论建筑转换层的结构设计
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摘要：近年来，随着城市建设步伐的加快，高层建筑使用功能逐渐向综合化、多样化、全面化等方向发展。建筑转换层成为建筑物内部的一个重要的结构。本文介绍了转换层结构的特点及常见的类型，分析转换层结构设计应注意的问题。
关键词：转换层结构；设计
一、转换层的内涵和结构特点
建筑物的转换层是建筑施工领域中常见的一种建筑结构。在当前的建筑物中，为了更好地解决不同的层面之间存在着不同的使用功能和结构性的差异，常常采用建筑转换层的方式作为过渡，最终实现对楼层上下部结构和设计的转换，一般是在建筑物内部设置转换层，以此来调整不同结构之间的受力状况，最终保证建筑物的使用安全。
建筑物转换层具有很大的优势和功能，主要体现在：①能够实现剪力墙和框架之间的转换，所采用的方法是应用建筑物内部的剪力墙结构或者是框架- 剪力墙体系进行转换；②对建筑物建筑层结构形式和结构轴网，充分实现上下结构不对齐的布置。③改变建筑物上下受力柱的分布情况。总体来说，要想科学合理选择转换层的设计模式，通常要根据相应建筑物本身的结构特征以及建筑物使用功能方面的需求，充分实现建筑物转换层在建筑行业中的使用，有效提高建筑物的稳定性和使用性，极大限度的延长建筑物的使用寿命，最大限度的提高我国建筑事业的水平，促进我国建筑事业的稳步发展。
在建筑物内部的转换层结构，承受着比较大的压力，主要有建筑物上部的构造因为重力产生的负荷，还有建筑物悬挂下部结构所行成的多层负荷，以及转换层内部存在的内应力，这些力最终都作用在建筑物的转换层上，以此建筑物转换层承受着很大的负荷。另外，建筑物转换层还直接影响着整个建筑物的受力状况，所以在进行结构设计时应该根据建筑物本身的特点灵活采用设计方案，保证建筑物转化成的质量，最终实现建筑物的使用安全。
二、建筑物转换层的发展方向
当前建筑物转换层技术有了很大的发展，其主要的发展趋势时：1 预应力混凝土转换层的广泛应用。当前采用预应力技术在施工和结构的设计上提供很多的方便，例如：对施工中产生裂缝的控制，减少施工中支撑的负担，减小截面的尺寸等等。因此在施工的过程中对于大跨度转换层来说，采用预应力混凝土的结构非常适宜，充分实现节约钢材和混凝土等优点。2 钢骨混凝土转换层的应用，这种转换层技术具有承载力好，刚度好等优点，其耐用性和抗震性优于钢筋混凝土梁。在施工的过程中采用这种技术能够实现加快工程进度的优点。这种技术在当前我国的实际工程中应用较少。
三、建筑物转换层常见的类型
转换层通常是根据建筑物的功能来设计，一般在高层的建筑中可以作为正常的楼层使用，如果受设计水平和楼层高的影响，一般情况下可以作为设备层应用。根据转换层不同的结构特点，在转换层的设计上常常可以分为以下几种。
（一）梁式建筑转换层
当前现阶段，再无过建筑业广泛使用的转换层的结构设计方案是梁式转换层的设计。这种设计方案主要是采用框支梁同框支架以及剪力墙相结合的方式来增强转换层之间的强度和刚度。这种设计方案在施工的过程中具有难度低、施工的可靠性比较强的特点，在当前应用比较广泛。梁式转换层一般都是转换大量的受力。通过查阅相关文献可知，无论是转换大梁上部的墙体以什么形式出现，只要是墙体具有一定的长度，那么转换大梁中的弯矩就会相对减小，这时会出现一定范围的受拉区域，传到力的途径清晰明确。
（二）桁架式转换结构
这种转换层的设计具有明显的受力状况，自身的重力比较小，同时抗震的效果比较好，在很大程度上提高建筑物的质量，进一步保证建筑物的使用安全。但是这种设计方案也存在一定的不足，特别是在节点的设计方面存在较高的难度，因此在当前的转换层结构设计中应用比较小。这种设计方式通常应用于高度在3 m以上的转换层的设计当中。如果设计人员在设计的过程中采用相应的预应力的技术，那么可以很大程度上减少构建的截面，提升工程的空间，降低工程的造价。
（三）斜柱式转换层结构
这种设计方案的设计相对来说比较特殊，它能够充分发挥相应混凝土承载的压力，减少转换层结构对建筑物空间的占有率。但是在设计的过程中有一点需要注意的是，设计人员在进行设计的过程中要时刻注意建筑物内部结构水平荷载，一般是采用增加拉梁或者是圈梁的方法，能够找出平衡水平载荷量的最佳途径，最大限度的提高转换层的强度和刚度。
