带结构转换层的高层建筑结构设计张正刚

带结构转换层的高层建筑结构设计张正刚

张正刚

重庆市设计院400015

摘要：因为中国持续的增加高层建筑工程，建筑结构设计也越来越多样化、复杂化，在高层建筑结构中大量的运用带结构转换层。高层建筑转换层结构设计水平要增强，在高层建筑中提高带结构转换层的运用能力，这是需要建筑行业解决的问题。本文分析了结构转换层的布设原则，接着分析了结构转换层的主要类型，最后分析了带结构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

引言：

因为中国迅速发展的经济，推动了建筑行业的迅速发展。当前高层建筑越来越复杂的体型，也越来越全面的功能，造成其结构越来越多的形式。在高层建筑中，带结构转换层的设计工作需要建筑设计人员做好，唯有如此，建筑项目的实用性才可以更好的提高，高层建筑也大大的加强了稳定性。在现实的建筑设计中，结构转换层相对大的跨度而且承受非常大的竖向承重载荷，是一种受力繁杂、不直接传力的不规则结构，容易在地震作用下产生结构薄弱层或者会软弱的位置，所以设计的时候要实施充分的考虑。所以，高层建筑结构转换层设计的要求需要更为深入的研究，尽量可以更好的完成高层建筑的设计与发展。

1、设计原则

因为高层建筑自身相对大的重量，因此对其具备相对高的稳定性与抗震性要，然而在实施设置转换层的时候，非常容易造成出现竖向刚度突变，然后造成严重的影响到高层建筑结构的抗震功能，因此在实施设计转换层的时候要遵循运用直接落地的竖向构件、要低不能高、要小不能大的很多原则。就是在实施设置转换层的时候，因为竖向构件会影响到刚度与结构的抗震功能，因此需要选择直接落地的数学构件来实施设置；在实施设置转换层的时候，需要选取高层建筑竖向部位相对低的位置；同时为了保证所设置的转换层结构型式可以具备更清楚的传力途径，因此需要实施优化转换层结构，如此肯定有益于结构设计与施工；在转换的时候需要实施合理的控制刚度，不能太大，如此不但对建筑物的安全性有利，并且也会带来相对好的经济性。

2、带结构转换层的高层建筑结构设计类型

2.1箱式转换结构

单箱托梁和双向托梁联系起来组成就是箱式转换结构，形成一个整体，这会让转换层明显的加强刚度，并且结构的完整性和整个构造受力的均匀性都会非常好。假如高层建筑相对繁杂的上层构造，这就会影响到垂直方向的外力传递。然而，在布置的时候，常常会占用很多的楼层空间，楼层功能也不能充分的发挥，经常只可以把这层楼当作设备层。其垂直向构件的剪力墙容易和别的设备和管理线路的设计出现部位重叠，而且其较大的施工难度、高成本，自身相对大的重量，组成相对复杂的内力，分析和计算有较大的困难，所以建筑行业运用并不是特别普遍。

2.2梁式的转换结构

带结构转换层高层建筑结构设计的一种最常见的结果设计模式就是梁式转换层，相对突出了这结构设计模式的优点，如简单的架构、编辑施工、可靠安全等。在设计梁式转换层结构的时候，第一，上下结构需要关注优化配置，让整个建筑提高安全性。第二，在详细设计的时候，要关注转换梁的截面积减少，尽量应用钢骨混凝土，如此能够防止转换层太过集中。第三，在设计的时候要关注保持科学的竖向刚度，并确保设置均匀的质量，唯有如此，整个转换层的设计质量才可以提高。

2.3厚板式转换层

假如上下柱网有相对多的错位，很难直接承托梁，这时就要用板式转换层。厚板要和柱网尺寸、上部结构荷载相匹配的厚度。其优势是下部柱网受到上部结构影响小，灵活的布置。厚板相对理想的刚度，相对好的整体性，可以组成承台，也简单的施工。不足就是自重大的厚板，容易出现震害，也不太理想的经济性。

