谷俊忠
深圳市华阳国际工程设计股份有限公司 518000
摘要：转换层建筑结构的应用能够有效提升整个高层建筑的承载能力，改善在高层建筑内部的竖向体系，确保高层建筑工程建设更加安全、稳定和牢固。本文主要分析了高层建筑中转换层结构主要形式分类，并思考了如何优化转换层结构设计来提升高层建筑工程建设质量。
关键词：高层建筑；转换层结构；设计策略；
在现代化城市建设中高层建筑的逐渐增多，已经成为了新的民用建筑类型，跟传统建筑类型相比高层建筑功能性更强，因此需要对高层建筑设计加强重视，通过科学合理的设计来实现内部结构的布局优化。转换层结构的设计能够帮之高层建筑实现更多的功能发挥，提升高层建筑的承载性能。设计工作人员在转换层结构设计中要制定出严格的结构设计策略，从建筑设计入手保障建筑施工质量和安全性。
一、高层建筑转换层结构形式分类
在高层建筑设计过程中应用转换层结构形式，需要基于建筑内部结构的实际情况，做好对应的功能调节工作，分析在高层建筑中不同的楼层所在的建筑位置，以及确定出内部转换层的性能和功能设计要求，确保转换层结构设计能够符合承上启下的功能，能够有效实现高层建筑结构功能的顺利转换，符合建筑结构内部设施和空间要素搭配需求。在高层建筑中转换层结构形式的分类非常多，下文介绍应用比较广泛的几种类型：
1.梁式转换层
在高层建筑类型当中，梁式转换层属于非常常见的一种结构设计类型，该转换层结构设计方式能够直接传导和在理，分析起来十分简便并且整个结构设计不复杂消耗的成本比较低。该转换层结构设计方法主要是以转换梁作为主要的承载结构，可以采用托墙或者是托柱进行设计，主要使用的施工次啊聊是预应力混凝土、钢筋混凝土以及钢结构。在高层建筑施工过程中应用该转换层结构施工方式，要综合分析建筑上层的墙体层数，一般来说比较常用的跨度是6-12米。并且在该结构设计会受到受力性能以及受力形式的影响，因此设计工作人员需要按照普通的截面配筋计算手段，开展托柱转换梁界面设计，在设计中高层建筑上部承载能力如果分为上部斜杆框架，则需要采用偏心受拉构件的界面设计手段。在开展托墙截面设计工作的时候，设计工作人员需要详细的进行纵向钢筋分布情况的计算工作，尤其是对开门比较多的墙体，准确的采用深梁截面设计方式和应力截面设计方式得到准确数据。
2.箱式转换层
在高层建筑转换层结构设计中应用箱式转换层设计方法，是通过采用单向托梁和双向托梁构成的，该转换层结构设计的应用能够提升高层建筑上下层结合的效果，并使用混凝土材料完成浇筑施工。目前来说不管是结构整个的刚度还是整体性能上，该转换层结构设计方式都具有十分明显的技术优势。
3.板式转换层
顾名思义板式转换层指的是在结构设计中选择厚板组合转换方式，形成有效的转换层结构。在该结构的设计工作中，设计人员需要综合分析整个建筑的结构强度、抗剪能力和抗冲能力，以此数据作为转换板厚度计算的数据依据，这样才能够有效把板式转换层功能充分发挥出来。在高层建筑设计中一般该转换层结构设计厚度作为2-2.8cm，但是下部结构的设计工作开展会产生较大的材料消耗，增加了施工难度，因此如果在高层设计中需要应用该转换层设计手段，设计人员必须要考虑多重影响因素，这样才能够有效提升建筑结构设计质量。
4.桁架转换层
通过采用桁架转换层建筑设计手段，能够实现梁式转换层结构设计的有效拓展，在整个建筑转换层结构设计中，选择使用钢筋混凝土桁架作为主要的建筑材料，上下的弦杆属于高层建筑内部上下楼层的楼面结构层部分，在桁架的中间设置腹杆。相对来说该转换层结构设计受得按受力更加稳定，整体性能十分优越，不仅自身的重量非常小，并且还能够具备良好的抗震性能。但是该转换层施工技术手段对于施工技术水平要求非常高，需要在施工中做好关键技术点的控制工作。
5.斜柱转换层
设计工作人员在高层建筑转换层设计中选择使用斜柱转换层，由于水平荷载非常高，需要全面考察建筑结构的平面布置，尽可能的提升转换层结构设计的科学性、合理性。设计人员在该转换层结构设计中采用圈梁和拉梁的应用，能够有效控制水平荷载，实现受力均衡，提升结构空间的利用效率。通过斜柱转换层的应用，能够把多个楼层贯穿组合在一起，从而减少高层建筑内部上下层结构水平作用力，提升高层建筑楼层的整体稳定性。
三、高层建筑中转换层结构设计要点内容
1.科学合理的选择模板完成支撑设计
在进行高层建筑转换层结构设计工作当中，设计人员需要科学合理的选择模板类型，这样才能够实现支撑设计。高层建筑中如果在结构呈设计中需要添加转换层，会让整个结构工程的体系建设变得更加复杂多变，设计工作人员需要使用科学合理的模板支撑体系，这样才能够更好的应对结构工程中复杂的设计状态。设计工作人员需要结合工程结构需求和建筑物的整体施工面积数据，选择高质量的模板建设出模板支撑体系，确保在高层建筑中内部的结构应力能够有效分布，提升整体建筑物的承载能力，确保高层建筑施工更安全了牢固。
