刘智天
中国建筑技术集团有限公司天津滨海新区建筑设计研究分院 天津市 300300
摘要：建筑转换层结构的设计问题主要是考虑到建筑的抗震强度与结构刚度方面的问题。本文从对于建筑转换层结构这一概念进行阐述后，对于建筑转换层结构设计的关键问题和问题解决措施进行了剖析。
关键词：建筑转换层；结构设计；设计问题
0 引言
在建筑物中, 转换层是非常多见的结构, 因此, 对转换层设计特点进行全方位的掌握, 才能更好地发挥其在建筑中的作用, 使建筑达到更好的效果和目的, 保证建筑物的使用寿命, 同时也能更好地促进我国建筑业的发展。
1 建筑转换层的概念与特点
我国大部分的建筑, 尤其是临街的建筑, 往往采取商业加住宅的建筑模式, 即靠近地面的楼层为商业场所, 而高层则为办公室、写字楼, 再往上则为居民的住宅。因此, 在修筑这样的建筑时, 在底层, 采用举架高跨度大的建筑空间, 上层则比较紧密。在体现建筑物功能区划分时, 转换层就起到了必不可少的作用, 它能调整不同空间结构的受力状况, 使建筑物保持平衡与安全。
转换层在建筑中发挥着重要的作用, 它的功能主要有以下几种:一是实现建筑物中剪力墙部分与框架的转换;二是对建筑物的受力构件承受力的密度与分布进行调换;三是同时转换建筑物的结构形式与转换轴网, 使之呈现在同一建筑内上下结构不同的模式。建筑根据自身的用途, 在内部合适地使用转换层来将其进行转变, 改变建筑的受力点和结构框架, 使建筑能够最大化地发挥不同的功能与作用, 使建筑的稳定性与安全性能够得到最大程度的保证, 这对我国建筑业的发展起着重要的积极意义。
2建筑转换层结构的设计原则
2.1转换层的竖向布置
对于转换层的竖向布置，在设计过程中要坚持以下几方面的原则：（1）根据建筑转换层结构的建筑功能和结构传力的路径，在转换层结构布置的过程中可以沿着高层建筑的一处或者多处高度方向进行灵活的布置；（2）在设计过程中，可以把转换层作为正常使用的楼层， 也可以作为技术设备层；（3）建筑转换层在设计过程中， 可以根据建筑的实际情况，在建筑的局部布置转换层结构；（4）要保证转换层有足够的强度和刚度，而且还要使竖向的刚度不能过大；（5）在对具有部分框支剪力墙的建筑进行设计时，要重点关注转换层的设置位置，根据我国高层建筑的相关规定，8度区不宜超过3层，7 度区不宜超过第5层，6度区可适当提高，9度区不应采用。
2.2抗震等级
在一般的建筑设计过程中，转换层以上通常是纯剪力墙结构，转换层以下通常是框架－剪力墙结构，这时的高层建筑是多种形式于一身的复杂高层建筑，所以，不能笼统和简单的确定抗震等级。在建筑施工的过程中，要严格按照相关的规定，针对性地分别确定建筑不同的结构体系各个部件的抗震等级，并做出相应的设计。
2.3结构布置
根据大量的实践结果可知，转换层底部的设置高度越高，所导致转换层所在层的上下两层刚度变化也就越大，荷载作用下的转换层上下层内部传播途径的突变就更加明显。而且如果高层建筑物中转换层的位置越高，底层剪力墙因为受到弯矩的影响，也就更容易出现裂缝，这样会使框支柱的内力增大，使转换层附近上部的墙体容易受到破坏，所以，楼层越高的转换层结构，其抗震能力就越低。针对底部的转换层结构来说，转换层上部的部分竖向构件不能实现直接连续贯通的落地，设计人员在设计过程中，必须选择更加安全可靠的转换结构部件。在现有的结构布置经验和专业理论的基础上，转换层的结构部件应该使用转换大梁、箱形结构、斜撑、厚板等；对于带有大空间地下室的高层建筑，因周围具有一定的约束作用，因而对地震的反应要小于地面以上的建筑部分。
3建筑转换层结构设计关键问题
建筑转换层结构设计的关键问题有很多，以下从抗震等级提升问题、建筑整体性问题、结构刚度问题、调整剪力墙分布、优化转换层位置等方面出发，对于建筑转换层结构设计的关键问题进行了分析。
3.1抗震等级提升问题
