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摘要：高层建筑转换层作为建筑物的重要组成部分，选择结构形式的时候，应充分考虑与建筑方案的契合度，合理选择结构类型。设计时严格按照相关规范的要求进行，先提前做好相应的应力计算，并注重结构的设计内涵，综合考虑建筑各个层次空间的使用功能，合理设计，使建筑物不仅在水平及垂直方向上具有强大的抗震能力，保障建筑物的安全性，并能完美的发挥出使用效果。本文对高层建筑结构转换层的结构设计进行了探讨。
关键词：高层建筑；转换层；结构设计；策略
中图分类号：TU208文献标识码： A
当前，高层建筑的功能越来越趋向于多样化、复杂化、全面化，转换层在高层建筑中的应用是不可缺少的。在高层建筑中，转换层的运用突破了常规的设计，在结构转换的楼层中转换构件，其对建筑结构的变化起到了一个过渡、衔接的作用，促使建筑中各个组成部分的不同功能得以淋漓尽致地发挥。因此，在高层建筑转换层结构的设计中，要结合工程的特点和实际情况，通过对建筑全方位的研究、计算和分析，选择合理的转换层结构设计方案，发挥优势，解决问题，才能提高施工的效率。
一、转换层概念
高层建筑结构中，为了满足人们对房屋住所的要求，为建筑物预留更大的空间，扩大建筑物网柱，减少墙体；而在高层建筑结构上层，要开设小的空间，就需要多层墙体来实现。然而，在结构设计过程中会因竖向杆件无法贯通接地，使得无法满足高层建筑结构的整体效果和功能，所以采取水平转换结构来与下部竖向杆件进行连接，能够有效的满足高层建筑结构设计在不同功能上的需求。这种形式的建筑结构称为高层建筑转换层结构。
二、高层建筑转换层结构设计的策略
1、转换层的结构布置设计
（1）不应对边榀剪力墙进行框支转换; 不应在结构底部抽取角柱，形成托柱转换，不应在角部剪力墙的底部开设转角大洞形成框支转换。
（2）纯框架结构抗侧刚度小，地震力作用下侧向变形大，下部为大空间且带转换层框架下柔上刚在地震力作用下非常容易破坏，所以必须设置落地剪力墙来提高建筑物抗震性能。落地剪力墙和框支柱应符合下列条件：
①落地剪力墻应对称、成对布置，优先采用型钢混凝土剪力墙，相对普通混凝土剪力墙，型钢混凝土剪力墙抗震性能好，耗能系数高，减少了截面面积，提高了承载力，能有效降低层最大剪力、最大位移和层间位移角。
②框支柱可以选用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、柱内部设置芯柱的钢筋混凝土柱，这些柱能有效降低轴压比，具有承载力大，延性好的优点
③转换层周围楼板不应错层布置，不应在大空间范围内开大洞口。楼梯间、电梯间处周围的落地剪力墙应围成筒体。
（3）转换层上下结构刚度的突变对建筑物抗震非常不利，结构设计时首先应该增强转换层下部结构的抗侧刚度，同时减小转换层上部的抗侧刚度，最终要使转换层上下结构刚度相差不大。抗震设计时，结构的地震作用效应不仅与刚度有关，还与其质量有关。结构的动力性能取决于结构质量、阻尼和刚度。在转换层结构中，转换层一般集中较大的质量，其质量对下部结构的动力特性影响较大，但对上部结构的动力特性影响较小，结构设计中采用的等效抗侧刚度比意义就不大了。转换层位置越高，转换层上下部结构在地震作用下的变形效应越大，转换层上下部结构等效侧向刚度比的作用更加有限。
2、高层结构转换层的抗震设计
（1）梁式转换层结构的设计与构造
由框支主梁承托转换层的次梁及次梁上的剪力墙，其受力比较复杂。框支柱梁除承受其上部剪力墙的作用外，还需要承受梁传下来的剪力，扭矩和弯矩，因此，主梁是最容易遭到破坏的。如果对建筑有严格抗震设防要求时，为了改善结构整体的传力途径和受力性能，提高建筑的抗震能力，所有在对结构平面布置时，可以将一部分剪力墙落地，与基础相连，使其与框支剪力墙形成一个整体受力体系。
（2）高层转换梁的设计与构造要求
