關於轉換層設計建築結構論文

1建築結構設計中轉換層的主要功能及類型

1．1轉換層的主要功能

近些年來，隨着經濟的持續快速增長，人們對於建築物尤其是高層建築的需求呈現出一種多元化、全面化和綜合化的趨勢，在生活中也能進場見到下部為大型商場或者娛樂場所而上部為民用住宅的建築。單從這類建築的功能來看，其上部主要是需要有更多的牆體來進行空間的分隔，從而滿足不同住户對於住宅户型的要求，下部則主要是以創建更大的靈活空間為主。轉換層設計中為針對不同建築功能的需要，在有較大的層高作保證時可以作為正常的樓層使用，同時在層高受到限制或者處於設備需要時，也可以作為設備層。

1．2轉換層的主要類型

轉換層的不同設計類型主要是由於不同的建築功能需要而決定的，其主要類型可以分為以下幾種:

(1)箱式轉換層。箱式轉換層的設計主要是基於轉換樑截面過大，且一層樓板不能滿足平面內樓板剛度的假定值而考慮的，為了確保假定值和實際值更相符，可以採用在轉換樑底和樑頂之間設置一層樓板，從而形成箱形樑。該轉換結構一般情況下適合遍佈整個層面，並在建築周邊環通，最終形成箱式轉換層。其具有約束性強、轉換樑剛度大且上下部傳力均勻的優點，同時還可以將其作為設備層。但是該類型的轉換層在設計過程中需要增開的設備洞相對較多，施工技術較為複雜，隨之帶來的也是較高的造價問題。

(2)樑式轉換層。樑式轉換層一般是採用底部大空間的框支剪力牆結構體系，其主要是將上部剪力牆固定在框支樑上並在框支柱的支撐作用下形成的結構體系，在需要進行縱橫向的轉換時，會相應的採用雙向樑佈置。該類型的轉換層具有着施工簡單、傳力準確的特點，是目前在建築結構設計中較常採用的轉換形式。但是其也有一定的缺點，比如在進行上下軸線錯位佈置時，需要增設的轉換樑次較多，會造成其空間受力情況較為複雜。

(3)桁架式轉換層。桁架式轉換層主要是在高層建築結構下部為大型商場、上部為中小型寫字樓或者是住宅用房，並且需要設置相應的設備層時所常用的一種結構形式。其上部柱牆可以通過桁架傳至下部柱牆，並且在桁架間的空間可以分設所需的管道。在進行桁架式轉換結構設計時，一般情況下適合採用整層佈置，並且各節點之間應與牆肢形心對中。該結構類型在施工中具有較高的複雜程度，同時其在進行軸線錯位佈置時的難度也相對較大。

(4)厚板式轉換層。在上下柱網錯位較多並且不能用樑進行承託時，就需要採用板式轉換層。其中厚板的規格以及厚度是由柱網尺寸以及上部結構載荷而決定的。該結構類型具有靈活性大、受結構佈局影響較小的優點，且由於其厚板具有較大的剛度，能夠形成一個整體性較強的承台，便於施工。

2建築結構設計中的轉換層設計原則

建築結構設計中的轉換層主要起到承上啟下的功能作用，其設計對建築工程具有相當重要的經濟意義與功能意義，對轉換層進行科學合理設計不僅能避免建築資源的浪費還能杜絕一定的建築結構安全隱患，其在設計過程中應遵循以下設計原則:首先，在轉換層設計過程中應儘量減少結構轉換的豎向構件，應儘可能的多采用直接接地的構件，其能有效避免建築剛度的減小，對建築物抗震性能的提升有着重要的作用。其次，轉換層的設計位置不能偏高，應儘可能的靠近底層位置。主要是由於建築框支剪力牆結構的傳力途徑以及剛度發生變化時會直接造成轉換層成為薄弱層，很大程度上降低了建築物的抗震性能。再次，在進行轉換層的設計時應注意傳力路徑的明確性，並且確保轉換層的剛度。由於轉換層結構本身起到的是結構轉換作用，所以應保持其自身的受力平衡性。第四，要對剪力牆以及框支剪力牆的`比例進行綜合考慮，保證其橫向落地剪力牆的數目超過橫向牆的50%。第五，為了避免立柱柱角發生變形，在進行轉換層設計時應保持其上部柱子和剪力牆的對稱分佈，將樑上立柱設置在轉換樑垮中，從而避免轉換樑變形作用下產生的支柱柱角變形加大。

3建築結構設計中轉換層設計的建議

3．1樑式轉換層設計作為在建築設計中的轉換層結構設計中最為常用的一種結構設計模式，其在高層建築轉換結構中佔到了大約80%以上的比例，並且具有受力清晰、構建簡單、方便施工的優點。但是在該類型的轉換層設計時，應注意上下結構佈置的優化協調，從而確保整個建築結構的穩定性。比如在進行相對高度較高的結構設計時，剪力牆的內力和剛度以及傳力途徑會發生一定程度的改變，會使之成為較為薄弱的部分層，一定程度上對建築結構的抗震性能產生了影響。所以在施工設計過程中應儘量減少轉換的構件，多采用非轉換的鋼筋混凝土形式，避免轉換構件的過度集中的情況出現，從而做到豎向剛度的均勻合理，以保證轉換層施工和整體建築的施工質量。

3．2桁架式轉換層設計桁架式轉換層主要用於建築不同功能區域上下部的連接，是由多榀鋼筋混凝土桁架組合而成的一種承重結構。一般情況下桁架的下杆的截面面積較小並且高度較高，所以這一結構形式的施工難度較大且工序較為複雜。在具體施工設計過程中，應對轉換層的內部結構進行綜合分析，並對其受力情況進行分析計算，從而保證設計符合建築質量要求。

3．4厚板式轉換層設計厚板式轉換結構雖然具有佈置靈活、不需要正對下層結構的優點，但是其在施工設計過程中多需要的材料耗費較大，所以如果在採用厚板式轉換層結構時，應注意對其受力角度的分析，適當的加強其配筋量，同時也可以從抗剪力和抗衝切力的角度出發，減輕其受力程度，對其內力以及配筋量進行合理準確的計算，並從其經濟效益出發對其進行綜合考慮。

4結語

建築結構設計中的轉換層設計問題一直以來都是建築行業最為關心和一直探索的重要問題，在建築結構設計中，應針對建築結構實際需要選擇出符合建築物實際需要的結構模式，並在安全、經濟、適用等指標基礎山，努力提升轉換層設計的強度、抗震能力以及剛度，從而對其結構進行優化設計，使之完美的與建築結構和建築實際功能需要相結合。