李秀峰

（太原市明仕達煤炭設(shè)計有限公司，山西太原030001）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和社會的不斷進步，人們對生活的要求也不斷提高，“住”成為生活中不可或缺的一部分，對大多數(shù)高層建筑來說，將其主體結(jié)構(gòu)設(shè)計為轉(zhuǎn)換層是必須的。為了滿足人們對住宅的需求，高層建筑的功能越來越趨向于多樣化、復(fù)雜化、全面化。在高層建筑中，轉(zhuǎn)換層的運用突破了常規(guī)的設(shè)計，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層中轉(zhuǎn)換構(gòu)件，其對建筑結(jié)構(gòu)的變化起到了一個過渡、銜接的作用，促使建筑中各個組成部分的不同功能得以淋漓盡致地發(fā)揮。轉(zhuǎn)換層有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層的施工中，為了保證施工的質(zhì)量，需要對設(shè)計的一些要點加以控制，采取各種措施來保證施工的質(zhì)量。因此，對高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計要點的研究是刻不容緩的任務(wù)。

1 轉(zhuǎn)換層的設(shè)計原則

由于將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在建筑中會使豎向剛度發(fā)生改變，導(dǎo)致抗震能力下降，因此，設(shè)計轉(zhuǎn)換層的時候，要嚴格遵循這些設(shè)計原則：盡可能選直接落地的豎向構(gòu)件，需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件要少用，因為它會使豎向剛度發(fā)生突變，降低建筑的抗震能力；在選擇轉(zhuǎn)換層的豎向位置時，盡可能選較低的位置；使用傳力路徑比較明顯的換層結(jié)構(gòu)促進結(jié)構(gòu)的分析和工程的實施；對于轉(zhuǎn)換剛度，把握宜大不宜小原則。這樣，就能夠減少建筑的剛度突變，防止建筑結(jié)構(gòu)的變化而導(dǎo)致框支柱被破壞，保證抗震能力。

2 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式和特點

如今，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用正朝著形式多樣、方法多樣以及結(jié)構(gòu)受力更好的方向發(fā)展。由于高層建筑的建筑和結(jié)構(gòu)功能不同，轉(zhuǎn)換層分為梁式、桁架式、厚板式、箱型、巨型框架式等形式，而這些轉(zhuǎn)換層形式的設(shè)計方法又各不相同，。

2.1 梁式轉(zhuǎn)換

梁式轉(zhuǎn)換是高層建筑中使用頻率最多的結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)換梁的截面一般是0.8至6米，因為梁式轉(zhuǎn)換傳力路線明確，上部墻從梁直接傳力到下部的柱子，給建筑工程的研究計算和設(shè)計帶來很大的便利，在加上成本較低，所以應(yīng)用范圍較廣。

2.2 箱式轉(zhuǎn)換

箱式轉(zhuǎn)換是通過雙向和單向兩個方面來實現(xiàn)的，與上下兩層較厚的樓板結(jié)合在一起，成為一個整體。這個方法需要轉(zhuǎn)換層有較大的剛度才能實現(xiàn)。

2.3 板式轉(zhuǎn)換

板式轉(zhuǎn)換是將厚度約為2.0至2.8米的轉(zhuǎn)換板作為轉(zhuǎn)換層，因為轉(zhuǎn)換層厚，對于剪、沖、切的耐力較好，主要用于轉(zhuǎn)換層上下部分錯開較大、無次序、梁承托不了的時候。這種形式的轉(zhuǎn)換層的下層靈活度大，但因為比較厚重，施工的時候相對麻煩，難度提高了很多。

2.4 桁架轉(zhuǎn)換

相對于其它的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，桁架轉(zhuǎn)換層受力路徑更清晰，使用更靈活，抗震能力更好。但是由于節(jié)點的設(shè)計比較麻煩，加上其它因素的影響，運用范圍較為狹隘。使用桁架轉(zhuǎn)換時，因為節(jié)點多而復(fù)雜，剪切的難度提高，使用的配筋多，施工較為困難。若使用桁架轉(zhuǎn)換層，要求建筑有一定的層高，必須在3米以上。此外，上部分的節(jié)點與重心要對齊。還有，將力主要施在上下弦和斜拉腹桿中，可以降低成本。

2.5 斜柱轉(zhuǎn)換

斜柱轉(zhuǎn)換層能夠使混凝土的可壓縮性充分發(fā)揮，擴大建筑的可利用空間，但是會使水平荷載加大。因此，對斜柱轉(zhuǎn)換層施工時，要添加拉梁或者圈梁，將斜柱連接更多的樓層，促使建筑達到平衡，相對減少水平荷載，確保了建筑的安全。

