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摘要:社会的快速发展和城市化建设进程的不断深入，为建筑行业的发展创造了有利条件，在这样的情况下进行高层建筑的带结构转换层设计，相关工作人员不仅要很好的掌握转换的专业知识，还要对相关施工技术有一定程度的了解，这样才能根据实际建筑要求设计出科学、合理的带结构转换层的高层建筑。本文对高层建筑结构转换层的结构设计进行了探讨。
关键词:高层建筑；结构转换层；结构设计
前言
高层建筑结构改造层设计是一项十分复杂的工程。在设计和施工之前，必须仔细分析和讨论。当计划正确时，可以从机械的角度进行构造和分析。可见高层建筑上下两层的内力比较集中，地震力比较集中。这是很难设计的。这逐渐成为高层建筑设计中的重要问题之一。为了保证设计的顺利进行，它一直受到国内外的高度重视。在高层建筑的结构变化中，必须建立安全舒适的改造层。以下是转换层设计的系统论述。
1、高层建筑转换层特点
高层建筑转换层主要特点：使楼层的上部结构荷载通过转换层重新分配并传递给下部结构和地基基础；由于转换层刚度大、应力集中且力的传递突变，因此遇到偶然荷载（水平地震作用）作用时，转换层受到较大外力和产生水平位移；转换层梁柱和梁上墙节点较多，节点处的钢筋锚固、插筋与变径较复杂。若施工不当，会造成转换层应力集中，产生裂缝、挠度超出规范要求范围等现象。在一些地震易发地区，高层建筑的水平受力需要合理控制。整个建筑的地板刚度和质量不允许发生突变，必须确保其变化的一致性。在发生地震时，为避免建筑物出现薄弱层，整个结构的稳定性都有负面影响。
2、高层建筑转换层结构的种类、功能
一般的，转换的构件会在建筑的柱列周边进行布置，转换形式主要有桁架式、梁式、箱形、板式以及空腹桁架式等。高层建筑中的转换层具有扩大室内面积，提供较大出入口的功能。传统的剪力墙结构的间距较小，比较适合对住宅客房以及旅馆进行布置，而对于需要较大空间的会议室、购物中心、文化娱乐场所等进行布置时，就需要通过转换层将部分传统剪力墙转换为框支剪力墙，以此来增大空间，满足大空间建筑的功能需要。高层建筑中转换层主要是为了将上下层结构进行转换，上下层轴线进行转换、柱网进行转换等。在框架剪力墙结构中，通常采用将传统剪力墙上部转换为框支剪力墙来增大内部空间面积；而上下层柱网、轴线的转变并未改变上下层的结构形式，只是通过改变转换层的柱距来形成较大的柱网，这种转换类型通常被用在外框简底部来形成大入口；通过结构转换层，将上面楼层的剪力墙结构转变为框架结构，使上面楼层与柱网轴线错开，从而形成上层、下层结构的错位布置，实现转换层的功能。
3、高层建筑结构转换层的结构设计
3.1模板支撑选择设计
首先需要按照建筑物的具体情况选择合适的结构模板支撑。对于高层建筑而言，带结构转换层结构非常复杂，无论是钢筋分布情况，还是施工的耗材量以及负载情况都非常的繁琐。因此想要实现高层建筑带结构转换层结构设计，需要按照施工模板支持施工系统，做好应力分布，保证施工建筑物的稳定承载能力，使其能够支撑整个建筑系统与自身性能。一般情况下，常用的模板支持系统不多，但是在使用的过程中需要结合建筑物自身的特点，选择最佳的模板支撑设计，从而使建筑物的设计符合施工要求。
3.2过渡设计、防震设计
高层建筑带结构转换层会受到建筑物上下连接的影响，因此转换层的结构会比较复杂，并且结构转换层需要携带整个高层建筑物的质量，因此一旦出现设计不达标现象，建筑物的施工会出现抗震能力不足等安全隐患问题。此外，高层建筑带结构转换层属于大跨度结构转换层，截面积较大，因此选择最佳的过度转换层才是设计最佳转换层面临的主要问题和难点。近年来，高层建筑结构转换层包含结构桁架式、板式、梁式、箱形和空腹桁架式等不同的桁架型常用形式。对于大型系统和大跨度梁组件而言，力传输方式具备很强的灵活性，因此具有较大的优势。而梁主要应用在空间剪力墙结构当中，虽然梁具备清晰的优点，但是实际耐用性较差，抗震能力不足。在对高层建筑物的带结构转换层进行设计时，需要结合建筑物的实际情况，选择最佳的设计方案。
