)計(jì)中的模板、系統(tǒng)等內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的施工控制。模板的設(shè)計(jì)需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行尺寸、軸線的控制，依據(jù)空間跨度進(jìn)行模板支撐的技術(shù)保障，結(jié)合施工中的支撐點(diǎn)設(shè)定進(jìn)的模板效果保護(hù)，依據(jù)系統(tǒng)組成及其重要作用進(jìn)行流程監(jiān)控，確保支撐體系內(nèi)的數(shù)據(jù)應(yīng)用及防治措施基于設(shè)計(jì)進(jìn)行管理。明確設(shè)計(jì)中對(duì)材料應(yīng)用比例和用量要求，使埋件位置的設(shè)計(jì)能基于裂縫控制的前提，保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的設(shè)備安裝及隱患防治等工作能順利開展。

4.4? 溫度控制

混凝土表面不宜散熱太快，否則會(huì)造成內(nèi)外溫差較大，影響混凝土的完整性。在轉(zhuǎn)換梁底模及側(cè)模外部鋪設(shè)兩層塑料薄膜，塑料薄膜與模板一起作為保溫層，減慢整個(gè)轉(zhuǎn)換層的散熱速度。在轉(zhuǎn)換層混凝土平面上選擇9個(gè)固定的檢測(cè)點(diǎn)，將傳感器置于檢測(cè)點(diǎn)。混凝土溫度上升階段，每隔2小時(shí)進(jìn)行一次溫度測(cè)量，溫度下降階段，每隔4h進(jìn)行一次測(cè)量，后期每隔6～8小時(shí)進(jìn)行一次溫度測(cè)量。一般情況下，轉(zhuǎn)換層中心位置的最高溫度為70.6℃，板面最高溫度為50.2℃，底板最高溫度為52.4℃，內(nèi)外溫差保持25℃范圍內(nèi)。

5? 結(jié)語(yǔ)

高層建筑中轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是建筑物中關(guān)鍵的一環(huán)，因此要求設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從工程實(shí)際、建筑空間分布、建筑結(jié)構(gòu)受力、承載力分布以及抗震情況等多個(gè)方面進(jìn)行考慮，重視結(jié)構(gòu)的選型和平立面的的規(guī)則性，優(yōu)先選用抗震和抗風(fēng)性能良好的體系，從而提高轉(zhuǎn)換層的承載能力，剛度和延性，并保證整體結(jié)構(gòu)的安全性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

薛金山（1986—）男，民族：漢，籍貫：遼寧省大連市，大學(xué)本科，中級(jí)工程師，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向，郵編：116021。