建筑轉(zhuǎn)換層結構設計

李娟

摘 要：建筑工程中的轉(zhuǎn)換層施工技術是當前社會中極其重要的一項實踐性技術體系。所以該結構形式在進行設計的過程中，務必要保證各個不同方面的綜合因素已經(jīng)經(jīng)過了全面詳細的考慮，只有通過這樣方式所形成的設計方案，才能夠為建筑工程自身所具有的質(zhì)量提供實可靠性、安全性的保障。本文筆者對筑轉(zhuǎn)換層結構的設計進行了分析和探討。

關鍵詞：建筑；轉(zhuǎn)換層；結構；設計

1 前言

在現(xiàn)代建筑工程中，建筑的分類往往以上部為居住類，下部為商業(yè)類，如果要將二者更好的聯(lián)合起來，就需要在設計時進行轉(zhuǎn)換層的設計，因此，轉(zhuǎn)換層的設計非常重要，我們在設計過程中應切實掌握其特點，并結合特點，切實加強對其的設計，只有這樣，才能更好的確保整個建筑轉(zhuǎn)換層結構設計的科學性。

2 建筑轉(zhuǎn)換層特點

為了更好地加強建筑轉(zhuǎn)換層結構設計，首先必須對其特點有一個全面的認識。由于轉(zhuǎn)換層結構構件部件要承受來自上部的巨大豎向荷載，而且其結構構件的數(shù)量較為復雜，而為了確保建筑轉(zhuǎn)換層結構具有較強的剛強度，就必須加強對其的設計。所以就建筑轉(zhuǎn)換層結構設計來看，其不僅需要考慮的因素較多，而且對設計人員的經(jīng)驗、專業(yè)技術提出了更高的要求，尤其是在建筑結構中設置轉(zhuǎn)換層，此時順著建筑物高度方向的剛度在均勻性方面就會受到較大的影響，導致力在傳遞土方上出現(xiàn)巨大改變，所以其往往是不規(guī)則的豎向結構，所以其不能按照常規(guī)的節(jié)后進行設計和施工，而這就需要緊密結合豎向不規(guī)則的結構類型進行針對性的設計，所以其在建筑結構設計中顯得尤為重要，因而必須引起設計人員的高度重視。

3 建筑轉(zhuǎn)換層結構設計要點

3.1 建筑轉(zhuǎn)換層結構布置要點

在建筑結構的底部結構中設置轉(zhuǎn)換層，一般是在高層建筑中進行。所以在轉(zhuǎn)換層上部的豎向構件切勿直接連貫的落地，這就需要設計人員設計出安全性和可靠性較強的轉(zhuǎn)換構件。就當前的建筑轉(zhuǎn)換層特點來看，常用的轉(zhuǎn)換構件主要有轉(zhuǎn)換析架、轉(zhuǎn)換大梁、空腹析架和斜撐以及箱形結構和厚板等。其中，轉(zhuǎn)換厚板一般只適用于六度抗震設計或非地震區(qū)使用。若屬于空間較大的地下室，由于其周圍存在約束作用，所以地震反應往往比地面上的框支結構要小，所以在7度和8度的抗震設計時也可以選取厚板轉(zhuǎn)換層。而為了預防轉(zhuǎn)換層的下部結構因地震而倒塌，就應設置落地框支柱和落地剪力墻，且在整個布置過程中嚴格按照高規(guī)的有關規(guī)定進行。尤其是應注意以下幾點：一是當建筑為筒體結構，且需要設置轉(zhuǎn)換層，就應確保其內(nèi)筒的全上部和下貫通落地，并緊密結合剛度要求增加墻的厚度；二是當建筑的結構為框支剪力墻結構時，就必須確保剪力墻的上下足夠貫通，且按照剛度比將其墻壁的厚度增加；三是當其結構為長矩形平面的框支剪力墻結構，就應在規(guī)范的基礎上適當?shù)膶⑵渎涞丶袅﹂g距提升。只有注意上述三點，才能從根本上確保轉(zhuǎn)換層的下部結構不被破壞，尤其是在抗震結構設計時的要求更為嚴格。從而更好地確保剛度突變得到有效的控制，從而將內(nèi)力傳遞突變的程度降低，并將轉(zhuǎn)換層的上下部結構的內(nèi)力傳遞方式改變，從而確保轉(zhuǎn)換層的樓蓋具有足夠的剛度，從而傳遞不同抗側(cè)力結構的剪力，預防框支柱由于樓蓋錯層而被破壞。

