带结构转换层的高层建筑结构设计初探 赵军

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。

高层建筑结构转换层的结构设计在现代城市的发展中，高层建筑如雨后春笋般涌现。

为了满足建筑功能多样化的需求，结构转换层在高层建筑中的应用越来越广泛。

结构转换层是指在建筑物的某一层，通过结构形式的改变，实现上部和下部不同结构体系的转换。

它不仅关系到建筑的安全性和稳定性，也对建筑的使用功能和经济性有着重要影响。

接下来，让我们深入探讨一下高层建筑结构转换层的结构设计。

一、结构转换层的类型及特点1、梁式转换层梁式转换层是目前应用较为广泛的一种形式。

它通过大梁将上部剪力墙或柱的荷载传递到下部的柱或剪力墙。

梁式转换层的优点是传力直接、明确，结构分析相对简单。

但其缺点是梁的截面尺寸较大，会影响建筑的使用空间。

2、板式转换层板式转换层的厚度较大，通常在 20m 以上。

它能够提供较大的刚度和承载能力，适用于上下部结构差异较大的情况。

但板式转换层的自重较大，材料用量较多，施工难度也相对较大。

3、箱式转换层箱式转换层是由上、下层较厚的楼板与纵横双向的大梁共同组成的一个箱型结构。

它具有较大的整体刚度和承载能力，能够有效地抵抗水平荷载。

然而，箱式转换层的施工复杂，造价较高。

二、结构转换层的位置选择结构转换层的位置选择对建筑的整体性能有着重要影响。

一般来说，转换层位置越低，对结构的抗震性能越不利。

因为下部结构需要承担更大的竖向荷载和水平荷载，容易导致结构的变形和破坏。

但转换层位置过高，又会影响建筑的使用功能和经济性。

因此，在设计时需要综合考虑建筑的功能要求、抗震设防烈度、结构高度等因素，选择一个合理的转换层位置。

在抗震设计中，对于 7 度及 7 度以下抗震设防地区，转换层位置不宜超过 5 层；对于 8 度抗震设防地区，转换层位置不宜超过 3 层。

同时，转换层上下等效侧向刚度比应符合规范要求，以保证结构在地震作用下的变形协调。

三、结构转换层的设计要点1、竖向荷载的传递在设计结构转换层时，需要确保竖向荷载能够有效地从上部结构传递到下部结构。

建筑设计建 筑 技 术 开 发·19·Architectural DesignBuilding Technology Development第47卷第23期2020年12月城市化进程的快速推进促进了高层建筑的大力发展，建筑结构形式越来越复杂，对内部结构的承重要求更高，也更为细致，为此应采取可靠措施保证传力路径简洁明确。

不同高层建筑物类型在作用和功能方面有着明显的差别，结构转换层在高层建筑结构中可作为承重结构的过渡带，或者说是起上部建筑结构地基作用，可有效提高高层建筑整体结构稳定性，保证其使用安全性和寿命。

但是要发挥其应用效果须保证其设计合理，选择合适的结构形式，对构件进行应力分析，同时考虑上下层建筑结构的设计要求，科学合理地对高层建筑进行规划，发挥结构转换层对房屋建筑整体稳定性和安全性的保障作用。

1 带结构转换层的高层建筑结构基本概述1.1 高层建筑结构转换层简介结构转换层目前在我国的高层建筑物中出现较为频繁，上下层面的建筑空间上既有一定的联系，又需保持一定独立性，为保证不同高层建筑物功能的良好实现，确保不同的转化构件及结构形式与当前的建筑结构相适应，需根据高层建筑的实际功能和作用来调整结构设计。

设计结构转换层可很好地满足功能不同的上下层建筑空间分隔的目的，科学划分不同的功能和作用区，合理安排建筑物的布局，最大化利用建筑空间。

1.2 高层建筑结构转换层的具体作用高层建筑从竖向层面来看，各楼层之间的结构承重构件不相同，上下部楼层结构体系差异较大，中下部楼层承受的压力明显高于较高楼层，且每层由于风荷载、结构自重、结构内部荷载的不同，整体受力情况有很大变化，为此需设置不同的网轴，提高高层建筑下部结构的刚度，并转换上下部结构形式，以保证此类建筑物在实际使用中的质量和可靠性，结构转换层的作用正是如此。

1.3 高层建筑结构转换层设计特点相比普通的建筑结构转换层，高层建筑由于垂直荷载区别较大，在截面形式和面积设计上有很大不同，且对于配筋和钢筋布设有很高的标准规定。

