浅谈建筑转换层结构设计
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浅谈建筑转换层结构设计
引文：在现代建筑工程中，建筑的分类往往以上部为居住类，下部为商业类，如果要将二者更好的联合起来，就需要在设计时进行转换层的设计，因此，转换层的设计非常重要，我们在设计过程中应切实掌握其特点，并结合特点，切实加强对其的设计，只有这样，才能更好的确保整个建筑转换层结构设计的科学性。
1建筑转换层特点
为了更好地加强建筑转换层结构设计，首先必须对其特点有一个全面的认识。由于转换层结构构件要承受来自上部的巨大竖向荷载，而且其结构构件的数量较为复杂，而为了确保建筑转换层结构具有较强的刚强度，就必须加强对其的设计。所以建筑转换层结构设计，不仅需要考虑的因素较多，而且对设计人员的经验、专业技术提出了更高的要求，尤其是在建筑结构中设置转换层，此时顺着建筑物高度方向的刚度在均匀性方面就会受到较大的影响，导致力在传递上出现巨大改变，其往往是不规则的竖向结构，所以其不能按照常规的结构进行设计和施工，需要对竖向不规则的结构类型进行针对性的设计，所以其在建筑结构设计中显得尤为重要，因而必须引起设计人员的高度重视。
2建筑转换层结构设计要点
在掌握建筑转换层特点的基础上，在设计过程中，设计人员就应切实掌握其设计要点，才能确保设计质量。其设计要点主要有以下几点：
2.1建筑转换层结构布置要点
在建筑结构的底部结构中设置转换层，一般是在高层建筑中进行。所以在转换层上部的竖向构件无直接连贯的落地，这就需要设计人员设计出安全性和可靠性较强的转换构件。就当前的建筑转换层特点来看，常用的转换构件主要有转换大梁、桁架、空腹桁架和斜撑以及箱形结构和厚板等。其中，转换厚板一般只适用于六度抗震设计或非地震区使用。若属于空间较大的地下室，由于其周围存在约束作用，所以地震反应往往比地面上的框支结构要小，所以在7度和8度的抗震设计时也可以选取厚板转换层。而为了预防转换层的下部结构因地震而倒塌，就应设置落地框支柱和落地剪力墙，且在整个布置过程中严格按照高规的有关规定进行。尤其是应注意以下几点：一是当建筑为筒体结构，且需要设置转换层，就应确保其内筒的全上部和下贯通落地，并紧密结合刚度要求增加墙的厚度；二是当建筑的结构为框支剪力墙结构时，就必须确保剪力墙的上下足够贯通，且按照刚度比将其墙壁的厚度增加；三是当其结构为长矩形平面的框支剪力墙结构，就应在规范的基础上适当的将其落地剪力墙间距提升。只有注意上述三点，才能从根本上确保转换层的下部结构不被破坏，尤其是在抗震结构设计时的要求更为严格。从而更好地确保刚度突变得到有效的控制，从而将内力传递突变的程度降低，并将转换层的上下部结构的内力传递方式改变，从而确保转换层的楼盖具有足够的刚度，从而传递不同抗侧力结构的剪力，预防框支柱由于楼盖错层而被破坏。
2.2建筑转换层结构抗震设计
在建筑结构中设置转换层，不仅上部的竖向构件不能直接连贯的落地，且顺着建筑物高度的方向，其刚度均匀性受到较大破坏，转换层结构的竖向承载力构件与墙和柱截面发生突变，这就会使得其传力的线路较为曲折，且变形较为集中，也就使得应力较为集中，这就会导致转换层结构自身的抗震性能差。因此，在对转换层结构进行抗震设计时一般不采取高位转换。
一般而言，水平地震作用下的倾覆分布力矩分布曲线会在转换层出现转折，而转换层的上部主要采取剪力墙结构，此时落地剪力墙的倾覆力矩从转换层向下的递增速度较快，但是支撑框架的倾覆力矩的递增就会较少，加上转换层的框支剪力墙大多数的剪力以楼板为载体，将其传递到落地剪力墙，进而导致倾覆力矩的曲线发生转折，若转换层的位置较高，那么剪力分配及传力途径就会发生急速的突变，导致落地剪力墙出现裂缝，而转换层上部框支剪力墙的墙体受到的内力就会增大，也导致其极易被破坏，使得转换层下部的支承容易出现屈服，进而形成多个薄弱层，而这对于其抗震性能的影响是巨大的。所以为了在抗震设计中确保其安全性，当框支剪力墙的结构转换层所设置的位置为三层及三层之上时，对剪力墙底部和框支柱的加强部位，在对其地震等级进行确定时，应按照规定将其提高一级。若为特一级，则不再提高，但是若建筑框架的底部带有转换层，如核心筒结构，其抗震等级则可以不提高。由于转换层属于薄弱层，其地震剪力的增大系数，应为普通增大系数的1.15倍。
在计算转换层的转换构件带来的水平地震作用时，应将其内力增大，若为8度抗震设计，就应考虑竖向地震作用带来的影响。而转换构件竖向地震作用的计算，则应采取反应谱方法进行计算，也可采取动力时程分析法进行计算，还可以把处于重力荷载标准下作用的转换构件的内力与增大系数的1.1倍相乘得出。 由此可见，转换层结构不仅受力复杂，而且抗震性较差，所以必须在抗震设计中切实加强对其的提升，若建筑的抗震设计为9度，那么其就不适合设置转换层。所以应紧密结合设防烈度、结构类型，以及建筑高度，针对性的对其进行设计，并采取有效的构造措施，才能最大化的确保抗震设计的安全性。
2.3建筑转换层上下结构的侧向刚度比比值的确定
在做好上述工作的同时，还应对建筑转换层上下结构的侧向刚度比比值进行确定，才能更好地确保下部楼层的刚度得到有效的控制，同时确保转换层的侧向刚度满足规范要求，有效的预防转换层侧向刚度过于柔软。对于设计空间来说，要将建筑转换层安排在2层到3层的位置，这样设计的最主要原因是可以充分利用空間，同时使上下层之间合理地衔接。如果转换层设计得较高，则会浪费空间，如果设计得较低，则有可能增大侧移刚度和扭转刚度。最后就是对于刚度的要求，不仅仅是转换层的刚度有严格要求，对于转换层上下层的刚度设计也十分重要。在设计的过程中，需要保证建筑转换层上下层刚度的变化率接近为1，也就是基本没有差别，转换率的最大值不能超过2。为了保证建筑转换层的刚度，可以适当地增加空间层的刚度，通过加厚落地墙、减小洞口大小或是设立落地剪力墙以及采用高强度的砼等等方法来实现
3结语
综上所述，转换层设计是整个建筑结构设计中最为重要的内容之一。所以在进行转换层设计时，必须在结合其特点的基础上，切实加强对其的设计，才能确保其安全性和功能性的有效发挥，进而提升整个建筑工程的价值。
参考文献：
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