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摘要：转换层是目前复杂高层建筑中应用较为广泛的一种结构，本文介绍了转换层的主要结构形式及受力，对结构转换层的作用进行了分析，总结了高层建筑结构转换层的设计原则，提出了减少转换层竖向结构刚度差异性的方法，分析了不同层受力状况对于转换层的影响，为高层建筑转换设计提出了理论指导。
关键词：带转换层；高层建筑；结构设计
引言
社会不断进步，人们的居住环境以及整体生活质量和水平也在不断提升。在这种背景下，人们对于居住的整体要求也在不断提升，为了满足现代人更加丰富多样的居住需求，高层建筑的设计以及构建过程中，逐渐加入了更多的多元化元素，促使在高层建筑的实践当中，能够不断的完善建筑的整体服务质量和功能。在对现代化高层建筑进行设计和施工的过程中，为了保证建筑结构的合理性布局，要做好结构转换层的相关设计工作，保证结构层在实际应用过程中，其自身能够有良好的均匀性和稳定性。在对结构进行科学合理的设计，对提高高层建筑结构的整体稳定性和建筑的施工质量，具有较为直接的影响，因此，在高层建筑的设计和施工中，需要对结构转换层的结构设计引起足够重视。
1转换层的主要结构形式及受力
梁式转换是目前工程中应用最多的转换层结构形式。常见的还有板式转换、桁架转换、箱形转换和搭接柱转换等。由于转换结构的上部传来的或下部承担的竖向荷载很大，故竖向荷载是设计的重要因素。而且转换结构构件的跨度很大，挠度问题也不容忽视。高而大的截面可以保证转换结构有足够的强度和刚度。转换层结构不同于常规结构。转换层的存在使建筑物沿高度方向的刚度不均匀，而且改变了力的传递途径，使结构成为竖向不规则结构。
2结构转换层的作用分析
高层建筑不仅能够有效缓解城市土地资源紧缺问题，还能够提高单位土地资源的利用效率，为城市发展创造更良好的条件和环境。高层建筑在当代社会发展中，已经逐渐成为城市化建设中的重要标志。而在对高层建筑进行设计的过程中，其自身与普通建筑物之间具有不同之处，特别是高层建筑当中，不同的楼层之间由于受力特点的不同，导致对建筑的整体安全性和质量问题都可能会产生不同程度的影响。一般来说，在针对高层建筑进行结构设计的过程中，越往上的楼层，其受力就越小，而中间以及下部的整体楼层受力情况就相对比较大。除此之外，根据高层建筑用途以及设计的不同，每一层的受力情况也会随着实际情况的不同而产生变化，相互之间也存在着一定区别。所以在针对高层建筑结构进行设计的过程中，可以利用与实际情况相符合的措施来进行操作，不仅能够提高建筑下部结构在刚度以及横梁上的整体质量和安全性，而且还能够发挥出相对应的结构保护作用，将其自身结构的可靠性进行有效的提升。
通过对实践当中的实际情况可以看出，如果楼层不断增加，设计人员在对其进行处理时，会直接利用减少墙或者是柱的方式来进行操作，这样能够在某种程度上保证结构的整体使用空间。并且同时保证下部在支撑中的作用能够被充分的发挥出来。因此，在实践当中，针对高层建筑结构转换层的特殊性特征，设计人员在具体的操作中，需要根据实际情况的不同，不断的扩大下层结构的整体空间，提高整个建筑结构的合理性和承载能力。由于这种设计方式与常规建筑的设计思路存在差异，所以为了保证高层建筑结构的稳定性，无论是在整体设计思路上，还是在结构转换层的单独设计上，都要求充分考虑建筑物自身的稳定性需求，确保设计方案符合建筑的施工质量标准要求。
3高层建筑转换层结构设计要点
3.1转换层结构设计原则