高层建筑转换层结构设计实例分析一、引言对于带结构转换层的高层建筑结构设计管理，是对高层建筑工程设计工作进行控制管理的重要环节。

现在，国内进行的带结构转换层的高层建筑结构设计管理往往不能够得到良好的实施。

所以，目前国内高层建筑工程设计人员的一项主要任务就是科学地进行高层建筑结构转换层的结构设计管理工作。

本文系统的分析了带结构转换层的高层建筑结构设计原则以及相关技术标准，并结合某带结构转换层的高层建筑结构设计实例进行了浅要的分析和探讨。

二、带结构转换层的高层建筑结构设计原则以及相关技术标准对于高层建筑梁式转换层结构设计，首先要注意的就是在结构计算时，充分保证计算面的广阔以及结果的精确。

其结构计算一般来说都是基于实际受力变形状态下构造计算模型进行三维空间整体结构计算分析，作为整体结构的一个重要组成部分，为了使得结果更加真实准确，转换结构也会使用有限元方法来对局部进行计算。

在进行局部运算时，从转换结构取的纳入局部计算模型的结构层不得少于两层，同时也要考虑模型边界条件是否与实际工作状态一致。

在进行整体结构计算时，采用不得少于俩种力学模型的程序来对抗震能力计算，同时需要分析计算弹性时程，此时分析校核最好采用弹塑性时程。

在高位转换时，特别要考虑模拟计算整体结构进行重力荷载下施工。

转换层在高层建筑结构中，只是其中一份子，因此在对转换层进行内力分析前，首先要整体计算分析整个结构。

在对整体进行整体内力与位移计算时，使用的计算方法有两种，分别是三维空间分析方法以及按空间协同工作分析方法，使用上述两种计算的方法的好处就在于，在进行整体计算时，转换构件当做结构的一部分参与运算。

但是因为转换层的结构本身特点，就是在结构竖向刚度不均匀，布置在竖向方面变化突出，从而导致在对结构进行布置时，需要考虑概念设计和力学原理，并且借鉴之前工程的经验和工程试验的结果，在此基础上综合考虑并在结构中设置冗余杆件和加强点。

通常在带结构转换层的高层建筑结构计算时，会使用三维分析、协同工作和平面有限元等结构软件。

带转换层的高层建筑结构设计摘要：本文结合设计实例对梁式转换层结构设计进行了浅要的分析与探讨。

关键词：梁式转换层设计要点设计要求引言近年来，高层建筑不断增多，建筑立面，功能的转变也日趋复杂，尤其是在高层建筑和超高层建筑当中，其沿高度方向的建筑功能已经不再单一，往往是下部楼层及其裙楼用作商业等用途，而上部楼层则用作商务办公或者住宅等用途。

由于这类综合性的建筑功能需求，给整个建筑结构体系提出了更高的要求，使我们建筑结构设计也越来越具有挑战性。

象这样一类建筑上部是商务办公或者住宅楼层通常需要布置小开间的轴网，并且需要比较多的墙体来进行分隔；而下部的商业楼层则需要布置间距较大的柱网和比较少的墙体分隔，以满足其对建筑空间的大型、灵活、自由的需求。

于是，带转换高层建筑结构体系就此应运而生，并在工程实践中得到了长足的发展。

而梁式转换，是此类建筑工程普遍采用的一种转换方式。

本文结合工程设计实例对梁式转换层结构设计进行了分析与探讨。

1工程实况该工程共31层，地下2层，其中-1层为半地下室，地上裙房3层，1层、2层高为4.5米，3层层高均为5.5米，4～32层高均为3.0米，建筑物总高101.5m。

该工程地下二层为车库及平战结合的六级民防地下室，地下一层为大卖场及车库，一～三层为商场，四～三十一层为高级公寓。

建筑抗震设防类别：为丙类；抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g；设计地震分组为第一组；场地类别为ⅱ类。

转换层设在第三层楼面。

采用中国建筑科院编制的2005版pkpm - satwe程序进行计算。

2 转换层型式的选择各种形式转换层的优缺点详见表1。

表一转换层优点缺点梁式转换层设计和施工均较为简单。

传力较为明确当上下轴线错位布置时，需增设较多的转换次梁，空间受力较为复杂箱式转换层转换梁的约束强，刚度大整体工作效果好，上下部传力较为均匀，并且建筑功能上还可将其作为“设备层”转换梁梁中开设备洞较多，施工复杂。

