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摘要：在现代建筑中，转换层已成为一种非常普遍的结构形式，在各种高层建筑中得到了广泛的应用。通过增加和利用转换层，使建筑物具有更好的承载能力，使建筑物向更高的方向发展。目前，建设用地日趋紧张，对充分利用建设用地，充分发挥建设用地的作用具有重要意义。对转换层结构的研究可以更好地促进建筑业的发展。
关键词：住宅建筑；带转换层；框支剪力；结构设计
引言
对于一些有框支剪力墙结构的住宅，结构优化设计不仅要满足住宅建筑结构的要求，而且要满足规范中对此类结构的所有其他规定。同时，要加强结构处理的各项措施。在结构的总体设计和计算中，转换层上部和下部结构的横向刚度比应满足规范的要求，结构在地震作用下的位移值和扭转效应严格应用，使结构布局合理。
1.工程概况
某高层建筑，由7栋32层住宅楼组成。地下室3层，为车库及设备用房；首层架空，层高为6.3m；2层以上为住宅，层高为3m；本工程设计使用年限为50年，安全等级为二级，建筑物抗震类别丙类；基本风压为0.70kN/m2（50年一遇），100年一遇风压为0.77kN/m2；地面粗糙度为B类；建筑场地为Ⅱ类，地震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.10g，地基基础设计等级为甲级。为满足建筑的使用功能及立面要求，结构于二层设置了梁板式结构转换层，除电梯和楼梯剪力墙直接落地及适当位置布置剪力墙外，其余剪力墙由转换梁托换，以框支柱支承。
2.转换层的结构类型与选择
2.1转换层的主要结构类型
从结构体系角度区分，带转换层高层住宅可分为“上剪下框”和“上小下大”两种类型。“上剪下框”是指转换层以上结构为剪力墙结构，转换层以下为框架筒体结构或框架剪力墙结构；“上小下大”是指转换层以上为小柱网的框架结构或筒体结构、剪力墙结构，转换层以下为大柱网的框架结构或筒体结构、剪力墙结构。按照结构形式，也可分为两种类型：一种是梁式转换，如梁式结构、桁架结构、空腹桁架结构、箱型结构、斜撑结构等；另一种是板式转换，主要由现浇整体厚平板组成。随着社会的发展，转换层结构形式近几年还出现了塔接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等形式，使转换层结构设计有更多的选择。
2.2转换层结构类型的选择
梁式转换结构在带转换层高层住宅结构设计中应用比价广泛。因为梁式结构传力直接明确、计算分析较方便、造价较节省等优点成为设计人员的首选。但是转换梁比较高，而且《高规》10.2.8-6规定“转换梁不宜开洞”，深梁式转换有时不利于设备层使用。如果深梁不能满足使用要求的情况下可选用宽扁梁转换形式，宽扁梁转换形式有利于降低结构高度可以方便设备安装。但造价相对于深梁转换要高。随着宽扁梁设计理论和实践的成熟，扁梁转换可作为梁式结构的又一转换形式。斜撑转换结构结构受力比较好，而且采用型钢混凝土施工方便快捷，可以使转换结构受力更加合理，结构更加经济，但是有时受使用空间的制约，在满足使用功能的情况下斜撑转换是一种不错选择。板式转换高度小但结构厚重、材料利用率低，而且受力复杂、计算困难、配筋不便，所有应用比较少。箱形转换层是解决转换梁较大扭矩的结构形式，但造价也比较高所以在建筑工程中应用也不常见，桁架结构采用预应力结构是一个不错的选择，但是由于设计经验少，有时需要通过试验研究才能确定参数，这在一定程度上限制了它的应用。
3.剪力墙结构设计及计算优化
3.1剪力墙结构设计方面的优化