在高层建筑的转换层结构设计中，转换层对于模板支撑的使用频率非常低，需要设计人员进行合理的改善和应用，满足建筑物的施工特点和施工标准要求。
2.过度设计和防震设计工作
在高层建筑中进行转换层结构设计工作，会增加建筑结构的整体复杂性，并且转换层结构的质量对整体建筑质量产生的影响非常大，要求设计人员开展工作必须到位，一旦在工作中存在任何不科学合理的现象，都会对整个建筑结构的抗震性能和安全性能造成影响，引起较大的安全事故。在设计转换层结构过程中，高层建筑物比较常用的为带转换层，这一类型的转换层截面面积非常大，并且跨度也很大，需要设计人员进入实际施工现场跟施工人员反复沟通协调，科学合理的选择最佳的过度转换层设计。在建筑工程项目施工中能够使用的转换层结构设计类型非常多，综合分析桁架转换层的灵活性非常高，能够满足更多高层建筑跨度大的需求。梁式转换层的施工非常简单，但是技术的抗震能力和耐受能力都无法达到预期标准，需要设计人员结合实际情况进行科学选择。
3.提升转换层结构钢筋设计合理性
钢筋设计在转换层结构设计中十分重要，为了能够确保后期的钢筋施工质量符合标准，设计人员要提升钢筋设计的科学性。在转换层结构当中梁柱的接头部分对于钢筋的使用非常大，这一部分的钢筋数量比较密集，为了能够优化钢筋之间的力度，可以优先选择使用大径梁钢筋，科学合理的设置好钢筋的排列位置，如果在转换层结构当中的模板比较厚，还可以使用钢骨架来稳定建筑结构，满足施工需求。
4.转换层设计指标的一般要求
1）转换层上、下结构侧向刚度规定：
① 当转换层设置在1、2层时，可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比γe1表示转换层上、下层结构刚度的变化，γe1宜接近1，非抗震设计时γe1不应小于0.4，抗震设计时γe1不应小于0.5。
② 当转换层设置在第2层以上时，按本规程式(3．5．2—1)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6。
③ 当转换层设置在第2层以上时，尚宜采用图E所示的计算模型按公式(E．0．3)计算转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比γe2。γe2宜接近1，非抗震设计时γe2不应小于0.5，抗震设计时γe2不应小于0.8。
2）高位转换的要求：
高位转换：框支墙体的转换构件位置：7 度超过 5 层，8 度超过 3 层 。超过以上的建筑均应作超限专项审查具（不论高度是否大于超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则 表一）
3）常用梁式转换的梁设计要求：
① 转换梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率，非抗震设计时均不应小于0.30％；抗震设计时，特一、一、和二级分别不应小于0.60％、0.50％和0.40％。
② 离柱边1.5倍梁截面高度范围内的梁箍筋应加密，加密区箍筋直径不应小于10mm、间距不应大于100mm。加密区箍筋的最小面积配筋率，非抗震设计时不应小于0.9ft／fyv；抗震设计时，特一、一和二级分别不应小于1.3ft／fyv、1.2ft／fyv和1.1ft／fyv。
③ 偏心受拉的转换梁的支座上部纵向钢筋至少应有50％沿梁全长贯通，下部纵向钢筋应全部直通到柱内；沿梁腹板高度应配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋。
4）常用梁式转换的柱设计要求：
① 柱内全部纵向钢筋配筋率应符合本规程JGJ 3-2010第6．4．3条中框支柱的规定；
② 抗震设计时，转换柱箍筋应采用复合螺旋箍或井字复合箍，并应沿柱全高加密，箍筋直径不应小于10mm，箍筋间距不应大于100mm和6倍纵向钢筋直径的较小值；
③ 抗震设计时，转换柱的箍筋配箍特征值应比普通框架柱要求的数值增加0.02采用，且箍筋体积配箍率不应小于1.5％。
结语：
综上所述，在转换层结构设计中需要设计工作人员，了解转换层设计的重要作用和转换层结构类型，根据施工现场实际情况，科学合理的选择施工材料和施工技术，制定出专业的转换层结构设计方案，提升建筑的牢固性、安全性和抗震性。
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