关于综合高层建筑转换层的研究

文/劳鑫 辽宁科技大学建筑与艺术设计学院 辽宁鞍山 114051



关于综合高层建筑转换层的研究

文/劳鑫 辽宁科技大学建筑与艺术设计学院 辽宁鞍山 114051

随着高层建筑的蓬勃兴起，转换层作为其结构的重要组成部分也逐渐成为人们研究的课题。文章就转换层的设计布置特点、施工材料要求以及抗震等进行阐述。最后就目前存在的问题提出自己的见解。

高层建筑；转换层 ；转换梁；技术；施工

1、前 言

随着人口数量的不断增加城市住房问题也逐渐成为阻碍社会发展的重大问题，这便促使建筑高度进行着不断地刷新。而高层建筑的出现在一定程度上缓解了这一社会问题同时给人们的生活带来了诸多便利，因此高层建筑进入了迅速发展的阶段，也越来越展露出其强大的优势，而转换层作为高层建筑的重要结构组成部分将高层建筑的发展推向了极致。当人们对高层建筑的追求永无止境时也便注定了我们对转换层结构探索的永不停息。

2、转换层存在的形式及梁式转换层的结构特点

2.1转换层存在的形式

随着高层建筑的不断出现，人们对高层建筑转换层的研究也在不断地深入。为了满足高层建筑自上而下对不同功能空间的要求而在结构中设置转换结构构件，以实现结构形式的过渡，这样结构构件所在的楼层称为转换层【1】。由于高层建筑的形式具有多样化与其相对应的转换层的形式也是多种多样的，主要有：梁式、板式、柑架式等；从跨数上还可分为单跨、双跨以及多跨；从功能上又分为托墙和托柱。从采用的材料上分为钢筋混凝土和钢结构等。

2.2梁式转换层的结构特点

梁式转换层由于其在设计和施工上都较为简便因此运用的较为广泛。但在布置转换层时需满足一定的布置原则即应当与建筑的功能要求和结构传力特点相适应。这种转换层广泛用于上部为剪力墙或框架剪力墙结构，它可以将上部剪力墙结构转化为下部大跨度的框架结构，从而创造出下部功能所需要的大空间。在结构形式未发生改变的同时对柱网进行重新排布，满足下部的空间需求。梁式转换层传力途径一般较为明确是由梁直接到柱，主要承受竖向的荷载表现特征即为竖向荷载下的受力规律。转换构件也具有跨度大的特点因此对于竖向挠度的设计也需要严格考虑，上部的荷载在经过转换层时在方向上和均匀性上发上了巨大的改变，这都对转换层结构在设计和施工时提出了严格的要求。

3、转换层的设计形式和施工材料要求

为保证转换层的稳定性仅仅从某一方面对其进行加强是远远不够的，必须从转换层的设计形式以及施工材料的关键点进行加强才能建造出即能符合功能需求又能满足结构强度要求的结构转换层。

3.1转换层转换梁的设计形式

我们一般采用的转换层其受力形式较为复杂，而梁作为主要的承重构件是构成转换层的主要元素，其形式可分为托柱和托墙两种形式【2】。这两种形式往往会结合使用。托柱式转换梁是目前使用最广泛的形式传力具有直接、明确且造价低施工简单等特点，它可以直接承受上部柱子传下来的荷载。当上部为一般框架结构时托梁直接承受由柱传下来的荷载，受力较为简单因此可以遵循普通梁的设计要求进行设计。但如果该梁承受非普通框架结构时其受力就会变得较为复杂不能以普通的计算方法进行设计。第一种：上部墙体满跨不开洞，这时转换梁与上部墙体联系紧密共同工作，可以近似作为深梁。因此设计方法宜采用深梁设计方法，由于梁所承受内力比较大，故应尽量保证底部纵向配筋的完整性，应当深入支座。第二种：上部墙体满跨，但开设有较多门洞或不满跨但剪力墙的强度较大，宜采用应力截面设计，梁下部配筋与第一种相似。第三种：上部墙体为小墙肢，可按普通梁设计方法进行设计，设计时应当根据不同形式选择合理的结构形式进行布置。

3.2转换层材料的要求

建筑材料是建筑结构的重要保证之一【3】，因此对于转换层的材料我们提出了更加严格的要求。原材料粒子的大小形状、钢材的型号级别以及适当的外加剂等都是对材料考核的重要指标。主要部位的混凝土应加入合适的外加剂并严格控制配合比并保证均匀混合。各项环节都需要有专门人员进行监督施工。

3.3转换层的施工工艺

混凝土的施工水平在转换层结构要求中具有重要意义，目前我们普遍采用的混凝土大多为C60级，采用分层进行浇筑的方法，在浇筑过程中对温度的控制是非常关键的，必要时可以采用保温材料进行保温，以防止内外温差较大【4】。除此之外钢筋的配率、强度和粗细也是转换层施工的重点之处。总之，转换层施工工艺是转换层技术应用的关键点之一，值得我们进行进一步的探索。

4、转换层对高层建筑抗震的利与弊

当受到地震力作用时转换层位置越高，转换层上下刚度突变越大，内力传递途径的突变越加剧，落地剪力墙或筒体易出现受弯裂缝，框支柱的内力增大，转换层上部附近的墙体易于破坏，临近转换层的上下结构层易成为柔弱层，对抗震十分不利【5】。一般情况下非抗震设计和6度抗震设计时转换构件和7、8度抗震设计的地下室的转换构件可采用厚板。底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数，8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时其层数可适当。转换层结构是一受力复杂不利抗震的建筑结构，在9度抗震设防地区不宜采用。设计时为了将地震力对就建筑所造成的破坏降到最低，设计时应对地震力集中区当进行加固，位于转换板上1、2层的剪力墙在受到地震力时会出现受力不均匀的现象也应对其进行加固。

结语 ：

随着高层建筑的不断发展，传统的设计理念正在进行着巨大的革新，高层建筑的形式、结构、材料也必将日趋多样化。建筑转换层的应用很好地满足了高层建筑发展的需要，但同时也产生了很多的结构问题譬如受力的均衡性、抗震性等。这在某种程度上对设计和施工提出了更高的要求。要求建造师们在进行设计和施工时加强转换层的应用，同时还要通过提高技术手段加强监管力度。创造出更加合理坚固合理的高层建筑，继续引领着建筑发展的时代潮流。

［1］张哲维.高层建筑的梁式转换层施工技术之我见［J］.民营科技，2012，10，302.

［2］林波.浅析高层建筑结构转换层的技术应用［J］.民营科技，2011，10，204.

［3］来德志.高层建筑转换层结构施工技术略析［J］.河南建材，2009，3，130.