摘要：在当前城市的建筑中高层建筑的建设越来越广泛，其功能性极强，多功能的建筑在设计时，需要对其内部结构进行合理布局。高层建筑在结构方面，为了满足特定的建筑功能，通常会设计结构转换层。因此在高层建筑的结构设计中，设计人员必须对结构转换层设计进行分析，以保证建筑的质量和使用安全。基于此，本文章对高层建筑中的转换层结构设计要点研究，以供相关从业人员参考。
关键词：高层建筑；转换层结构；设计要点；研究
引言
高层建筑转换层主要位于不同功能楼层结构中间，起到不同楼层结构转换，传递力的作用，此转换结构构件即为转换层结构。近年来高层建筑向多用途方向发展，商业、办公、公寓等不同使用功能根据业主需求进行组合，随着其使用空间越来越趋于多样化，高层建筑转换层技术得以快速革新。转换层结构根据不同楼层结构形式进行特殊设计，在满足相关规范、计算的前提下达到不同功能楼层对使用空间的要求，其结构形式主要有梁式、板式、箱式、空腹桁架式及桁架式等。高层建筑结构的上部重力荷载较大，为了满足承载力需求，作为传力关键部位的转换层也通常会采用较大尺寸的结构，对其施工关键技术的深入研究是建筑施工中必不可少的部分之一。
1转换层概述
建筑的每层平面使用功能并非完全相同，存在某楼层的上部、下部采用不同的结构类型的情况，建筑在该楼层进行结构上的转换，我们称此楼层为转换层。例如，很多高层建筑选择底层商用，上层住宅的设置方案。底层商用建筑的空间需求大，这就需要在建筑结构过渡时进行结构形式的转换处理，即设置转换层。转换层的结构形式有五种，分别是梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。形式不同，用途亦有所区别。
2高层建筑转换层结构设计期间所需遵循的原则
①在对竖向构件选取时，直接落地式是当下最为适宜的选择，在开展设计工作之时，应该尽量少运用竖向构件展开结构的转换，如果过多运用竖向构件，极有可能对竖向的刚度产生影响，最终会造成建筑物的抗压能力、抗震能力降低。②在对转换层的竖向部位选取过程中，应该确保较低的位置。③换层结构的选取应该多以鲜明的传力路径为主，确保工程的开展、转换层结构的作业施工效率更佳。
3高层建筑转换层结构形式
3.1厚板转换层
利用厚板为转换构件，厚板转换层上下部竖向构件可不相互对应。此种形式厚板自重较大，抗震性能较差，故使用范围有一定限制。非抗震设计与6度抗震设计时，地下室以上可采用厚板转换体系。
3.2板式转换层
板式转换层结构是在厚板组合转换下形成的一种转换层结构。在结构设计中，为发挥板式转换层的功能，需考虑建筑的抗剪能力、结构强度和抗冲能力，并以此为基础明确转换板的厚度。转换板的厚度多为2~2.8cm，但下部结构设计中也会产生较多的材料消耗，施工难度较大。为此，在使用板式转换层结构时需综合考虑多种影响因素，以提升高层建筑结构设计水平。
3.3梁式转换层
目前，我国的高层建筑中绝大部分采用的是梁式转换层施工技术，在设计阶段，下层的楼层封顶必须十分结实严密，不能有一丝缝隙，这样才能给上层楼层的搭建提供稳固的保障。高层建筑的转换层结构除了梁式结构，还有空腹桁架式、实体板式及箱式等多种结构形式，十分灵活多变。梁式转换层结构由于受力结构十分清晰，因此梁转换层结构十分适用于大底盘式的建筑，例如上方是住宅下方是商场的高层建筑。梁式转换层具有施工简单、施工方法简便、所使用的钢筋混凝土成本低廉等优点，因此近年来梁式转换层在我国高层建筑中的应用十分普遍。此外，梁式转换层除了钢筋混凝土结构，常见的结构还有预应力混凝土结构等，目前常用的转换梁的模式以拖墙式和拖柱式为主。
