王小兵

摘要：笔者结合多年建筑工作经验，从建筑物结构转层的特点和形式着手，对建筑转换层结构设计优化方案做了简单介绍。

关键词：建筑物 转换层 结构设计 特点 形式 优化方案

1 建筑物结构转换层的特点

进入二十一世纪以来，建筑物内部结构越来越复杂、功能种类不断增加。转换结构构件在高层建筑物中占据着不可代替的作用，该构件需要承受以上建筑体的总体重量，同时还要承受下部建筑物的多层荷载，转换结构因此存在较大的内力，转换结构的设计直接受竖向荷载的影响。转换结构自身具有数倍于上部建筑物的跨度的特性，其竖向挠度是影响转换层施工的重要因素。众所周知，建筑物转换结构必须具有较强的刚度和硬度，其界面面积相对较大。建筑物结构中由于设置了转换层，与建筑物高度平衡的结构刚度会受到严重影响，因此，转换层结构的分析和设计不能以常见的建筑物结构为主。

2 建筑转换层结构形式

2.1 梁式转换 梁式转换的特点主要有传力路径准确、工作可靠性高、构造简单以及施工方便等，这种转换形式在我国高层建筑中运用十分广泛。梁式转换的抗震设计效果明显，可以用于8度及8度以下的抗震设计，但是，这种转换形式对转换层上部建筑物层数有严格要求，抗震设防烈度越高，转换层上部空间层数越少。

2.2 桁架转换 桁架结构与其他结构相比具有传力路径清晰、传力明确等特点，该转换形式可以有效解决转换梁不能开洞等问题，但是，桁架转换的整体构造和施工必须复杂，尤其是节点位置的设计和施工，是施工人员最为头痛的问题之一。桁架转换上部结构必须满足“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的要求，其截面尺寸与剪压比有直接关系。

2.3 板式转换 板式转换可以同时运用于非抗震设计和6度抗震设计，其主要特点有结构质量大、用材多。导致其经济效益偏低。板式转换层刚度和强度非常大，容易导致上下竖向刚度发生较大变化，最后引发薄弱层等问题。依据我国现阶段研究现状来看，板式转换的抗震性能、受力机理以及传力途径的研究还有很多问题需要完善。

2.4 箱形转换 箱形转换结构的形成与上、下板厚度有直接关系，当较厚的上、下板与中间托梁仪器工作时，就会形成箱形转换结构，该转换层主要用于建筑物上、下层结构形式的转换，还可以用于解决柱网尺寸扩大以及轴线偏离等问题。

3 建筑转换层结构设计优化方案

3.1 遵循建筑物设计方案 建筑物转换层在进行设计之前，设计人员必须对建筑物的设计方案有充分的了解，将转换层设计方案与建筑物设计方案相结合。设计人员在了解建筑物整体设计方案之后，应该根据建筑物的整体需求，选择合适的梁式、箱式、桁式以及框架式结构，从而保证转换层与建筑物整体结构的一致性。例如，建筑物上层结构与下层结构中柱网偏离程度过大时，设计人员应该明确梁式结构是最佳选择，因为这种结构形式可以使上部轴网和下部轴网最大程度对齐。

3.2 保证转换层的刚度 建筑物的整体质量受转换层刚度影响，尤其是高层建筑物设计与施工时，必须高度重视转换层的刚度。由于高层建筑物具有较大重量，转换层必然承受较大的垂直荷载，然而，转换层的结构又很容易导致转换层整体刚度不均匀，转换层也因此成为建筑物的薄弱环节。保证转换层的刚度首先要确保转换层的结构刚度必须与建筑物上部结构刚度保持协调，设计人员应该结合实际状况，科学地调整转换层内部剪力墙的分布情况，通过增加剪力墙的厚度提高转换层的强度。另外，施工人员还应该选用优质的混凝土材料进行转换层施工，纵横墙应该按照筒体结构进行分布，保证转换层强度的同时，提高建筑物整体的抗震性。

3.3 提高转换层与建筑物的整体性 提高转换层与建筑物的整体性需要设计人员从转换层的设计上着手，设计人员应该在充分了解建筑物设计图纸要求的前提下，进行转换层结构设计。转换层与建筑物具有整体性机能保障建筑物的稳定性，又可以延长建筑物的使用寿命，因此，设计人员应该简化转换层的设计方案，保证转换层的质量中心与刚度中心的一致性，明确转换层的受力来源，防止建筑物转换层各种质量问题的发生。

3.4 合理安排转换层位置 受建筑物整体结构的影响，尤其是高层建筑物，其受力模式十分复杂，建筑物内部力的种类非常多，作用力的分布范围广泛。当建筑物达到一定高度后，建筑物所受的各种作用力会随之增强，建筑物设计施工也会受到严重影响。因此，设计人员必须合理选择转换层的位置，位置不宜过高，也不能太低，位置过高或者过低转换层内部所受的力过大或者过小，对上下层截面的刚度会产生直接影响，从而影响建筑物的抗震能力，因此，设计人员应该结合建筑物的整体施工状况选择合适的转换层位置。

4 结束语

伴随着生活水平的提高，人们对建筑物的要求越来越严格，建筑物转换层设计与建筑物质量有直接关系，因此，设计人员必须高度重视转换层的结构设计。设计人员应该在了解建筑物转换层特点的前提下，针对各种转换层形式，优化转换层设计方案，为我国建筑行业的发展建设作出应有的贡献。

参考文献：

[1]张博.高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[D].湖南大学，2011.

[2]赵恒.对高层建筑转换层结构设计的有关探讨[J].中国建筑金属结构，2013.

[3]张玉石.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J].科技创业家，2013.