带结构转换层的高层建筑结构设计

带结构转换层的高层建筑结构设计

摘要：本文首先阐述了结构转换层概述，然后分析了高层建筑常见结构转换层类型，接着分析了结构转换层的高层建筑结构设计原则，最后对带转换层高层建筑的结构设计及注意要点进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：带结构转换层；高层建筑；结构设计

引言：

带结构转换层在建筑工程中应用广泛，主要用于高层建筑，具有很好的发展前景。在带结构转换层的高层建筑结构设计中，对剪力荷载状态进行科学分配，能有效地避免结构安全隐患。对设计和概念的四个传递层、剪力墙和楼板等重要施工部位进行了设计分析研究，发现带结构转换层在设计和应用上还有很大的发展空间，应加强研究，确保高层建筑的整体安全。

1结构转换层概述

一般来说，高层建筑工程在建设过程中，如果上下两部分功能建设需求存在差异，往往会采用不同的结构设计模式，以满足建设标准，在此种情况下，工程设计人员往往需要对该楼层实施结构转换，以确保建筑工程整体稳定性。而实施结构转换的楼层就被称之为结构转换层。高层建筑的结构转换层的转换模式主要有以下几种。第一种为结构转换模式。此种转换模式主要应用在建筑工程的框架剪力墙结构中，将其上下两部分结构实施转换，能够更好的扩充建筑内部空间。第二种是柱网、轴线转换模式。此种转换模式无需改变建筑的上下层结构，而是通过增加下层结构柱距的方式，形成相应的网状结构，以便扩张下层建筑的入口空间。第三种是结构和轴线规划同时转换模式，这种模式是指在转换上层剪力墙结构的同时，也要调整下层结构的柱距，形成相应的建筑结构差异，满足多种结构建设需求。 2高层建筑常见结构转换层类型

2.1梁式结构转换层

此种结构转换层是高层建筑建设过程中最为常见的结构转换层类型，其应用范围相对来说比较比较广泛。在进行梁式转换层施工的时候，要在建筑原有楼板结构上，布设相应的梁柱结构，以便用于承载上部分建筑楼层的剪力墙结构和承重柱结构，进而充分保障高层建筑的结构稳定性，提升其建设安全等级。梁式结构转换层的受力情况与传力情况相对来说比较清晰明了，工程设计人员在测算和设计过程中无需进行复杂的数据处理，其施工操作方式难度较低，且应用成本不高，因此颇受青睐。

2.2板式结构转换层

一般来说，在高层建筑物的上下楼层结构中，通常包括很多柱网，此时为保持结构稳定，需要设置板式结构转换层结构，以用于平衡不同楼层之间的受力情况。进行板式结构转换层施工的时候，技术人员需要重点关注相应的抗剪抗切需求，且要严格控制转换层整体厚度，最高不得超过2.8m。此种结构转换层灵活性较强，但是自身重量较大，在施工期间需要应用很多辅助建材。

2.3箱式结构转换结构

箱式结构转换层主要由双向托梁结构和单向托梁结构组合而成，形成一个箱状的结构转换层，这种转换层类型刚度较强，结构相对完整，结构的受力比较均匀，但是此种结构转换层类型在设置过程中占用的建筑楼层空间较大，容易对楼层自身功能优势的发挥造成影响，因此通常都将此类转换层作为设备层，该转换层中的垂直剪力墙结构容易与建筑中其他设备或管线设计造成冲突，施工难度相对较高，内部结构构造复杂，不利于设计人员进行测算分析，因此此类转换层的应用频率并不是很高。

3结构转换层的高层建筑结构设计原则

结构转换层设计对于高层建筑的结构稳定性至关重要，为此工程设计人员必须严格遵守以下几个设计要点进行结构设计。首先，设计人员要准确分析高层建筑的实际受力情况，并对每层建筑结构进行细化受力分析，选取最为合适的受力结构作为建筑转换层的核心受力结构。其次，高层建筑的结构转换层不宜布设过高，且设计人员要适当缩减上层建筑结构纵向垂直方向的构件。第三，工程设计人员必须根据高层建筑的使用功能和建设需求对结构转换层进行优化调整，保证其刚度达标，符合建筑抗震标准。

4带转换层高层建筑的结构设计

4.1确保建筑结构具有足够的刚度

对于高层建筑施工，要求低层墙体比高层墙体刚度大，以确保低层建筑能起到牢固的支撑作用，保证整个高层建筑的坚固性，若下层楼层不够坚固，则在建筑施工过程中很容易发生下层建筑变形，这是一个很大的安全隐患，为保证高层建筑的稳定性，施工人员在设计时应考虑刚度指数的相关计算。同时也考虑了剪力墙的剪力作用对结构稳定性的影响，更精细地设计了转换层的结构，调节了柱与柱之间的间距，保证了建筑结构的刚度。

4.2梁式转换层的模式结构

在高层建筑的转换层的结构设计中，梁式的转换层设计模式在结构设计的使用中属于比较常见的模式，在整个高层建筑的结构设计的环节上得到了广泛地使用，梁式的转换结构模式之所以得到了这样的广泛地使用是由于其具有一定的优势，比如在这种模式的应用中传力途径清晰、结构简单、在受力的构件上承重效果也比较好同时还具有便于施工的优点等。在梁式转换层的模式使用过程中要注意对上下两个部分的协调工作，在结构的布置上要进行有效地优化工作，从而将建筑的稳固性进行有效地提升。如果在高层建筑的转换层设计的较高的情况下，就会导致转换层上下部分之间的连续性不好、刚度不足，这样就会使其形成薄弱层。不利于高层建筑的抗震性，在底层的框支剪力墙结构和抗震设计上存在一定的差异，所以在进行施工的过程中要尽量地使用钢骨混凝土。

