轉換層結構在高層建筑中的結構設計

陳 浩

（國策眾合（北京） 建筑工程設計有限公司，山西 太原 030000）

現(xiàn)階段，城市中建筑項目的高度逐步增大，因而轉換層的設計質量對于高層建筑的整體設計效果有著重要的影響。具體設計工作中，要對建筑項目的具體狀況進行全面分析，選取合理的轉換結構形式，對關鍵設計環(huán)節(jié)進行把控，提高轉換層的設計質量。

1 我國高層建筑的發(fā)展概述

隨著城市化建設不斷推進，城市的住房壓力和交通壓力越來越大，而且越來越多的年輕人不斷進入城市謀求發(fā)展，這進一步導致了城市住房緊張。這就意味著我國家必須在有限的土地上建造出更多的建筑滿足更多的人的生活需要。解決這一問題，唯一可行的辦法就是增加高層建筑。同時城市土地的短缺也極大地促進了高層建筑的建設?？梢哉f，高層建筑是中國未來發(fā)展的必要條件。轉變方向是解決人口增長與土地資源有限矛盾的必然選擇。高層建筑用地少，人口多，成為未來城市發(fā)展的首選。當然，高層建筑的建立也標志著中國經(jīng)濟的發(fā)展水平。人們很容易在發(fā)達的城市和高層建筑中展現(xiàn)出一定的景觀水平。人們可以很容易地將城市與高層建筑的景觀聯(lián)系起來。這也需要巨大的財政支持。同時，高層建筑雖然有很多優(yōu)勢，但仍不能作為城市化普及的標準轉型模式。高層建筑應注重實事求是的原則，與當?shù)厝丝诤铜h(huán)境容量相輔相成，辯證地分析當?shù)亟ㄖ钸m合的建筑模式。在目前的情況下，我國高層建筑在稍大一些的城市并不少見。

2 轉換層的基本概念與功能分析

2.1 轉換層的基本概念

在開展高層建筑的結構設計工作時，為了能夠滿足居民對于房屋住所的不同需求，往往需要為建筑項目預留更大的內(nèi)部空間，同時還要對建筑工程的網(wǎng)柱進行擴大，盡可能降低墻體的數(shù)量。但是，對于高層建筑工程而言，其在上層結構中需要開設相對較小的空間。為達到這一目的，就需要設計多層墻體。在進行整個建筑的結構設計工作時，由于建筑內(nèi)部的豎向桿件不能上下貫通，因而不能滿足建筑結構設計的整體效果與功能方面的需求。這一過程中，通過轉換層結構的應用能夠有效解決上述問題，進而可以滿足建筑項目在功能方面的各種需求，通常將這一高層建筑結構稱之為轉換層結構。

2.2 轉換層的功能分析

由于功能方面存在較大的差異，因而設計工作中可以將轉換層結構細分為3 種不同的類型：第一，上、下層結構轉換。對于這一轉換形式而言，往往在剪力墻結構中有著相對廣泛的應用，此外在框架-剪力墻結構也有著一定的應用。該類轉換層能夠為建筑內(nèi)部提供較大的使用空間與面積；第二，通過對轉換層的上、下層的柱網(wǎng)做出優(yōu)化，同時對結構的軸線做出相應的改變，就能使得建筑的下層結構形成一個大柱網(wǎng)，進而達到結構轉換的目的。一般來說，這一類型的轉換層主要用在外框筒的下層入口應用較為廣泛；第三，通過對結構的軸線以及形式做出轉換，進而達到結構轉換目的。

3 帶結構轉換層的高層建筑結構設計要點

在進行轉化層的設計過程中不僅要考慮到建筑的安全性原則，同時還要考慮建筑的經(jīng)濟性原則和空間利用率等問題。轉換層設計的過程中主要是要處理好剪力墻和轉換柱之間的設計問題，要根據(jù)不同的項目需求來合理地進行對稱性設計。另外一方面對于轉化層設計來說，穩(wěn)定性因素是其中一個很重要的因素，因此在設計時要需要進行認真設計。

3.1 剪力墻與轉換柱的對稱設計

在進行帶結構轉換層的設計過程中，必須要在設計初級階段考慮剪力墻和轉換柱之間的設計問題，在設計兩者的空間關系是，盡量保障二者分布的對稱性，因此對稱結構能夠滿足受力均勻，從而保障建筑物的安全可靠。在實際的設計過程中為了更好地保障就應該保證剪力墻與轉換柱兩者將的注腳轉角能夠維持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，這種情況下就需要梁跨的梁體來代替框架柱。如果在設計的過程中要保障建筑的經(jīng)濟效益，則在設計的過程中，就需要通過一定的計算來保障二者在空間上保持著最優(yōu)的關系，從而保障建筑施工的經(jīng)濟性。因此只有在設計過程中盡量保證剪力墻和轉換柱的之間的對稱關系，才能保障建筑的質量安全以及經(jīng)濟效益，同時還能夠有效避免框支柱可能出現(xiàn)的截面過大現(xiàn)象，可以最大程度節(jié)約建設空間。

3.2 高層轉換層的抗震設計

抗震設防目標是高層設計中一個重要的設計指標。因為高層建筑在來考慮建筑的抗震指標時需要考慮到建筑物所處的地質環(huán)境。對于不同地質環(huán)境下的抗震設計的要求是不同的。同時在進行高層建筑設計時還需要滿足設計結構的延展性要求，保障高層建筑的設計的合理性，在實際設計時嚴格遵守多道設防的設計原則，這種設計原則能夠保證高層建筑的穩(wěn)定性和可靠性，通過多道防線可以使得建筑物在震動中受到的破壞得到最小。因為當?shù)谝坏婪谰€被破壞之后，第二道防線就開始發(fā)揮作用，這樣就能夠保障建筑物不會發(fā)生整體性塌方，從而造成較大的破壞。高層建筑物因為重心高，在受到地震影響時，很容易出現(xiàn)坍塌。在地震容易出現(xiàn)塌方的地方，有很大的原因就是因為自身的重力負荷過大引起的，因此如何合理設計房屋的結構，減少自身負荷就顯得格外重要了。

4 結語

綜上所述，高層建筑轉換結構在設計過程中需要考慮多方面的影響，同時也要把材料因素和施工的因素考慮在內(nèi)，只有這樣才能更好促進我國高層建筑的發(fā)展。