建筑结构设计中转换层设计的应用研究

建筑结构设计中转换层设计的应用研究

秦成林

身份证号： 37098219870110**** 

摘要：现代建筑工程中建筑结构设计内容增多、难度加大、复杂程度增加。合理利用转换层结构能满足建筑体上下两层不同空间的使用功能需求、提高工程设计效益、全面提升高层建筑结构设计水平。需要对高层建筑中的转换层进行优化设计，尤其是高层住宅建筑。在设计和施工过程中，可采用不同类型的转换层结构来满足住户的个性化使用需求，从而全面提高建筑结构设计效益。因此，需要对转换层结构设计问题进行有效分析，优化设计，提高高层建筑的设计质量。

关键词：建筑结构；设计；转换层；应用；研究

中图分类号：  TU973    文献标识码：A

引言

随着改革开放程度的不断增加，我国居民的生产生活水平得到了前所未有的改善，居民对新鲜事物的好奇感以及购买能力得到了相应提高。尤其是居民对建筑行业的外观、整体的舒适性以及系统的安全提出了不同程度的要求。文章着重探讨了建筑结构设计中转换层设计的具体应用，旨在进一步提高转换层设计的效果，强化其功能化和实用性特点。

1建筑结构设计的具体内容

1.1 建筑结构设计遵循的原则

为了保障建筑工程的施工质量，在推进建筑结构设计工作时，需要遵循一些基础的设计原则，主要可以细分为安全性、适用性和耐久性。安全性是指建筑自身的承受能力，如果在后期的使用过程中，受到了外部因素的影响，可能就会影响建筑结构的稳定性，对居住者的人身安全造成威胁; 适用性主要是指在完成建筑工程的设计和施工后，对建筑设计的合理性进行把握。避免建筑出现较大规模的变形和裂缝，保障建筑的后期正常使用; 耐久性是指完善相关的维修养护工作，有效延长建筑的使用年限。除此之外，在当前时代下，建筑结构的设计面临更多的挑战，工程设计人员要结合工程施工成本、工程施工难度和用户实际需求，提高建筑结构设计的科学性。

1.2 建筑结构的分类

针对不同人群的居住需求，可以对建筑结构进行分类，按照不同的划分标准能够得到不同的分类标准，如果按照工程施工材料进行分类，可以将建筑结构分为混凝土结构、钢结构、混合结构和砌体结构等。按照建筑物结构形式进行细分，可以分为框架结构、排架结构、大路结构和剪力墙结构等。按照建筑物高度进行细分，可以细分为超高层、高层、多层和单层。按照建筑的具体使用用途来看，可以细分为工业建筑和民用建筑。结合当前建筑行业的发展趋势来看，超高层建筑和高层建筑的数量不断增多，建筑施工规模也在不断扩大，建筑结构设计工作面临全新的挑战，建筑设计人员要综合多种因素，采取合理的建筑结构设计方式。

2转换层结构设计的作用

转换层结构的设计应用可满足大型商场、娱乐场所的多样化功能需求。主要利用墙体对上下层空间进行分割，上层主要满足住宅户型的空间设计要求，利用墙体将整体空间进行合理划分；下层主要预留整体空间结构，面积较大，使用方式比较灵活、多样化。在高层建筑转换层结构设计中，应结合建筑体的具体使用功能，对层高进行优化设计，保留其正常楼层的使用功能，必要时可作为设备层使用。

3转换层结构设计要点

3.1优化抗震设计

随着现代化社会的发展，人们对房屋结构抗震性能的要求越来越高，但某些高层建筑由于增加了转换层结构，导致结构竖向刚度受力失衡、承载力分布不均、传力刚度下降，甚至出现结构变形等问题，严重影响整体建筑结构的抗震性能。因此，在设计转换层时应加强抗震设计，综合分析潜在的地震威胁因素，优化结构设计，确保转换层设计的全面性和完整性，提高整体结构的抗震性能。另外，应尽量避免高位转换，高位转换容易造成上下层结构受力不均，发生水平地震时剪力墙受力荷载过大，导致整体结构的支撑力下降；高层建筑受力复杂，整体抗震性能较差，结合数据分析，如果转换层超过三层，其抗震性能将受到很大影响；如果高位转换层的传力途径被堵塞，将导致下层剪力墙的受力传递困难，导致刚度突变，甚至出现裂缝问题，形成薄弱层。因此，在设计转换层时，应结合结构类型、高度等因素选择合适的设计方案；转换层下层剪力墙主要通过楼板将受力传递到落地剪力墙上，应避免力堆积过大而引起刚度突变问题；如果采用高位转换层，则应注意提高其抗震等级，尤其要加强框架、支撑、剪力墙的抗震等级，以减少建筑出现薄弱楼层。

3.2房屋建筑结构设计必须严谨

在房屋建筑设计初期，设计机构需要将建筑设计师和结构设计师聚集在一起进行商量讨论。其中建筑设计是施工环节当中的前提与基础，其为结构设计创造了大量条件，因此，需要充分重视建筑当中建筑设计师和结构设计师的意见和建议。因为建筑设计师和结构设计师如同硬币的正面与反面，两者相互依存、相互融合、两者缺一不可，两者只有高密切联系、交流才能确保项目施工按时保质保量完成。房屋住宅建筑的强度、刚度、稳定性以及整体的安全性涉及人们的生产生活安全，因此，在建筑设计师设计完成时必须交由结构设计师进行整体分析及检验，验证其符合国家住建部门的规则。高度重视建筑结构的安全，尊重理解结构设计师，有效吸纳结构设计师的专业性建议和劳动成果，为每一份工作进行负责，为每一位用户负责。

3.3　优化刚度设计

为了提高建筑结构的稳定性，在设计转换层时应使用较高等级的混凝土，保证下层刚度超过上层 70%，将其设计为筒体结构，以保证结构刚度符合设计要求。转换层结构的设计和布置应注意以下两点。（1）底部大空间剪力墙结构的设计需要对上下层剪力墙刚度比进行有效调节，使上下层受力均匀，避免刚度突变，从而保证整体结构的稳定性。（2）外围柱距的框筒结构在对转换层进行设计时，如果要扩大外围柱距框筒结构，应采取有效措施保证上下层剪力墙刚度的稳定性。因此，在设计上下截面时，应结合实际情况采用相同材质的钢管混凝柱结构，对柱子的截面、刚度等参数进行有效控制，达到设计要求。

3.4转换层的竖向布置

转换层的设计应深入分析、精细布置转换层的竖向结构，以满足建筑物的实际功能需求、优化上下层传力途径、防止高位转换问题、提高整体结构的稳定性和可控性。另外，要对转换层的高度进行控制，如果其高度过高，将增加刚度突变的风险，破坏框支剪力墙结构的受力途径，从而威胁整体结构的稳定性和抗震性。因此，在设计转换层竖向结构时，应规范设置底部带转换层的建筑结构，防止竖向构件连续贯通。但如果建筑结构的实际功能要求应用到高位转换，则需要对变形、弯曲、剪切等结构的刚度进行全面分析，使层间内力的稳定性得到最大程度的控制，从而提高结构稳定效益。

结束语

   综上所述，转换层结构的设计质量直接影响整体建筑结构的稳定效益。因此，应结合实际情况，对转换层结构类型进行合理分类和科学选择，明确转换层设计原则，分析设计要点，尤其要对不同结构类型的设计要点、抗震设计、竖向结构设计、刚度设计等进行详细分析，从而制定更加优化、合理的技术方案，以保证高层建筑结构的稳定性和可靠性，促进建筑行业的快速发展。

参考文献

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