4.3箱型的转换模式结构 在箱型的转换模式的使用中主要是能够保证转换层的整体性，在上下部分的构件的压力上能够进行有效的分散，每个转换层的建筑结构模式上都存在一定的局限性，这样的结构模式会直接的对楼层的使用面积进行占用，使整个楼层都要变为功能单一的设备层，所以说其内部的分析也比较的复杂，在施工和设计的难度上都比较大，这样的转换模式结构在实际的工程应用中的应用还是比较少的，如果真的将这种方式应用到工程建设中高的话会形成较大刚度的箱式转化层。

4.4确保施工设计的规范性

高层的结构设计是整个施工过程中最基本、最关键的环节，而转换层的结构设计是保证建筑物稳定、保证居民生活质量的关键结构，因此在施工组织设计阶段，设计者应对整个施工方案进行全面、严密的设计，针对不同建筑类型采用不同的转换层结构，确定框架结构与墙体之间的连接方式及间隔距离，尽量增强建筑物的稳定性，合理扩大建筑空间，转换层与高层建筑之间的规范施工设计。

4.5对转换层的高度应严格控制

结构转换层高度是指房屋上写两层结构层层面的垂直距离，为了保证建筑的坚固和规范性，转换层的高度要进行严格的控制，不同建筑区域对转换层数量的要求是不同的，设计人员应该仔细考虑建筑结构的特性，选择对建筑最有利的转换层数量，不同位置转换层的高度也有不同要求，剪力墙与筒体底部应设置厚度较厚的墙体，框支架在2-3层之间，只有对转换层的高度进行严格控制，才能够在保证建筑的规范性的同时使建筑更加牢固。

4.6转换层结构设计要合理

根据建筑物的不同功能应选择不同的转换层，因此在建筑物设计过程中应综合考虑不同楼层的建筑功能，合理设计转换层，转换结构应根据建筑物的功能及建筑物对承载力的要求，在设计转换层时还应考虑加强层和设备层的结构，加强高低层楼间的转换，适当加大屋面梁、板的尺寸，控制墙体的厚度，避免楼层刚度分布不均，增加墙体的受力面积。

4.7加厚板厚梁式转换模式结构 在加厚板的厚梁的转换模式的应用中，主要是针对上下柱轴线没有很好地进行结合的情况下，这就使得其只用梁去支撑很难完成，所以这个时候采用厚板厚梁的方式去进行能够更好地符合结构设计的需求，其使用的优点是能够对相关的布置工作比较灵活地进行，是不需要同下层部分处于正对的关系的，但是在使用的过程中也存在很大的不足，因为厚板会产生相对较大的压力，在材料的使用上也需要更多地投入，所以在使用厚板厚梁这种转换模式结构的方法时要对受力的情况进行有效地分析，认真地考虑其中的利害，加强配筋合配筋量，要进行准确的内力、配筋的计算工作。

5带结构转换层的高层建筑结构设计的注意要点

5.1稳定性

在设计带结构转换层时，高层建筑的整体结构应该仔细分析。禁止商业建筑结构的软设计转换层。软支撑不利于高层建筑长期支撑的实际承载力，易因承载力不足而发生坍塌。商务楼宇的整体结构设计应力求难度，以保证承载能力满足建筑要求。通过过渡层的作用，缓解商圈受力问题，提高了高层建筑的整体稳定性，确保了建筑的安全性。

5.2刚度

对带结构转换层进行设计时，住宅建筑转换层侧刚度应与商业建筑相一致，以便于调节转换层刚度系数。刚性系数是保证高层建筑整体安全性的关键，应充分发挥转换层的功能价值，利用其刚度调节功能，减少商业场地的实际承载能力，合理分配两个区域的承载力，使高层建筑处于良好的运行状态。在刚度问题上，这两个区域不一定是一样的。容许小误差，且误差可尽可能相似。

5.3高度

鉴于剪力墙底部转换层刚度与高度之间存在着相互转换关系，在施工转换层时，应注意建筑物的刚度要求。根据建筑物的刚度要求，科学调整转换层的高度，确保建筑物的整体稳定状态。传递层的高度是它的作用所在，也是传递层设计的重点。转换层高度的精确设计，有利于发挥其作用，提高高层建筑的安全性。 结束语：

综上所述，为不断地提升高层建筑的质量和功能性，设计人员要充分了解高层建筑的工程概况，分析高层建筑结构，了解相关的设计要求和结构转换层的相关数据，然后再根据高层建筑的结构性能和结构框架要求，采取有效的设计方案进行结构转换层的设计，最大限度地提升结构转换层设计方案的科学性、可靠性、规范性、可行性，从而为带结构转换层的高层建筑结构设计水平的全面提升奠定基础。

参考文献：

[1]带结构转换层的高层建筑结构设计[J].高飞.居舍.2019(30)

[2]带结构转换层的高层建筑结构设计初探[J].皇甫涛.建材与装饰.2018(21)

[3]带结构转换层的高层建筑结构设计[J].李智.居舍.2019(17)