带结构转换层的高层建筑结构设计探讨【摘要】转换层因受力复杂，抗震能力弱，一直未被广泛应用。

但随着高层建筑的不断增多和计算机硬件及软件的迅速发展，转换层结构的计算理论及方法也日趋完善，转换层的应用也越来越多。

转换层设计时应重视概念设计和理论分析，对转换柱、转换梁、落地剪力墙和转换层楼板等关键构件应采取必要的加强措施。

本文详细介绍了带转换层高层建筑的主要结构设计概念，分别通过对转换层、转换柱、转换梁三个方面说明了设计要点。

【关键词】带结构转换层建筑结构设计要点中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：一、前言为满足建筑底部大空间的功能要求，带转换层的高层建筑结构越来越多的应用在工程实践当中。

此种类型的结构由于竖向抗侧力构件的中断，而导致转换层以下的结构抗侧刚度与楼层屈服强度的骤然减小，引起变形集中和能量集聚而极易发生严重破坏。

因此，带转换层高层建筑的主要结构设计概念为：1、加强转换层及其下部结构刚度，要求转换层及其上下楼层层刚度基本均匀。

即必须设置一定比例的落地剪力墙，并加大落地剪力墙的厚度或提高混凝土强度等级，必要时可增设部分剪力墙。

转换层上下结构的刚度比计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》附录e 规定抗震设计时，当转换层位于1 层时可采用剪切刚度比γ=g2a2g1a1× h1h2≤2 （其中，g1,g2 为底层和转换层上层的混凝土剪变模量；a1、h1，a2、h2 为底层和转换层上层的抗剪截面面积、层高)；当转换层位于2 层及以上时可采用等效侧向刚度比γe= δ1h2δ2h1≤1.3 （如图1 计算模型1、2）；转换层位于3 层及以上时其楼层与上层侧向刚度之比viδi+1vi+1δi≥0.6（即要用《建筑抗震设计规范》的层剪力与层间位移之比的刚度计算法）。

2、应尽量强化和提高转换层以及下部结构抗震承载能力，避免罕遇地震作用下下部主体结构（框支柱、转换梁等）破坏，同时应注意保证转换层上部1层～2 层不落地剪力墙的承载能力和延性，避免重力荷载和罕遇地震作用下不落地剪力墙根部的破坏；注意和加强下部框架梁、上部连梁的延性，适应罕遇地震作用下的塑性较发育发展耗能的需要。

带转换层的高层建筑结构设计研究摘要：高层建筑结构设计的主要目的是为了确保建筑物的安全和稳定性。

在设计过程中，需要考虑多种因素如建筑物所受的水平和垂直荷载以及地震荷载等。

通过这项研究，我们将探讨在高层建筑中引入转换层的设计方案，以提高建筑物的安全性能。

本文将介绍转换层的工作原理、结构设计和检验方法等，并结合实际案例进行分析和讨论。

关键词：高层建筑，转换层，结构设计，地震荷载1.引言高层建筑的结构设计是一个巨大的挑战。

其中最重要的任务之一是确保建筑物能够承受水平和垂直荷载，以及地震荷载等多种外部力的作用下保持稳定。

此外，在高层建筑的设计过程中，还要考虑到其他因素，例如建筑物的重量、高度等。

随着建筑技术的进步，新的结构设计方案被引入到建筑设计中，以提高建筑物的安全性能。

其中之一是引入转换层, 转换层的结构设计不仅可以提高外部力的分布，从而保持建筑物的稳定性，还可以通过降低高层建筑的重心来降低地震对建筑的破坏。

转换层是一种在高层建筑中引入的层次结构，可将建筑内部分为更小的区域。

此外，转换层还可以起到分配荷载的作用，这有助于保持建筑物的稳定性。

转换层的结构设计需要考虑多种因素，例如对荷载的响应能力、材料使用等。

确切的结构设计将有助于提高建筑物的安全性能。

在选择材料时，设计师需要考虑材料的强度和可靠性，以确保建筑物不会崩塌或发生其他损坏。

3. 转换层的工作原理在使用转换层时，需要注意一些问题。

其中最重要的是确保转换层的大小和位置与建筑物的高度、形状和其他因素相匹配。

这将有助于确保转换层的效率和在建筑物受到荷载时表现出良好的响应性能。

4. 检验方法在设计高层建筑时，需要进行系列的力学性能分析以测试其结构强度和稳定性。

这些测试需要注意建筑物所受的荷载并安装传感器来跟踪建筑物的变化。

利用仿真软件可以帮助工程师更好地预测建筑物的响应，并使设计更加理性。

此外，模拟还可以测试建筑物的不同工况，以便设计的更加全面。

5. 案例分析为了更好地理解转换层的结构设计，我们需要进行一些案例分析以了解其在实践中的应用情况。

带转换层的高层建筑结构设计【摘要】在高层建筑转换层设计中，须根据工程本身特点和验算中受力状态的不明确等因素，选择科学合理的设计方案，确保方案设计的全面性、科学性，减少施工的风险和难度。