建筑转换层结构设计首先需要面临着抗震等级提升问题。设计人员在考虑抗震等级提升问题的过程中首先应当根据相关的抗震等级布置中的有关规定来合理的加强框支柱。其次，设计人员在考虑抗震等级提升问题的过程中，还应当深刻的理解到转换层底部的设置高度越高则其所导致转换层所在层的上下两层刚度变化也就越大。与此同时，设计人员在考虑抗震等级提升问题的过程中还应当针对底部的转换层结构的特性来选择更加安全可靠的转换结构部件，并且在现有的技术条件下优化设计的模式和思路，最终能够有效地提升建筑整体的抗震能力。
3.2建筑整体性问题
建筑转换层结构设计还需要考虑到建筑的整体性才能够进行。设计人员在考虑建筑整体性问题的过程中，首先应当遵循之前的结构布置经验和专业理论基础来进行设计。其次，由于带有大空间地下室的高层建筑的周围通常都会具有一定的约束作用，因此这也意味着这些建筑的转换层结构设计的关键问题也必然是提高转换层与建筑物的整体性。与此同时，设计人员在提高转换层与建筑物的整体性的过程中可以通过合理的对于转换层的结构设计内容进行调整，从而能够在此基础上更加有效的提高建筑物的稳定性和设计的科学性，并且进一步的实现建筑物功能的发挥和使用寿命的延长，最终能够为人们打造出一个安全舒适的生活与工作环境。
3.3结构刚度问题
建筑转换层结构设计离不开对于结构刚度的考虑。设计人员结构刚度问题的考虑过程中，首先应当努力的简化转换层的设计方案和施工方法，从而能够在此基础上尽最大的可能来实现质量中心与刚度中心的对应。其次，设计人员结构刚度问题的考虑过程中还应当努力的使转换层的受力变得更加明确，从而能够在此基础上更加有效的避免使用板式转换结构，并且合理的减少建筑物出现刚度突变的情况。与此同时，设计人员结构刚度问题的考虑过程中还应当保证转换层不会影响建筑物的抗震能力。在这一过程中由于建筑物本身的高度和重量会直接导致转换层结构承受较大的垂直荷载，因此只有对于载荷模式进行优化，才能够避免 使转换层成为建筑整体的薄弱环节，最终达到提升建筑物抗震性能的预期设计目标。
3.4调整剪力墙分布
建筑转换层结构设计需要合理的对于剪力墙分布进行优化。设计人员在调整剪力墙分布的过程中首先应当保证转换层的刚度具有重要的作用。其次，设计人员在调整剪力墙分布的过程中还应当做好转换层内部剪力墙分布状况的调整工作，从而能够在此基础上使得落地剪力墙的厚度得到适当的提高。与此同时，设计人员在调整剪力墙分布的过程中，还应当按照简体的结构对纵横墙进行排布，从而能够根本上保证转换层的刚度，最终达到提高建筑物抗震性的目标。
3.5优化转换层位置
建筑转换层结构设计离不开对于转换层位置的合理安排。设计人员在优化转换层位置的过程中，首先应当考虑到建筑物的受力模式比较复杂，因此设计人员通过优化转换层位置就能够减少其因为受力不均而出现的结构压力过强的问题。其次，设计人员在优化转换层位置的过程中，应当深刻的了解到当建筑物的高度达到一定的范围以内时，建筑物所承受的各项作用力会呈现明显的上升趋势的特性。因此可以通过对于转换层的优化来减少为建筑物设计中存在的困难。与此同时，设计人员在优化转换层位置的过程中，还应当通过适当降低转换层的高度来使其保持在合理的位置，并且能够起到提高转换层结构的设计水平的效果。
4 总结
综上所述, 在建筑工程发展过程中, 积极对建筑转换层结构的设计问题进行研究分析具有重要意义, 不仅能够保证良好的建筑质量, 还能保证保证建筑工程成本的合理性。在实际的设计过程中, 设计工作人员应该从实际出发, 对各个方面因素进行综合考虑, 才能保证设计的合理性。
参考文献
[1]?代玉玲.建筑转换层结构的设计问题分析[J].房地产导刊, 2015 (17) .
[2]?王瑞.建筑转换层结构的设计问题分析[J].建筑工程技术与设计, 2015 (25) .
[3]?李美荣.建筑转换层结构的设计问题分析[J].建筑工程技术与设计, 2014 (18) .