浅谈高层建筑转换层结构

第３７卷第ｌ１期　

．３６・　２　０　１　１年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３７　Ｎｏ．１ｌ　Ａｐｒ．　２０１１　

文章编号：１００９－６８２５（２０１１）１１－００３６・０２　

浅谈高层建筑转换层结构　

贾　辉　刊、华东　

摘要：针对高层建筑转换层结构进行了介绍，分另ｑ阐述了转换层结构的分类，主要形式等，并分析了钢骨混凝土转换　

层．预应力混凝土转换层等不同高层建筑转换层结构的发展趋势，以指导实践。　

关键词：高层建筑，转换层，发展趋势　

中图分类号：ＴＵ９７３．１　文献标识码：Ａ　

０　引言　

近年来，随着经济发展和科技进步，国内外高层建筑的发展　

十分迅速，而且为满足人们生活快节奏的需要，现代的高层建筑　

结构越来越高、越建越大，并且向着体形复杂、功能多样、造型新　

颖的方向发展¨］。为满足建筑结构功能的需要，必须对其进行　

“反常规设计”，即上部布置小空间，下部布置大空间。而为了实　

现这种结构布置，就必须在结构发生变化或者上下轴线错位的楼　

层设置水平转换构件，转换层结构应运而生。目前，这类建筑已　

经成为现代高层建筑发展的一大趋势。　

１　转换层结构的分类　

由于结构功能的不同，依据转换层所实现的结构转换可以把　

转换层结构大致分为以下３类　：　

１）上层和下层结构类型的转换。将上部墙体转换为下部框　

架，以创造一个较大的内部空间，多用于剪力墙和框架一剪力墙　结构；２）上层和下层柱网、轴线的改变。这类转换层上、下结构形　

式没有改变，但通过转换层，使下部结构柱距扩大，形成大柱网；　

３）同时转换结构形式和结构轴线的布置。这一类型的转换层在　

将上部楼层剪力墙结构转换为下部框架结构的同时，下部楼层柱　

网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上、下部结构错位布置　。　

２转换层结构的主要形式　

２．１　梁式转换　

梁式结构的转换层一般在转换层的楼面设置纵横交错的钢　

筋混凝土承重大梁，为适应上部荷载的需要，梁的截面尺寸较大，　

对于框筒、筒中筒结构或外框筒的柱一般较密，在底部一层、二层　

的出人口处往往不能满足使用要求，有时要求把外筒的柱在局部　

处减少１根一２根。局部形成上层有柱，下层无柱的情形。有时　

出入口不只一处，而且一层与二层的出入口不一定都上下对齐。　

遇此情形，可以在相应楼层下作一圈转换大梁，把上部柱的荷载　通过转换大梁传到下层两边的柱上去，相应的这两边的柱的尺寸　

要加大。梁式转换还更多地适用于框支剪力墙结构，这种高层建　筑中最常见的结构，是把大部分的剪力墙在一定层次上用框架抬　

起来，一部分剪力墙落地，在交界处用一较大截面的托梁来过渡，　

结构的转换层就做在框支梁这一层。这样，房间中无凸出的柱，　

墙面平整，在使用中也较为合理。　

２．２桁架式转换　

桁架式结构的转换层是由梁式结构转换层变化而来的，整个　

转换层由多种钢筋混凝土桁架组成承重结构，桁架的上、下弦杆　