在对转换梁截面尺寸设计时，是要根据剪压比的计算结果确定的，通常转换梁上不宜开洞，若必须开洞是，洞口的尺寸不能过大，且宜位于梁中和轴附近，还需对洞口做加强措施，以增强局部抗剪能力。如果洞口四周的内力较大时，可采用型钢给予加强。规范规定转换梁用的混凝土强度等级不应低于C30。转换梁主筋在非抗震或6 度设防时的最小配筋率是不低于0.3%且转换梁中主筋不宜有接头。
（3）框支柱的设计与构造要求
框支柱截面尺寸也是根据其轴压比的计算确定的。但在地震作用时框支柱的内力需进行调整：抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩要乘以相应的放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋。根据最新规范要求，框支柱全部纵向钢筋配筋率， 一级抗震时不小于1.2%，二级时不小于1．0%，三级时不小于0.9%、四级及非抗震设计时不小于0.8%。纵向钢筋间距抗震设计时不大于200mm，且不小于80mm，全部纵向钢筋配筋率不宜大于4%。
（4） 转换梁的截面设计方法
当前普遍应用的是应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析，根据有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，但在进行有限元分析前要假定不考虑混凝土的抗拉作用，因此拉力全部由钢筋承担。受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值的同时钢筋也达到屈服强度。
3 、高层建筑转换层结构的控制轴压比设计
高层建筑中转换层还要注意轴压的比率， 尽量控制这个比率， 我们知道，转换层的支梁和支柱在内交角的位置， 有一个突出的应力表现情况，由于深受水平负载以及垂直负载的双重影响，柱子的横截面，柱子的剪力， 以及柱子的弯矩在相对条件下较小， 所以轴压力的承受力主要受框支柱所支撑， 转换层以上的墙体垂直负载和水平负载差不多都能借助板平面内的刚度传递给落地剪力墙， 因此要严格控制框支柱的轴压比。例如， 在一高层建筑实处， 设计的方案是这样的: 抗震设计时框支柱的轴压比小于0.6，混凝土的强度等级高于C20，但低于C30，采用螺旋箍围绕框支柱全高密度较小，箍筋直径要不足10，间距不足100rnm，这个设计方案， 在真正实行的过程中限制了柱箍筋配箍率， 减弱了转换层柱的抗剪能力。因此要切合实际的对高层建筑进行科学的检测，确保万无一失。
三、高层建筑结构的转换层设计时注意事项
1、在对带有转换层的建筑进行设计时其转换层下部的结构不能设计为软弱层，否则容易造成建筑坍塌事故。
2、在设计时应该注意要把转换层的上部结构设计成为抗侧刚度接近于下部的抗侧刚度，刚度系数必须保证循序渐进的变化。
3、我们知道底部转换层的高度和其刚度是有关联的，所以施工时，需要合理的控制转换层的高度，同时也需要满足建筑需要的基本刚度，提高建筑的稳固性。
4、带转换层的高层建筑施工有其既定的施工标准，建设施工时不得出现违规现象。
综上所述，带转换层的高层建筑是未来房地产事业的一个总体趋势，实现带转换层高层建筑的结构设计综合性分析，能够有效的避免在设计中留下重大的安全隐患，这不仅是对广大人民群众的负责，同时也是我国设计单位提高自身能力的一个必经之路。未来，随着带转换层高层建筑规模的扩大，在不断的经验积累基础上，我国的相关技术和设计理念还会得到完善。
参考文献：
[1]吕革，吴菲.谈高层建筑中梁式转换层结构设计在实际工程中的运用[J]，中国新技术新产品.2012，（12）：198-199.
[2]林红雨.浅析高层建筑梁式转换层结构的抗震设计--以某高层住宅建筑为例[J]，建筑知识：学术刊.2012，（02）：79-79.