在高层建筑设转换层会出现竖向刚度突变，严重减弱了高层建筑结构的抗震能力。经过长期以来工程经验的积累，一般遵循以下几种设计准则可以避免类似问题的发生：第一，慎重选择竖向落地的构件。在设立转换层的过程中，转换的竖向构件会导致刚度突变，最终影响结构的抗震功能。为了保证转换层结构的刚度，要注意确保转换层的结构刚度不低于其上层结构刚度的70%；第二，尽量将转换层结构设立在建筑物竖向偏低的位置，遵循能低就低的准则。当转换层高度超出一定的范围后，结构所受的各项作用力的作用效应便会呈明显的上升趋势，给结构的设计带来困难。因此，应当尽量降低转换层所处的位置。通常情况下，转换层的位置应以三层以下为宜，最高不得超过六层；第三，优化转换层结构，建筑材料选材时应选择导力较强的材质，这样能更好的达到结构设计的需要，尽可能使质量中心与刚度中心相对应；第四，在满足结构安全性的前提下转换层的刚度要小，尽量缩小转换层的层高。
3.2减少转换层竖向结构刚度的差异性
带结构转换层的高层建筑在实际的使用中转换层的竖向结构存在着刚度突变的问题，影响着结构转换层的安全性能。因此，设计人员在高层建筑结构转换层的设计中应该减少转换层双向结构的差异性，将上下转换层结构刚度的差值控制在合理的范围内，并适当增加落地墙的厚度，将安全系数较大的补偿剪力置于相关的结构中，保证高层建筑的部分结构的空间刚度。同时，由于落地构件对于高层建筑转换层结构也有一定的影响，设计人员需要保证落地构件的设计均匀性，适当增大构件的截面尺寸。选择强度较大的混凝土材料，提高转换层下方抗侧力的性能，可以达到相关构件的抗弯设计要求。
3.3充分考虑不同层受力状况对于转换层的影响
高层建筑的结构转换层相对比较特殊，主要在于它在实际的应用中需要考虑不同层的受力状况，尤其是关键部位的应力大小。因此，设计人员在高层建筑结构转换层的设计阶段，需要充分考虑不同层的受力状况，采取先进的技术手段计算出不同构件的应力值。根据高层建筑结构转换层周围的应力分布状况，可以在结构转换层中进行配筋，最大限度地发挥结构转换层实际的作用效果。同时，为了保证高层建筑整体结构的稳定性，需要设计人员掌握梁跨部位支座正负弯矩速度的变化规律，保证腹筋尺寸符合设计规范。设计人员也可以将梁跨部位下端的钢筋设计为全埋式的锚固结构，提高结构转换层的安全性能。
3.4转换层结构构件平面的布置
将水平转换构件布置在角筒或周边柱列上，可达到扩大底层入口的目的，同时也可改善上、下层柱网。将转换梁与相邻层错开间隔或双向布置可达到在内部获得大空间的目的。也可沿纵横向平行布置或与相邻层互相垂直布置。当建筑平面及核芯筒为圆形时，可放射性布置转换结构构件。将大梁布置在两个方向的剪力墙上并向两端悬挑时可使底层四周自由开敞。当转换梁上部为剪力墙时，为使大梁受到的扭矩不大，应保证上部结构落在转换梁的形心上，而且不宜采用间接传力形式（如：梁搭梁），可设置框支柱。剪力墙平面布置宜对称。当南北向质量中心与刚度中心偏差不超过2m时，东西向完全对称时结构偏心率就可以达到较小。当各层最大水平位移与层间位移比值不大于1.3，周期比小于0.85时，满足控制扭转和平面布置的要求。
结束语：随着高层建筑的不断发展，复杂的带转换层的建筑结构越来越多，结构模型也越来越多样化。本文介绍了转换层的主要结构形式及受力，分析了结构转换层的作用，对高层建筑转换层结构设计要点进行了研究和探索，可供相关设计参考。
参考文献：
[1]谢俊,蒋涤非,庄偉.某商务公寓超限高层结构分析与设计[J].建筑结构,2018,48(03):57-61.
[2]李全清.带转换层的复杂小高层结构设计[J].四川建材,2017,43(06):49-50.
[3]容园园.转换层结构设计在高层建筑中的应用分析[J].建材与装饰,2017(19):98-99.
[4]梁瑞宏.分析建筑高位转换层框支剪力墙结构设计[J].建材与装饰,2017(11):70-71.