分别设在转换层的上、下楼面的结构层内，层间设有腹杆。由于　桁架高度较高，所以上、下弦杆的截面尺寸相对较小。对于下部　

是商场、娱乐设施，上部是客房、宾馆的情形，一般在较大柱距方　

向，由于上部有走道，卫生问等，需要加设柱来减小梁的跨度，从　而达到减小梁高，降低客房层高的目的。通常在客房层和商场之　

间作一个设备层，利用设备层的空间在此方向作空腹桁架，所有　

设备管道可在桁架的腹内穿行，不影响使用。桁架上部的柱或墙　

荷载通过桁架传到下部较大柱距的柱或墙上。有时为了把客房　

层的层高再压低一些，上部客房层在另一个方向上也加一根柱　子，此时在转换层内要在两个方向作空腹桁架。为方便设计与施　

工，宜上下各作一块较厚的板，在中间适当位置布置一些肋，中空　

的地方可让设备管道穿行。　

２．３箱形转换　

箱形转换是通过一整层来达到具有较大刚度和承载力的一　

种转换结构，实际上也是由梁式结构转换层变化而来的。在这一　

转换层中，楼层上下面的同一根轴线上均设一道大梁，梁间是钢　

筋混凝土墙，构成类似于桁架的大型组合梁结构。纵横两向的组　合梁交叉成梁格，大部分交叉处有底层通上来的柱子，地板和顶　

板都是钢筋混凝土厚板，这样便形成一个箱形刚性层。在该层的　

腹板中可以选择适当位置开设管道和人通行孔洞，以充分利用空　

间。过渡层上的剪力墙不像框支剪力墙那样应力复杂，这就在一　

定程度上解决了框支剪力墙结构中剪力墙开洞要求与洞口限制　

之间的矛盾。但箱形自身刚度较大，大空间的底层或下部几层的　

结构平面需进行合理布置，保持一定的刚度，避免在抵抗水平力　

时因底层刚度削弱而产生较大的相对位移，造成破坏。目前箱形　

转换层用于房屋结构还不多，但在铁路工程中较常见。　

２．４厚板转换　

厚板结构的转换层通常适用于上、下层既有结构类型的转　

变，又有柱网、轴线变化的情况。对于体型复杂的商住楼，特别是　

多塔楼体系，上部住宅单元剪力墙布置很不规则，而下部商场要　

求规则大柱网，难以布置转换梁，采用厚板转换层成为一种较好　

的选择。厚板在解决建筑与结构的功能方面有一定的优势，它可　

以使高层建筑在转换层上、下的墙、柱轴线上不受任何限制，因而　

可以比较合理的布置构件，改善整体结构的受力情况，它特别适　

用于体型复杂、功能繁多的结构，能够更为灵活的实现建筑物的　

功能，真正体现高层建筑的优势，这是其他形式的转换层结构所　

不能比拟的。随着高层建筑的迅速发展和框支剪力墙结构体系　的广泛应用，为满足复杂建筑的需要，转换层位置的高度越来越　

高，一般设在３层～６层，有的工程设在７层一１０层，甚至更高，这　

就是我们所说的高位转换结构。这类结构的设计方法在现行《高　

收稿日期：２０１０．１２－２４　

作者简介：贾　辉（１９８５一），男，中北大学理学院工程力学专业硕士研究生，山西太原０３００５１　

孙华东（１９６５一），男，硕士生导师，教授，中北大学应用力学研究所，山西太原０３００５１

　第３７卷第１１期　２　０　１　１年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣ　ｒＩＪＲＥ　Ｖ０ｌ｜３７　Ｎｏ．１１　Ａｐｒ．　２０１１　・３７・　