[3]徐志杰.浅议高层建筑转换层结构的设计[J].山西建筑，2011(17).
[4]曾凡柏.探讨高层建筑转换层结构设计中存在的问题[J].中华民居，2011(11).
关键词：高层建筑；转换层；结构设计；策略
中图分类号：TU208文献标识码： A
当前，高层建筑的功能越来越趋向于多样化、复杂化、全面化，转换层在高层建筑中的应用是不可缺少的。在高层建筑中，转换层的运用突破了常规的设计，在结构转换的楼层中转换构件，其对建筑结构的变化起到了一个过渡、衔接的作用，促使建筑中各个组成部分的不同功能得以淋漓尽致地发挥。因此，在高层建筑转换层结构的设计中，要结合工程的特点和实际情况，通过对建筑全方位的研究、计算和分析，选择合理的转换层结构设计方案，发挥优势，解决问题，才能提高施工的效率。
一、转换层概念
高层建筑结构中，为了满足人们对房屋住所的要求，为建筑物预留更大的空间，扩大建筑物网柱，减少墙体；而在高层建筑结构上层，要开设小的空间，就需要多层墙体来实现。然而，在结构设计过程中会因竖向杆件无法贯通接地，使得无法满足高层建筑结构的整体效果和功能，所以采取水平转换结构来与下部竖向杆件进行连接，能够有效的满足高层建筑结构设计在不同功能上的需求。这种形式的建筑结构称为高层建筑转换层结构。
二、高层建筑转换层结构设计的策略
1、转换层的结构布置设计
（1）不应对边榀剪力墙进行框支转换; 不应在结构底部抽取角柱，形成托柱转换，不应在角部剪力墙的底部开设转角大洞形成框支转换。
（2）纯框架结构抗侧刚度小，地震力作用下侧向变形大，下部为大空间且带转换层框架下柔上刚在地震力作用下非常容易破坏，所以必须设置落地剪力墙来提高建筑物抗震性能。落地剪力墙和框支柱应符合下列条件：
①落地剪力墻应对称、成对布置，优先采用型钢混凝土剪力墙，相对普通混凝土剪力墙，型钢混凝土剪力墙抗震性能好，耗能系数高，减少了截面面积，提高了承载力，能有效降低层最大剪力、最大位移和层间位移角。
②框支柱可以选用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、柱内部设置芯柱的钢筋混凝土柱，这些柱能有效降低轴压比，具有承载力大，延性好的优点
③转换层周围楼板不应错层布置，不应在大空间范围内开大洞口。楼梯间、电梯间处周围的落地剪力墙应围成筒体。
（3）转换层上下结构刚度的突变对建筑物抗震非常不利，结构设计时首先应该增强转换层下部结构的抗侧刚度，同时减小转换层上部的抗侧刚度，最终要使转换层上下结构刚度相差不大。抗震设计时，结构的地震作用效应不仅与刚度有关，还与其质量有关。结构的动力性能取决于结构质量、阻尼和刚度。在转换层结构中，转换层一般集中较大的质量，其质量对下部结构的动力特性影响较大，但对上部结构的动力特性影响较小，结构设计中采用的等效抗侧刚度比意义就不大了。转换层位置越高，转换层上下部结构在地震作用下的变形效应越大，转换层上下部结构等效侧向刚度比的作用更加有限。
2、高层结构转换层的抗震设计
（1）梁式转换层结构的设计与构造
由框支主梁承托转换层的次梁及次梁上的剪力墙，其受力比较复杂。框支柱梁除承受其上部剪力墙的作用外，还需要承受梁传下来的剪力，扭矩和弯矩，因此，主梁是最容易遭到破坏的。如果对建筑有严格抗震设防要求时，为了改善结构整体的传力途径和受力性能，提高建筑的抗震能力，所有在对结构平面布置时，可以将一部分剪力墙落地，与基础相连，使其与框支剪力墙形成一个整体受力体系。
（2）高层转换梁的设计与构造要求
在对转换梁截面尺寸设计时，是要根据剪压比的计算结果确定的，通常转换梁上不宜开洞，若必须开洞是，洞口的尺寸不能过大，且宜位于梁中和轴附近，还需对洞口做加强措施，以增强局部抗剪能力。如果洞口四周的内力较大时，可采用型钢给予加强。规范规定转换梁用的混凝土强度等级不应低于C30。转换梁主筋在非抗震或6 度设防时的最小配筋率是不低于0.3%且转换梁中主筋不宜有接头。