本文介绍了转换层型式的类型及特点，分析研究了带转换层的高层建筑结构设计要点。

【关键词】转换层高层建筑结构设计中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。

这样，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。

因此，为满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。

为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件，即转换层结构。

一、转换层型式的类型及特点转换层根据建筑功能的需要, 可作为正常使用的楼层,但此时应有较大的层高作保证; 在层高受限制或设备专业需要时, 也可专门作为设备层。

在结构型式上, 转换层可分为以下几种类型:1、梁式转换层一般运用于底部大空间的框支剪力墙结构体系。

它是将上部剪力墙落在框支梁上, 再由框支柱支撑框支梁的结构体系。

当需要纵横向同时转换时, 则采用双向梁布置。

梁式转换层的设计和施工均较为简单, 传力较为明确, 是目前应用最为广泛的转换型式。

它的缺点在于, 当上下轴线错位布置时, 需增设较多的转换次梁, 空间受力较为复杂, 此时应对框支主梁进行应力分析。

2、箱式转换层当转换梁截面过大时, 设一层楼板已不能满足平面内楼板刚度无限大的假定。

为了使理论假定与实际相符, 可在转换梁梁顶与梁底同时设一层楼板, 形成一个箱形梁。

箱形梁转换结构, 一般宜遍布全层设置, 且宜沿建筑周边环通构成“箱子”, 即箱式转换层。

箱式转换层的优点在于, 转换梁的约束强, 刚度大, 整体工作效果好, 上下部传力较为均匀, 并且建筑功能上还可将其作为“设备层”;缺点是转换梁梁中开设备洞较多, 施工复杂, 且造价较高。

带结构转换层的高层建筑结构设计【摘要】近年来，随着经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的经济建设取得了巨大的进步，同时建筑行业也在快速的发展着。

在建筑中，带结构转换层的高层建筑设计日益变得很流行，同时在建筑中应用的比较多，但是如何进行带结构转换层的高层建筑的结构设计就是一个值得研究的问题。

本文笔者就结合自己多年来的研究所得，就带结构转换层的高层建筑结构设计进行分析，希望对该领域具有一定的作用。

【关键字】带结构转换层，高层建筑，结构设计中图分类号：tu97文献标识码： a 文章编号：一．前言随着经济改革的发展，现代高层建筑向多功能、综合用途发展，尤其是临街高层建筑，其功能布置一般为上部为住宅、旅馆，下部楼层作商店、餐厅等。

不同的用途需要不同的空间组合形式，因此近几年来出现了上部楼层为小开间剪力墙，而下部楼层为大柱网框一剪结构形式，上述功能要求与结构的合理布置要求正好相反，出现了上部刚度大而下部刚度小的竖向结构体系。

为了实现这种结构布置就必须在结构转换的楼层设置转换层以保证结构受力的正确传递。

转换层的合理设计将直接影响结构的受力及构件尺寸确定。

本文以广西北海某综合大厦的结构计算为实例，分析转换层对结构的受力影响，提出了高层结构设计中应注意的一些问题和一般规律，对合理调整构件尺寸，做到既经济又安全，具有一定的实际意义。

二．工程概况本工程为一幢综合型高层建筑，总面积为25700m2，总层数为26层。

1 到3层为商场(地下室由箱型基础组成,4到10层为办公楼，11 到25层为住宅，26层为机房等。

1到2层层高为4. 2m，第3层为5. 6m，第4层为3m, 5到6层为2. 8m 。

根据建筑设计要求，3层以下需较大空间，上部为分隔较多的小空间，因此结构方案采用上部为剪力墙，下部为框一剪结构，在第3层楼面设置结构转换层，板厚250mm。

各主要层平面布置见图1。

图1三．结构转换层类型的选择转换层的结构形式一般可分为梁式、板式和箱形式三种基本类型。