2.6 巨型框架轉(zhuǎn)換

如今，有越來越多的建筑工程中都朝著巨型框架轉(zhuǎn)換的方向發(fā)展。其由多個梁式轉(zhuǎn)換層構(gòu)成，主要是通過一些巨型柱與大梁互相平衡，抗側(cè)剛度好，抗震效果更佳。

3 高層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計要點

在高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工中存在著諸多難點，主要難點有：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度以及構(gòu)件截面尺寸大，鋼筋含量大，并且鋼筋排布十分密集，混凝土的強度等級高，又是大體積混凝土，樓層高且自重大，模板支撐要求高。根據(jù)高層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計原則和施工結(jié)構(gòu)特點，并結(jié)合實際情況，對結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進行了以下分析。

3.1 設(shè)計戰(zhàn)略及選擇構(gòu)件

根據(jù)高層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計原則和施工結(jié)構(gòu)特點，首先要根據(jù)建筑的自身特點和設(shè)計要求來選擇最適合的轉(zhuǎn)換層。設(shè)置落地構(gòu)件時，要做到對稱、均勻，貼近重心。使用的落地構(gòu)件要高強度，通過鋼筋和混凝土的混合，提高構(gòu)件的抗彎能力和抗剪剛度。

3.2 設(shè)計配筋和轉(zhuǎn)換梁

對配筋進行設(shè)計的時候，要根據(jù)支座負彎矩衰減迅速的特點，將鋼筋都深入牢固到支座上，避免選擇彎筋。梁跨稍小時可用以拉通建筑上層支座負筋。沿梁高的間距要低于200 m m，直徑要大于16的腰筋。設(shè)計轉(zhuǎn)換梁的時候，要綜合轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力大小和受力情況進行分析，注意分析轉(zhuǎn)換梁與上部的完全共同分作結(jié)果。據(jù)研究，把轉(zhuǎn)換梁當做深梁的受拉翼緣，可以獲得更佳的效果。

3.3 控制軸壓比和落地剪力墻的間距

根據(jù)工程的技術(shù)以及分析可以看出，框支柱在垂直或者水平荷載作用下的彎矩和剪力相對較小，其主要是承受軸壓力，所以要嚴格控制軸壓比。在考慮抗震程度時，對軸壓比的要求是低于0.6。對于落地剪力墻間距的控制，應(yīng)當用比較厚的樓板，保證樓板厚度不低于200 m m對樓板的開洞數(shù)量要嚴格控制，使用雙向雙面鋼筋，在板角還要增加斜筋。這是因為地震會導(dǎo)致高層建筑轉(zhuǎn)換層的剪力改變，在自身平面內(nèi)增加受力。控制好落地剪力墻的間距才能使建筑具有良好的抗震能力。

3.4 設(shè)計空間

一般來說，將高層建筑轉(zhuǎn)換層放在比較高2到3層的位置，設(shè)備轉(zhuǎn)換層大概在稍低的4到5層的地方是最為適合的，這樣既能充分利用空間，也使上下層得到適當合理銜接如果設(shè)置在和設(shè)備轉(zhuǎn)換層同樣高的地方，會浪費空間；放置較低則會增大側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。

3.5 剛度的保證

對轉(zhuǎn)換層上下剛度的選擇也是很重要的，不能使上下剛度變化過大。設(shè)計時，使上下層剛度變化率接近1是做好的，不能大于2。為保證轉(zhuǎn)換層上下層剛度，增加空間層的剛度，可以通過加厚落地墻、減小洞口大小、設(shè)立補償剪力墻和采用更高強度的砼等方法實現(xiàn)。

結(jié)語

當前，高層建筑的功能越來越趨向于多樣化、復(fù)雜化、全面化，轉(zhuǎn)換層在高層建筑中的應(yīng)用是不可缺少的。在高層建筑中，轉(zhuǎn)換層的運用突破了常規(guī)的設(shè)計，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層中轉(zhuǎn)換構(gòu)件，其對建筑結(jié)構(gòu)的變化起到了一個過渡、銜接的作用，促使建筑中各個組成部分的不同功能得以淋漓盡致地發(fā)揮。因此，在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，要結(jié)合工程的特點和實際情況，通過對建筑全方位的研究、計算和分析，選擇合理的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，發(fā)揮優(yōu)勢，解決問題，才能提高施工的效率。

[1]呂革，吳菲.談高層建筑中梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計在實際工程中的運用[J]，中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012，（12）：198-199.

[2]林紅雨.淺析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計--以某高層住宅建筑為例[J]，建筑知識：學術(shù)刊.2012，（02）：79-79.