對(duì)高層建筑中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

耿小龍

（山西省第二建筑設(shè)計(jì)院，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式及受力分析

常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式主要有梁式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換、箱式轉(zhuǎn)換等，而梁式轉(zhuǎn)換是當(dāng)前高層建筑中應(yīng)用最為普遍的一種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式。建筑中轉(zhuǎn)換層部分所承受縱向荷載較大，因此，縱向荷載的分配設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件之間相隔距離較遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)人員也要重視結(jié)構(gòu)的撓度問(wèn)題，只有確保轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)截面具有足夠的高度和面積，才能使轉(zhuǎn)換層的剛度與強(qiáng)度符合建筑結(jié)構(gòu)的基本要求，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理，保證建筑的整體質(zhì)量。高層建筑中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)與一般結(jié)構(gòu)具有較大的差異，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可以改變建筑縱向的剛度，轉(zhuǎn)變了力的傳輸方式，將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成縱向的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。

2 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 抗震設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要重視建筑整體各個(gè)結(jié)構(gòu)的連接情況。對(duì)于高層建筑中有轉(zhuǎn)換層的，要嚴(yán)格把控好抗震結(jié)構(gòu)的高度，并且盡可能采取相應(yīng)的安全防護(hù)設(shè)施。除此之外，在進(jìn)行高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，最好采用上下對(duì)接的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠在建筑中構(gòu)建一個(gè)階級(jí)式的連接體，可以將建筑整體與各層結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效融合，實(shí)現(xiàn)交互式的建筑結(jié)構(gòu)，提高各棟樓之間的連接性，以此強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.2 轉(zhuǎn)換層總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）剛度配置。高層建筑的縱向剛度突變較為復(fù)雜，因此，設(shè)計(jì)人員在選擇建筑的相關(guān)抗震設(shè)施時(shí)，可以通過(guò)增加剪力墻、加大縱向構(gòu)件尺寸、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)等方式，保證上下結(jié)構(gòu)能夠符合總剪切度的標(biāo)準(zhǔn)［1］。

2）剪力墻布局。建筑結(jié)構(gòu)的一致受力是進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)的前提，更是必須嚴(yán)格執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。若建筑的底部承受了過(guò)多的荷載，就會(huì)大大增加結(jié)構(gòu)所接受到的壓力，甚至?xí)菇ㄖ捎诔惺芎奢d過(guò)重出現(xiàn)坍塌的情況。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要切斷剪力墻與剪力墻之間的承載力，拓展其分壓方式，使各個(gè)結(jié)構(gòu)承受的壓力都較為均衡。除此之外，建筑的主墻與轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)之間的承重比例在建筑整體的受力支撐中也起到了重要的作用。設(shè)計(jì)人員若通過(guò)混凝土來(lái)支撐轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ㄖ休d結(jié)構(gòu)起到改進(jìn)、完善的作用，并且在建筑項(xiàng)目施工完成后，也有利于建筑人員及時(shí)清理不必要的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種方式，建設(shè)施工人員能夠在開(kāi)展施工工作時(shí)，使轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)發(fā)揮其自身最大價(jià)值，提高建筑整體的質(zhì)量。

3）剛度選擇。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要合理選擇結(jié)構(gòu)剛度。如果選擇的剛度過(guò)大，就會(huì)擴(kuò)大縱向結(jié)構(gòu)，甚至?xí)霈F(xiàn)地震反應(yīng)，導(dǎo)致建筑受力不合理、材料、成本投入增加等情況。但如果選擇的剛度過(guò)小，就容易增大轉(zhuǎn)換層上部的縱向構(gòu)件的沉降差。因此，設(shè)計(jì)人員在剛度選擇上，要結(jié)合建筑自身情況，綜合考量，選擇最適宜的剛度，提高建筑整體質(zhì)量。

2.3 構(gòu)件設(shè)計(jì)

1）框支柱設(shè)計(jì)

框支柱在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重要的作用，將其合理布置在建筑中，可以有效提高建筑整體的安全性能。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)受到模板變形、剪力墻出現(xiàn)裂縫等諸多因素的影響，從而大大降低了剛度。因此，在這種情況下，在進(jìn)行框支柱設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格依照相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高框支柱的抗剪性能，將其上方的墻體縱筋朝著墻體內(nèi)層的方向延伸，以提高轉(zhuǎn)換層的連接性。

2）框支梁設(shè)計(jì)

框支梁是建筑結(jié)構(gòu)中傳遞荷載的重要部分，并且可以大大提升剪力墻的抗震能力。由于框支梁的截面大小與剪壓比有關(guān)。因此，設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要計(jì)算出框支梁的截面高度。除此之外，框支梁的截面承重情況較為繁瑣，在建筑中承擔(dān)的壓力也不小，這就要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮建筑的整體受力情況，做出科學(xué)合理的規(guī)劃方案。同時(shí)，框支梁在建筑的減震、抗震上發(fā)揮著重要的作用，將其在建筑中合理設(shè)置，可以有效提升建筑的抗震能力，提高建筑整體的綜合性能。建筑人員在施工過(guò)程中，應(yīng)遵循 “強(qiáng)剪弱彎”的原則，適當(dāng)增加箍筋的數(shù)量，使箍筋與縱筋的數(shù)量均衡，提高建筑的質(zhì)量。

3）轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，可以將剪力墻劃分成上下兩個(gè)部分，二者在承受荷載上具有一定的差異性。在剪力墻的上部，建筑中各個(gè)結(jié)構(gòu)承受外界荷載所產(chǎn)生的橫向壓力情況由剪力墻的剛度決定的。而在剪力墻下部，不同落地剪力墻具有不同的剛度，橫向剪力通常也都是由剪力墻的下部來(lái)承擔(dān)，使得轉(zhuǎn)換層附近的結(jié)構(gòu)承受的壓力具有較大的差異性。由此可以看出，轉(zhuǎn)換層樓板是重要的傳力構(gòu)件，其主要功能是傳遞不落地剪力墻的剪力，但因受到的荷載較大，容易出現(xiàn)彎曲、變形等情況。

3 抗震等級(jí)要求

在設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)剪力墻的框支框架進(jìn)行全面分析，把握好轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換梁以及剪力墻的抗震等級(jí)，確保建筑具有較強(qiáng)的抗震能力。對(duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置設(shè)置在3層及以上時(shí)，設(shè)計(jì)人員要將框支柱及剪力墻的底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)提高一級(jí)，特一級(jí)時(shí)可不再提高，使其能夠滿足建筑抗震需求［2］。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高層建筑中設(shè)置轉(zhuǎn)換層，能有效優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。所以，設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要重視對(duì)抗震性能的提升，把握好剛度的選擇，科學(xué)規(guī)劃剪力墻的位置，合理設(shè)計(jì)框支柱、框支梁及轉(zhuǎn)換層樓板，為建筑施工提供有力保障。