3.4桁架转换层
利用桁架为转换构件，上部柱轴力作用于桁架上弦节点，通过桁架传递到下部竖向构件。此种形式传力明确，但是构造较复杂。转换桁架宜整层布置，按“强节点，强腹杆”理念进行设计。
3.5箱式转换层
箱式转换层结构主要由单向托梁及双向托梁构成。在结构设计中为了加强上下层结合的效果，需做好混凝土浇筑施工。箱式转换层在结构刚度和整体性上优势十分明显。
3.6斜柱转换层
由于建筑使用功能的要求，某些项目转换层上下柱网尺寸存在错位，此时可利用斜柱作为转换构件。斜柱两端存在较大水平力，可以通过增设圈梁、框架等方式传递水平力。
4高层建筑中的转换层结构设计要点研究
4.1合理选取构件
在对构建展开选取工作期间，必须要将转换层的施工作业特征以及设计原则作为依据，从而展开更加科学、合理的选取，绝不可以出现随意选取、盲目选取的现象。在设置落地构件期间，必须要确保其能够与重心贴近，并且确保其具备均匀性以及对称性。必须要选取具备较高强度的落地构件，并且通过混凝土与钢筋的相互作用，从而将构件的抗剪刚度、抗弯能力大幅度提升。
4.2结构布置
在结构布置中，建议增加建筑下部刚度，保证墙体和柱网均集中在下侧。这种结构的布置形式满足建筑功能要求，在具体设计工作中可以结合建筑物的地形、结构、楼层数量进行布置。结构布置规范包含以下四方面：其一，当建筑底部空间层数大于1时，转换层的上部和下部结构的等效侧向刚度应尽量保持接近状态，使二者比值控制在1.3内。其二，针对结构十分复杂的高层建筑，水平位移和层间位移的比值应低于楼层平均值，并将楼层平均值控制在1.2～1.4倍。其三，具备转换层的建筑物受力十分复杂，因此需避免多级转换情况。比如，在核心筒和框架结构中，若不想打断核心筒，需要对剪力墙进行落地布置。其四，科学的梁式转换层结构布置可以全面准确地计算过程，尽量选择贴合建筑实际情况的力学模型，计算整体结构并完成受力分析，将“有限元法”作为局部转换层的计算方法。
4.3转换层之间竖向存在的差异性
转换层之间竖向存在的差异性进行最大限度地减小，在建筑施工过程中，高层建筑当中的转换层主要利用竖向结构传力，其刚度突变也较大，对于结构转换层之间的安全性也会造成一定程度的影响。在此种情况下，作为设计人员来说，需要最大限度地减小转换层的双向结构之间所存在的差异性，保证上下结构之间的差值可以处于合理的范围内。与此同时，可以通过增加落地墙厚度来增强其安全系数，实现对结构的相关补偿。
4.4空间设计
通过对我国绝大部分的建筑转换层结构设计观察后发现，其设计通常都是将转换层放置于2~3层的位置，设备转换层通常放置于4~5层的位置，此种设置方法最为有效。在这些位置处，不仅能够确保建筑物的内部空间得到最大程度的运用，同时也将上下层之间衔接的合理性作出保障。如果设备转换层、转换层的设置处于同样的位置，且具有较高的高度，将会导致空间无法合理使用，无法达成预期的效果，而如果设置位置过低，将会导致扭转刚度、侧移刚度加大，严重影响建筑物的整体稳定与质量。
结束语
高层建筑转换层结构是建筑物中关键的一环，因此其结构设计要从工程实际、建筑空间分布、建筑结构受力、承载力分布等多个方面进行考虑，选择合适的结构形式，从而提高转换层的抗剪切力和承载能力，提高整体结构的安全性。同时在结构设计时，要强化关键施工要点的设计，严格遵守施工流程，切实提高工程质量。
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