（3）框支柱的设计与构造要求
框支柱截面尺寸也是根据其轴压比的计算确定的。但在地震作用时框支柱的内力需进行调整：抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩要乘以相应的放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋。根据最新规范要求，框支柱全部纵向钢筋配筋率， 一级抗震时不小于1.2%，二级时不小于1．0%，三级时不小于0.9%、四级及非抗震设计时不小于0.8%。纵向钢筋间距抗震设计时不大于200mm，且不小于80mm，全部纵向钢筋配筋率不宜大于4%。
（4） 转换梁的截面设计方法
当前普遍应用的是应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析，根据有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，但在进行有限元分析前要假定不考虑混凝土的抗拉作用，因此拉力全部由钢筋承担。受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值的同时钢筋也达到屈服强度。
3 、高层建筑转换层结构的控制轴压比设计
高层建筑中转换层还要注意轴压的比率， 尽量控制这个比率， 我们知道，转换层的支梁和支柱在内交角的位置， 有一个突出的应力表现情况，由于深受水平负载以及垂直负载的双重影响，柱子的横截面，柱子的剪力， 以及柱子的弯矩在相对条件下较小， 所以轴压力的承受力主要受框支柱所支撑， 转换层以上的墙体垂直负载和水平负载差不多都能借助板平面内的刚度传递给落地剪力墙， 因此要严格控制框支柱的轴压比。例如， 在一高层建筑实处， 设计的方案是这样的: 抗震设计时框支柱的轴压比小于0.6，混凝土的强度等级高于C20，但低于C30，采用螺旋箍围绕框支柱全高密度较小，箍筋直径要不足10，间距不足100rnm，这个设计方案， 在真正实行的过程中限制了柱箍筋配箍率， 减弱了转换层柱的抗剪能力。因此要切合实际的对高层建筑进行科学的检测，确保万无一失。
三、高层建筑结构的转换层设计时注意事项
1、在对带有转换层的建筑进行设计时其转换层下部的结构不能设计为软弱层，否则容易造成建筑坍塌事故。
2、在设计时应该注意要把转换层的上部结构设计成为抗侧刚度接近于下部的抗侧刚度，刚度系数必须保证循序渐进的变化。
3、我们知道底部转换层的高度和其刚度是有关联的，所以施工时，需要合理的控制转换层的高度，同时也需要满足建筑需要的基本刚度，提高建筑的稳固性。
4、带转换层的高层建筑施工有其既定的施工标准，建设施工时不得出现违规现象。
综上所述，带转换层的高层建筑是未来房地产事业的一个总体趋势，实现带转换层高层建筑的结构设计综合性分析，能够有效的避免在设计中留下重大的安全隐患，这不仅是对广大人民群众的负责，同时也是我国设计单位提高自身能力的一个必经之路。未来，随着带转换层高层建筑规模的扩大，在不断的经验积累基础上，我国的相关技术和设计理念还会得到完善。
参考文献：
[1]吕革，吴菲.谈高层建筑中梁式转换层结构设计在实际工程中的运用[J]，中国新技术新产品.2012，（12）：198-199.
[2]林红雨.浅析高层建筑梁式转换层结构的抗震设计--以某高层住宅建筑为例[J]，建筑知识：学术刊.2012，（02）：79-79.
[3]徐志杰.浅议高层建筑转换层结构的设计[J].山西建筑，2011(17).
[4]曾凡柏.探讨高层建筑转换层结构设计中存在的问题[J].中华民居，2011(11).