（四）板式建筑转换层
这种转换层结构具有较为明显的优点，可以在建筑物的转换层的结构上随便布置轴网或者是结构的形式，这对于一些建筑物来讲是一个比较恰当的选择。但是通常情况下建筑物的转换层存在着非常复杂的受力状况，并且受自身条件的限制，从而使转换层成为建筑物当中相对比较薄弱的一个部位，很大程度上降低了建筑物的抗震性能，所以在施工的过程中对于这种转换层的选取要小心谨慎。
（五）巨型框架转换层
这种转换层技术是我国进一步发展转换层技术的方向，该设计主要是通过垂直分布的简体或是大型的立柱构成的，具有形式多变，性能优良的优点，能够充分提升建筑物转换层的刚度和硬度，最终保证建筑物的质量，提高转换成的刚度和硬度。
（六）框支梁转换层的设计
这种转换层所采取的方式是将底层部分剪力墙改为框架形式，充分形成建筑所需要的空间，并且在底层布置落地剪力墙，在布置底部剪力墙的时候要充分考虑一下几个环节，首先是保证大的空间层存有充分的刚度防止沿竖上下刚度的变化过快，影响使用，同时必须控制落地剪力墙的间距和转换层楼板的厚度。
在设计的过程中必须控制剪力墙的间距，如果间距过大，会影响楼板的形状，使楼板发生明显的形状的改变，还要注重加强转换层楼板的构造措施，最终保证施工的安全和转换层的正常使用。
四、转换层设计的原则 通常情况下，建筑物内部的转换层的设置在一定程度上会造成建筑物纵向刚度结构的改变，使其变成建筑物中相对薄弱的环节。根据这种状况，在进行转换层结构设计时应该尽量减少需要转换的纵向构件，同时相应的增加直接落地的纵向构建的数量，从而最大限度改变建筑物刚性结构的突变程度，提高整个建筑物的抗震能力。根据建筑物转换层所在的位置不同，在进行转换层结构设
计时采取不同的设计方案。例如：当建筑物转换层的位置相对较低时，这时对建筑物的重心和受力状况的影响相对较小，这个时候建筑物的稳定性更好。所以根据这些特点，在进行建筑物转换层结构设计时，应该尽量降低转换层的位置，充分保证建筑物的稳定性。最后在进行转换层的结构设计时在主要是采用强化下部结构，相对弱化上部结构的思路，保证施工进度和质量的前提下，尽量减少施工的难度，有效的控制施工的成本，最终实现最佳的经济效益。
五、转换层设计应该注意的问题
（一）提高转换层与整个建筑物的整体性
一般情况下通过调整转换层的结构设计内容来提高转换层和建筑物的整体性能，以此来提高建筑物的稳定性，延长整个建筑物的使用寿命。为此应该尽可能的优化设计方案，令质量中心与刚度中心相对应，从而更加明确转换层的受力状况，避免建筑物出现刚度突变的状况，最终实现建筑物的整体性目的。
（二）合理安排转换层的位置
由于建筑物特别是高层建筑物的受力模式较为复杂，并且建筑物内部所受作用力的种类和分布都会随着建筑物高度的增加而发生实质性的变化，当到达一定高度时，建筑物所承受的压力增大，给建筑物的设计带来很大的不便。如果转换层的位置过高，常常会使转换层内部的受力状况发生改变，也会对上下层面的刚度和受力方式产生一定的影响，使转化层成为整个建筑物中的薄弱环节，降低建筑物的抗震能力和效果。因此应该适当降低转换层所处的位置，保证建筑物的质量。
（三）保证转换层的刚度
转换层的好坏直接影响着整个建筑物的质量。在建筑物的设计和施工过程中，建筑物本身的高度和重量在很大程度上决定着转换层所能承受的垂直负荷，通常情况下转换层的结构容易使建筑物在转换层的部位产生刚性突变，成为整个建筑物的薄弱环节，在很大程度上降低整个建筑物的防震效果。因此在进行建筑物转换层结构的设计时应该注意确保转换层的刚性结构不低于其上层结构的70%。为了更好的实现这一环节，应该合理调整剪力墙的分布，适当提高剪力墙的厚度，再是供的过程中采用等级比较高的混凝土，从根本上保证转换层的刚度，从而确保建筑物的抗震性能。
六、结语
综上所述，通过合理分析建筑物转换层结构的设计原则和种类以及充分了解建筑物转换层设计的过程中应该的注意事项，能够有效的提高建筑物转换层的设计效果，在保证工程质量的前提下，降低整个工程的施工难度，有效降低施工造价和成本，保证建筑物的质量，延长整个建筑物的使用寿命，最终实现促进我国建筑行业的广泛发展。
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