在剪力墙结构中，剪力墙应沿主轴方向或其他方向双向布置，以形成空间结构；抗震设计的剪力墙结构应避免剪力墙的单向布置，两个力方向应该是侧向刚度接近，以获得更好的空间性能。剪力墙的侧向刚度和承载力较大，以充分利用剪力墙的承载力，减小结构重量，增加剪力墙结构的可用空间。墙不应过于密集布置，以使结构合适侧向僵硬。
剪力墙的截面应该简单而规则。剪力墙的垂直刚度应该是均匀的。剪力墙的门窗开口应上下对齐并成排布置，以形成清晰的墙壁肢体和连接梁。应力分布相对规律。与目前广泛使用的计算草图相比，设计结果安全可靠。建议避免设置墙壁的开口和接头刚度。当剪力墙的孔布置有错误的孔和错误的孔时，墙中的加强件应形成框架。
对于较长的剪力墙，建议打开一个孔并将其分成几个相对均匀长度的墙壁部分。墙壁部分之间应使用弱接缝。每个独立壁部分的总高度与其截面高度之比不应小于2.避免剪力墙中的脆性剪切损坏。对于抗震设计，应避免在孔与墙之间或两个开口之间形成壁截面高度与厚度比小于4的小壁肢。当小壁截面的高度小于壁厚的4倍时，应根据框架柱设计。根据框架柱的加密，马镫需要完全加密。
剪力墙的特点是面内刚度和承载能力大，而面外刚度和承载能力相对较小。应控制剪力墙平面外的弯矩，以确保剪力墙在平面外的稳定性。当剪力墙壁在平面外方向上连接到地板梁时，应采取足够的措施来减少梁端力矩对墙壁的不利影响。
3.2剪力墙结构计算方面的优化
在设计剪力墙结构时，有必要根据规范的要求全面检查结构是否合理。例如，剪力墙结构的刚度不应太大。在满足规格的基础上，最大层间位移与层高的比值符合规格，地板的最小剪切系数为目标，因此计算结果无限接近标准值。
3.3楼层最小剪力系数的调整原则
（1）楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则
该规范规定，在计算具有多次地震的地板的最大层间位移时，主要使用地板的弯曲变形，并且包括扭转变形，而不扣除结构的整体弯曲变形。因此，对于高层建筑物，应尽可能地使变形最小化，但是仅基于层之间的不充分位移不能增加垂直构件的刚度。在实际工程设计中，一旦设计人员看到某个方向的层间位移不能满足规范要求，就会不断增加项目的横向刚度。虽然这可以解决这个问题，但此时应该注意结构的剪切重量比：如果接近规格限制，则可行；如果剪切重量比已经很大，则不应盲目增加，还要学会减少相应的一面。结构刚度降低了剪切重量比。地震效应降低，可以达到同样的效果。
（2）框支层结构优化设计
框架支撑剪力墙结构的薄弱部分位于框架支撑层，因此加强延性和提高抗震性能非常重要。
1.增加墙量及刚度
建筑功能需要很大的空间，并且不可能安装更多的落地式剪力墙。因此，在不影响功能的情况下，增加中间圆柱体的壁形壁以增加框架支撑壁的数量和刚度。
2.采用钢纤维混凝土，提高抗震性能
为了提高框架支撑的抗震性能，提高其延性，我国现有的工程项目采用钢筋混凝土结构和钢筋混凝土柱，结构纵向钢筋和螺旋箍筋。框架支撑层的垂直构件包括壁和柱。使用钢纤维混凝土。1m3混凝土的钢纤维含量为80kg，可使抗拉强度设计值提高约35％，剪切强度设计值提高约50％。除了强度增加外，还同时使用钢纤维混凝土和普通混凝土，不需要特殊的施工措施。因此，它可以用于设计待加强的部件，并且可以在没有大的柔性的情况下使用不必要的部件。
4.结语
框支剪力墙结构是抗震的一种不利形式，其抗震性能差，造价高，应尽量避免。然而，它能够满足现代建筑不同功能组合的需要，结构设计是必然的。为此，采取积极措施提高其抗震性能，最大限度地降低材料消耗。
参考文献
[1]方晓云.带转换层的高层建筑结构塑性层的合理位置[J].科技创新导报，2018.19.
[2]李丽.框支剪力墙结构的设计[J].陕西建筑，2015.7.