3.3转换层结构钢筋设计
对于高层建筑带结构转换层的钢筋设计而言，首先需要合理选择钢筋设计方案。梁柱接头属于钢筋比较密集的地方，该区域需要使用较多的钢筋。在设计高层建筑转换层时，需要使用大径梁或者钢筋量，因此合理安排钢筋的使用顺序对于高层建筑转换层而言非常重要。在设计结构转换层之前，需要对整个建筑物的设计具有充分、全面的了解，然后才能够确定钢筋的使用顺序，同时还需要全面考虑钢筋之间的关系。当出现转让板厚度较大或者结构转换梁高度较大时，需要采取稳定钢骨架的措施，确保带结构转换层设计可以满足高层建筑物的设计要求。
3.4建筑转换层上下结构的侧向刚度比比值的确定
对建筑转换层上下结构的侧向刚度比比值进行有效的确定，才能更好地确保下部楼层的刚度得到有效的控制，同时确保转换层的侧向刚度达标，有效的预防转换层侧向刚度柔软。所以在确定其比值时，当转换层设置在3层及3层以上时，应按《高规》规定分别计算等效侧向刚度比和转换层本层与转换层相邻上部楼层侧向刚度比，设计中应同时满足这两种刚度比的限制条件。且结合实际对其比值进行确定。当高层建筑为扩大外围柱距的框筒结构或内部抽柱的框架结构时，由于建筑功能上要求下部柱子截面小，层高要比上层高许多，因此很难满足上述要求。此时建议转换层以下采用钢骨混凝土柱或钢管混凝土柱，这样来调整柱的截面面积、刚度和延性，从而达到满足建筑功能的要求。但这时应特别注意转换层上、下的连接，当转换层上部为钢筋混凝土时，应将下部钢骨混凝土柱锚入转换层内。而对于底部大空间剪力墙结构。由于底部大空间剪力墙结构的底层高大以及部分剪力墙不落地改为框支后，底部刚度显著减小，为防止底部层刚度突变，应控制转换层上、下剪切刚度比：当底部大空间为1层时，转换层上、下结构等效剪切刚度比r宜接近1，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不大于2。
4、转换层施工遇到的问题及对策
4.1遇到的问题
（1）转换层的自重大、占用空间大、结构复杂，在施工过程中难度大，材料的占用量也非常大，施工成本也大大增加。（2）在转换层中，有的具有大体积的混凝土施工，这样容易出现升温裂缝的现象。（3）要减小转换层施工对下部的影响。
4.2解决措施
（1）合理的对支撑体系进行布置，要结合下部结构特点进行灵活的布置，采用悬空支撑体系进行支撑，尽量减小对楼板直接的作用力。（2）对于转换层混凝土体积较大，应该采取一定的措施，比如：采用养护措施对温度进行调整、使用低水化热的矿渣、在完成施工拆除支撑体系时，要确保混凝土的干湿程度是否符合要求等等。（3）减小转换层施工对下部的影响主要采取的措施是分层浇灌混凝土，让先浇灌的部分承担一部分的重量，卸载支撑体系的负荷。（4）在钢筋翻详前一定要对设计意图以及熟练程度、审核等进行深一步的了解，熟练掌握相关规定，当转换梁的高度较高时一定要保证钢筋骨架的稳定，这样才能安全方便的进行操作。
5、结语：
总而言之，随着我国城市化进程的深入发展，城市用地面积急剧减小，城市用地极为紧张，高层建筑的出现很好地缓解了城市用地紧张问题，其地位也越来越重要。转换层的转换形式复杂，而转换层设计又是高层建筑设计的难点和重点，为保证高层建筑的建造质量，就必须要深入研究和掌握转换层结构的设计要点，并在实际的设计当中，合理设计布置转换层，分析整体结构和建筑结构受力特点，实现建筑设计的良性发展。
参考文献：
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