3、带结构转换层建筑结构设计要点

3.1框支柱

为了让高层建筑转换层框支架可以得到优良的延性，一定要严格的控制轴压。当为特一级抗震级别的框支柱时，一定要小于0.6的轴压比；对于截面尺寸相对大而产生的短柱，一定要低于0.55。因为配箍率密切的关系到截面尺寸，然后造成框支柱配箍率比一般框架柱大非常多。在建设项目中，因为一些框支柱肯定是作为剪力墙实施应用，因此约束性边缘构件特点值一定要在0.2以上，也就是配箍率为2.64%。在建设整个项目中，关键的构件是框支柱，为了确保安全系数，一定要乘以柱端弯矩与剪力对应的增大系数，让每支框支柱剪力墙之和一直为基底的30%。在计算程序中，因为通常依据构件刚度实施分配水平剪力。

3.2框支梁

通常而言，框支梁截面尺寸要由剪压比来实施控制，去要大于上墙厚度2倍的宽度，高度要大于计算跨度的1/6。建筑上下层之间传输荷载的枢纽就是框支梁，也是确保框支剪力墙抗震功能的重点，是建筑中关键的构件。所以在实施设计框支梁的过程中要留有合理的安全储备。在可以满足计算要求的前提之下，其要大于0.8%的配筋率。因为大部分框支梁为偏心受拉的构件，承受有合理的轴力，所以在设计的时候要对腰筋实施合理的配置。框支梁受到的剪力通常相对大，是关键的抗震构件，所以在具备合理的富余纵筋的现象下，其箍筋的配置还要增强。

3.3转换层楼板

框支剪力墙以转换层为界分为上下2个部分，而且这两者的受力状况是不一样的。上部楼层中，外荷载形成的水平力具备合理的分配原则，是依据各片剪力墙的等效刚度比例来实施的；下部楼层中，框支柱的刚度跟落地剪力墙间的刚度不一样，关键由后者承担水平剪力，就是在转换层处没有均匀的分配荷载。转换层楼板相对重的任务，关键负责完成上下部分剪力重分配，而且由于转换层楼板自身存在的受理大、变形大特征，其任务一定要有充足的刚度来支撑的完成。

3.4合理的布设高层建筑的剪力墙

在高层建筑中设计结构转换层的时候，设计人员实施检测与分析有关的数据以后可以发现，越高的转换层，沿高度剪力墙也就会越明显的内力波动。在这个过程中，高层建筑的转换层设计方案要结合自身整体的构造特征来实施改善，要有效的分析大梁的整体构造的承受能力，然后乐意合理的控制其内力结构，如此高层建筑的稳定性就能合理的提高。

3.5充分考虑不同层受力情况对于转换层的影响

由于在高层建筑中的结构转换层，所受的力比较繁杂，因此在实施设计高层构造转换层的时候，要在设计以前对其所可以受到力的部分影响原因进行充分考虑，并对其实施主要考虑。因此在实施设计结构转换层的实施，有关工作人员就要实施现实状况的摄像，同时依据相关的模型再次实施设计的补充和优化，对其受力状况持续的实施计算，同时实施准确的计算结构转换层四周的应力值，并在应力值许可的范围内，在结构转换层中添加较大重量的钢筋，和其他具备刚度的材料，推动提高结构转换层强度和质量，在现实应用中让其应用效果最大程度的发挥出来，梁跨部位支座正负弯矩速度的改变规律需要设计人员掌握好，使腰筋尺寸的合理性得到保证。设计人员也能够在梁跨位置下端的钢筋设计为全埋式的锚固结构，把弯筋的作用削弱，让结构转换层的安全功能提高了。

4、结语

总体而言，设计高层建筑结构中，结构转换层是常常会应用的。可是在结构砖层设计的时候，有时会由于设计人员的工作失误而造成整体设计不是很理想的结果。带结构转换层高层建筑设计的时候，需要相关工作人员实施认识结构转换层的应用和优势，同时还要具体的掌握好结构转换层的设计和施工等很多方面，因此要根据高层建筑的结果模型来实施选择和设计转换层，让高层建筑的质量提高，上面已经介绍了带结构转换层的高层建筑设计，希望可以给高层建筑供应优良的参考。

参考文献

[1]徐铁山，刘华丽.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].资源信息与工程，2017（03）.

[2]周亦玲.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].江西建材，2017（06）.

[3]呼延竞飞.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品，2016（10）：116-117.