文章编号：１００９－６８２５（２０１１）１１－００３７—０３　

建筑结构隔震减震技术研究　

洪　鑫　

摘要：从地震的严重危害性证实了结构抗震性能的重要性，阐述了隔震与减震的原理及相关的分类，介绍了隔震减震　较传统方法的优点，表明了隔震与减震技术的良好发展前景。　

关键词：隔震，减震，地震，结构，阻尼　中图分类号：ＴＵ９７３．３１　文献标识码：Ａ　

０　引言　

地震是最严重的自然灾害之一，唐山地震、汶川地震、智利地　

震等一系列大地震产生的震动无论从力度、能量、破坏、灾害诸方　

面来说是最严重的，给人们带来了巨大的生命财产损失。地震中　

规》中没有明确规定，主要原因是对高位转换层结构研究不够深　

入，而工程师往往沿用底层框支剪力墙结构的设计方法，但是原　

有的设计方法是否满足高位转换结构的需要，转换层的高度对框　

支剪力墙结构的抗震性能有何影响，对侧向刚度和平面布置有何　

影响，在设计中应注意哪些问题，这些都是工程设计人员迫切关　

注的。所以，高位转换层结构设计中有许多问题有待解决，该课　题具有重大的理论和现实意义　Ｊ。　

３转换层结构的发展趋势　

３．１　钢骨混凝土转换层的应用　

钢骨混凝土梁不仅承载力高，刚度好，可大大减小截面尺寸，　

且塑性、耐久性和抗震性能优于钢筋混凝土梁。此外，钢骨混凝　

土梁在施工阶段其自身刚度好，定位准确，可减少支模，加快施工　

速度。目前，国内采用钢骨混凝土转换构件的实际工程还不多，　

但国外采用则较多。　

３．２预应力混凝土转换层的应用　

采用预应力技术可带来许多结构和施工上的优点，如减小截　

面尺寸、控制裂缝和挠度，控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担　等等。因此，预应力混凝土结构非常适合于建造承重荷载的大跨　

度转换层，且自重轻，节省钢材和混凝土。　

３．３转换梁受力性能的改善　

转换梁的截面尺寸是由其受剪承载力来控制的，截面尺寸往　

往较大，处理不好有可能使转换梁与框支柱形成的框架出现“强　

梁弱柱”的现象，对结构抗震不利；另一方面采用转换梁也多少会　

影响该层的使用空间；对于外筒的转换，采用转换梁会对该层的　通风、采光不利，若开设洞口，则会产生明显的应力集中现象，因　

此有必要寻求新的转换结构形式，以改善转换梁的受力性能，主　

要途径包括：　建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。所以工　

程结构抗震设计的目的是减轻结构的地震破坏，避免人员伤亡，　

减少经济损失。　

传统的抗震结构体系通过增强结构本身性能来抵御地震作用，　

１）斜向支撑的应用；２）竖向传力的多道转换；３）转换梁加腋　

的应用；４）新型转换结构的应用　］。　

４结语　

转换层结构是一种新型的结构形式，它的出现推动了高层建　

筑及其结构体系形式的发展，极大促进了建筑科学的进步。转换　

层结构形式多样且各具特点，设计时应结合工程实际情况加以选　

用，并应注重转换层结构的概念设计，合理的结构平面和竖向布　

置可以从整体上形成良好的抗震体系，保证建筑物的安全性和经　

济性。　

参考文献：　

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筑工业出版社，１９９５：１０１—１５６．　［２］　李鹏超，王建云．高层结构的转换层及应用探讨［Ｊ］．国外建　

材科技，２００５，２６（４）：８７－８９．　

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学院学报，２００６，１９（Ｓ１）：１８６－１８９．　

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苏州城建环保学院学报，２００１，１４（３）：１－８．　

［５］　娄宇，魏琏，丁大钧．高层建筑中转换层结构的应用和　

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［６］　傅学怡．转换层高层建筑结构设计建议［Ｊ］．建筑结构，　

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研究［Ｊ］．华北水利水电学院学报，２００８，２９（２）：４０—４２．　

［８］　梁炯丰．高层建筑转换层结构的概况和发展［Ｊ］．山西建筑，　

２００６，３２（４）：６９－７０．　

Ｔｅｎｔａｔｉｖｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔｏｒｅｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　

ＪＩＡ　Ｈｕｉ　ＳＵＮ　Ｈｕａ－ｄｏｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｔｈｅｓｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓ￣ｒ　ｓｔｏｒｅｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉ　ｓｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｆｏｒｍｓ　ｏｆ　

ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔｏｒｅｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔｏｒｅｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｋｅｌｅｔｏｎ　

ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔｏｒｅｙ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｒａｎｓ￣ｒ　ｓｔｏｒｅｙ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ，ｗｉｔｈ　ａ　ｖｉｅｗ　ｔｏ　ｇｕｉｄｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．