高层建筑转换层结构的施工设计

摘要：当前城市化建设与土地资源供求紧张的矛盾，推动了高层建筑的规模化发展。同时，高层建筑功能的多元化需求，也导致了建筑施工技术的创新与研发。探究和优化高层建筑结构转换层设计技术，对高层建筑主体工程的质量安全保障意义重大，是实现当前工程现代化建设的有效途径。

关键词：高层建筑工程结构转换层施工设计技术

现代社会的城市化进程，推动了建筑工程的规模性建设，土地资源的供求矛盾以及建筑结构造型的多样化需求，导致建筑工程趋向高空发展的同时必须注重其使用功能的综合性开发。现代建筑施工条件下，设置结构转换层已成为高层建筑施工中传递上部结构荷载的重要技术措施。本文针对高层建筑转换层结构的类型特征进行了简要分析，阐述了结构转换层的施工技术。

一建筑转换层结构

现代建筑理论认为，建筑工程的转换层结构，主要是针对现代高层建筑的多功能设计需求，在整体建筑结构体系的施工过程中，为有效解决建筑平面或竖向结构的突变性变化问题，而特别设计的单元型转换结构。

转换层结构的设置，主要是为了满足建筑结构不同的使用功能需求，当前人们生活理念的转变，导致高层建筑功能需求的多元化趋向，不同的空间划分布置要具备不同的建筑结构形式，如何通过合理地转换过渡，完成主体建筑不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。随着高层建筑施工技术的完善，转换层结构，在具备安全稳固功能的基础上，有效解决了诸如在转换层结构空间内布置管道设备等特殊技术需求的难题，在剪力墙结构及框架剪力墙结构的建筑体系中应用较为广泛。

二高层建筑转换层结构形式

随着多功能高层建筑的开发，不同的建筑造型，不同的功能需求，采用的转换层结构也不一样。常见的转换层方式如下：

1梁式转换层结构

梁式转换层是运用托梁施工技术在现浇钢筋混凝土楼板上布置单向、双向或斜向托梁，用来承托上部各层建筑结构的重力。梁式转换层一般用于底部大空间剪力墙建筑结构，是目前高层建筑转换层中应用最广的结构形式，梁式转换层结构具有同时受力性强、传力途径清晰，构造简单可靠等技术优势。

2板式转换层结构

板式转换层结构通常是针对高层建筑的上下柱网出现不规则工况时、或者轴线错位较大的情况下，采用板式结构进行设置的转换层构造。一般来说，用以承载建筑结构重荷的转换层板，其厚度相对较大，耗材也多。为更好地实现多功能高层建筑的要求，板式转换层的结构布置通常较为简便。

3斜柱转换层结构

斜柱转换层是现代高层、超高层建筑中广泛采用的转换结构形式，具有传力效果直接，能有效减小转换梁尺寸，转换方式灵活的效果，从受力模式上看，斜柱转换层属于高效型结构形式。斜柱式转换层结构侧向刚性强度相对加大，弹塑性变形相对较小，减轻了梁柱所承受的建筑剪切应力负荷，能有效避免转换层弊端。

4桁架转换层结构

桁架转换层结构，是利用转换桁架针对高层建筑的竖向荷载，通过增大中间节间跨度或减小端节间跨度来改变内力分布的建筑结构形式。高层建筑结构转换层的实际施工过程中，采用桁架转换层，能较好地布置大型管道等设备，在满足建筑功能的前提下，能充分利用建筑空间。受力明确，灵活性大，经济实惠。

5箱式转换层结构

高层建筑施工过程中，从上层向大跨度下层结构进行转换时，通常采用箱式转换层结构进行设计施工。采用箱式基础造型，是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成的建筑结构形式，具有很大的整体空间刚度，能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。

三高层建筑转换层结构的设计要点

随着高层建筑功能需求的多样化发展，转换层结构的设计需求也各有差异，设计时必须注意如下要点：

1设计目标：转换层的设计要符合建筑需求，结合封闭式开间的布置，均匀对称的设置落地构件，通过提高落地构件的强度等级，适当加大截面尺寸，采用钢与混凝土组合构件等方法，增强抗侧力构件在转换层以下的抗弯、抗剪刚度。

2结构选择：高层建筑转换层结构形式主要有梁式、桁架、箱式，斜柱式、板式等形式买不同的结构形式具有不同的优势，设计时可根据具体的工程施工情况以及建筑功能需求进行合理的优化和选择转换层形式。

3刚度保障：转换层结构设计时，要可以采取控制落地剪力墙的比例，加大落地墙的厚度，提高砼的强度等级，减小洞口尺寸，增强结构强度性能，还可以增设补偿剪力墙，来增加空间层的刚度控制转换层上下层结构的刚度变化率。 4轴压比控制：由于转换层以上墙体的垂直荷截不能借助楼板平面内的刚度传递给落地剪力墙，因此要严格控制框支柱的轴压比，箍筋应沿框支柱全高加密，并采用复合箍或螺旋箍，通过提高柱箍筋配箍率，来提高转换层柱的抗剪能力。

5配筋设计：相对来说高层建筑的梁跨中正弯矩向支座减弱的速度较慢，支座负弯矩衰减较快，转换层配筋设计时，框支梁下部钢筋应避免设置弯筋，并全部伸入支座锚固，梁跨不大时，可沿梁高配置适度腰筋并拉通上部支座负筋。

6空间设计：高层建筑施工中，砖混层结构去昂王对于空间影响较大，特别谁结构转换层和设备转换层会共同设置在同一楼层内时，应科学考虑建筑上下层结构的转换功能，还应综合具体的空间设计需求。

四高层建筑转换层结构设计应注意的问题

1转换层结构应尽量避免高位转换

由于转换层结构的竖向刚度以及上下层附近的刚度、变位和内力都存在一定程度的突变性，容易形成薄弱层，高层建筑转换层的结构设置，应坚持宜低不宜高的原则，尽量降低转换层的层位，尤其抗震结构设计，宜避免高位转换。

2尽量优化转换层结构形式的选择

高层建筑的转换层结构中，由于厚板式转换层结构受力不好，设计难度高，施工困难，施工中应尽可能优化转换层结构形式，设计时尽量采用上下轴网部份对齐，使结构受力更明确，尽量与建筑方案进行保持协调性。

3合理布置建筑框柱与剪力墙结构

建筑框柱与剪力墙结构是高层建筑的重要组成部分，高层建筑施工时必须保证部份剪力墙直接落地，转换层下面的框支柱的柱距疏密要均匀，保证其足够的刚度、强度、延性和抗震能力。框支柱与剪力墙的距离位不宜太大。

4整体计算结构外加局部应力分析。

转换层的结构型式复杂，内部应力集中，受力程度不均衡，设计时必须针对转换层结构的应力分析进行科学的整体性预算，最好以墙元或有限元分析为原理的计算程序进行设计，详细分析其各处的应力，并按有限元计算进行配筋。

【结束语】：

总之，转换层施工技术，是现代高层建筑工程的实践性技术体系。在高层建筑转换层设计中，要综合考虑不同结构的功能需求以及施工工况等因素，选择科学合理的设计方案，确保建筑施工的安全性及科学性。