3.2 建筑轉(zhuǎn)換層結構抗震設計

在建筑結構中設置轉(zhuǎn)換層，不僅上部的豎向構件不能直接連貫的落地，而且順著建筑物高度的方向，其剛度均勻性受到的破壞較大，轉(zhuǎn)換層結構的豎向承載力構件沒有連續(xù)的與墻和柱截面發(fā)生突變，這就會使得其傳力的線路較為曲折，而且變形較為集中，也就使得應力較為集中，而這就會導致轉(zhuǎn)換層結構自身的抗震性能差。因此，在對轉(zhuǎn)換層結構進行抗震設計時一般不采取高位轉(zhuǎn)換。

一般而言，水平地震作用下的傾覆分布力矩分布曲線會在轉(zhuǎn)換層出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，而轉(zhuǎn)換層的下部主要采取的剪力墻結構，此時落地剪力墻的傾覆力矩從轉(zhuǎn)換層向下的遞增速度較快，但是支撐框架的傾覆力矩的遞增就會較少。加上轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻大多數(shù)的剪力以樓板為載體，將其傳遞到落地剪力墻，進而導致傾覆力矩的曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，若轉(zhuǎn)換層的位置較高，那么剪力分配及傳力途徑就會發(fā)生急速的突變，導致落地剪力墻出現(xiàn)裂縫，而轉(zhuǎn)換層上部框支剪力墻的墻體受到的內(nèi)力就會增大，也導致其極易被破壞，使得轉(zhuǎn)換層下部的支承容易出現(xiàn)屈服，進而形成多個薄弱層，而這對于其抗震性能的影響是巨大的。所以為了在抗震設計中確保其安全性，當框支剪力墻的結構轉(zhuǎn)換層所設置的位置為三層之上時，那么對于剪力墻的底部和框支柱的加強部位，在對其地震等級進行確定時，一般應按照規(guī)定將其提高一級。若已經(jīng)設置的是最高級別，那么就不用再提升，但是若建筑框架的底部帶有轉(zhuǎn)換層，如核心筒結構，其抗震等級則可以不提高。與此同時，由于轉(zhuǎn)換層屬于薄弱層，所以在對其地震剪力的增大系數(shù)時，應為普通增大系數(shù)的1.15倍，切勿認為側(cè)向剛度滿足要求的樓層不屬于薄弱層。

在計算轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換構件帶來的水平地震作用時，應將其內(nèi)力增大，若為8度抗震設計，就應考慮豎向地震作用所帶來的影響。而轉(zhuǎn)換構件豎向的地震作用的計算，則應采取反應譜方法進行計算，有時也可以采取動力時程分析法進行計算，還可以把將處于重力荷載標準下作用的轉(zhuǎn)換構件的內(nèi)力與增大系數(shù)的1.1倍相乘得出。由此可見，轉(zhuǎn)換層結構不僅受力復雜，而且抗震性較差，所以必須在抗震設計中切實加強對其的提升，若建筑的抗震設計為9度，那么其就不適合設置轉(zhuǎn)換層。所以應緊密結合設防的烈度以及結構和構件的類型，以及建筑的高度，針對性的對其抗震等級進行計算，并采取有效的構造措施，才能最大化的確?？拐鹪O計的安全性。

3.3 建筑轉(zhuǎn)換層上下結構的側(cè)向剛度比比值的確定

在做好上述工作的同時，還應對建筑轉(zhuǎn)換層上下結構的側(cè)向剛度比比值進行有效的確定，才能更好地確保下部樓層的剛度得到有效的控制，同時確保轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度達標，有效的預防轉(zhuǎn)換層側(cè)向剛度柔軟。對于設計空間來說，要將建筑轉(zhuǎn)換層安排在2層到3層的位置，這樣設計的最主要原因是可以充分利用空間，同時使上下層之間合理地銜接。如果轉(zhuǎn)換層設計得較高，則會浪費空間，如果設計得較低，則有可能增大側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。最后就是對于剛度的要求，不僅僅是轉(zhuǎn)換層的剛度有嚴格要求，對于轉(zhuǎn)換層上下層的剛度設計也是十分重要的。

4 結束語

綜上所述，轉(zhuǎn)換層設計是整個建筑結構設計中最為重要的內(nèi)容之一。所以在進行轉(zhuǎn)換層設計時，必須在結合其特點的基礎上，切實加強對其的設計，才能提高其安全性和功能性的有效發(fā)揮，進而提升整個建筑工程的價值。

參考文獻：

[1] 徐志杰.淺議高層建筑轉(zhuǎn)換層結構的設計[J].山西建筑，2011.

[2] 賓龍.淺析建筑轉(zhuǎn)換層結構的設計要點[J].中國建材科技，2014.

[3] 耿麗君.高層建筑轉(zhuǎn)換層結構的設計與施工[J].建材技術與應用，2009.