探讨建筑转换层设计中的问题

毛守信

摘要：在建筑工程项目，尤其是高层建筑中，转换层结构是不可或缺的重要内部结构之一，其设计质量对于完善建筑使用功能，确保建筑使用安全等有着十分重要的意义。本文结合建筑转换层的相关概念，对转换层结构的设计问题进行了探析和讨论。

关键词：建筑；转换层；结构设计

前言：随着人们生活水平的不断提高，其对于自身的居住空间提出了愈发严格的要求，建筑的风格样式日趋丰富，其结构的稳定性和安全问题也受到了越来越多的重视。在建筑工程中，转换层是一种非常常见的内部结构，做好转换层设计工作，能够有效保证建筑使用功能的充分发挥，同时提升其抗震性和稳定性，保证建筑工程的使用安全。

1建筑转换层的相关概念

转换层是高层建筑施工中一种常见的建筑内部结构，主要是建筑不同楼层的结构和使用功能存在差异性，需要通过设置转换层的方式进行过渡，以实现对楼层上下部结构与设施的转换。例如，在我国城市高层建筑中，常常会采用商业功能与住宅功能相互结合的模式，利用建筑下部构建举架相对较大的大跨度空间以作商用，上层则采用相对紧密的设计，体现建筑的居住功能，这样能够对有限的空间进行最大限度的利用。而在商业层与住宅层相互连接的位置，为了实现结构的明确划分，需要设置相应的转换层，实现对不同结构受力情况的调整，以保证建筑的使用安全。在建筑工程中，转换层的功能和作用主要体现在三个方面，一是能够对建筑剪力墙结构或者框剪结构进行转换，从而实现剪力墙与框架之间的变换；二是能够改变建筑内部上下层受力柱的分布情况，调整结构受力情况；三是能够同时改变建筑的结构轴网和结构形式，从而形成上下结构的不对称布置，满足不同的使用需求。因此，对于建筑设计人员而言，应该从建筑的特点及使用功能出发，对转换层进行合理设计，确保其功能的有效发挥，以保证建筑的稳定性和安全性。

建筑转换层结构的类型是多种多样的，一是梁式转换结构，一般是采用剪力墙、框支柱以及框支梁相互结构的形式，以提升转换层结构的刚度，其优点在于结构稳定性强，施工简单，也是我国应用最为广泛的转换层结构形式；二是板式转换结构，这种结构能够在转换层上，对结构形式和轴网进行随意布置，因此适用于建筑轴网布设相对困难的建筑工程。不过相对而言，板式转换结构的受力情况比较复杂，而且传力路径不明确，对于其受力分析困难，很容易使得转换层成为建筑整体的薄弱环节，降低其抗震性能，因此在使用时应该特别注意；三是桁架转换结构，相比梁式转换结构有着更加明确的受力状态，以及更小的自重，抗震性能也较好，能够有效保证建筑的使用安全，不仅如此，这种结构形式还可以节约建筑内部空间，降低工程成本。不过其节点设计的难度较高，对于建筑施工会带来一定的负面影响，同样需要根据工程的具体情况进行选择和使用；四是斜柱转换结构，这是一种相对特殊的转换层结构形式，可以保证混凝土承压能力的充分发挥，减少对于建筑内部空间的占用。在对其进行设计和应用时，应该关注结构内部的水平荷载，设计相应的圈梁或者拉梁，对水平荷载进行平衡，提升转换层的强度和刚度。

2建筑转换层设计问题

2.1设计原则

从目前来看，在对转换层结构形式进行选择时，应该遵循以下几点设计原则：

（1）在建筑工程中，设置转换层之后，由于上下层结构形式的不同，建筑的纵向刚度会发生突变，从而成为建筑整体中的薄弱环节，很容易出现各种各样的问题。对此，在对建筑转换层将诶够进行设计时，应该综合考虑多方面的情况，尽可能在保证结构质量和稳定性的前提下，减少需要进行结构转换的纵向构件，并适当增加直接落地的纵向构件数量，从而实现对建筑刚性突变程度的控制，提升建筑结构的抗震能力。

（2）大量的研究实践表明，当转换层高度相对较低时，对于建筑重心和受力状况的影响也相对较小，建筑也会更加稳固。因此，在对建筑转换层结构进行设计时，应该立足建筑具体情况，尽可能降低转换层所处位置，以确保建筑结构的稳定性。

（3）在转换层结构设计中，应该适当弱化上部结构，强化下部结构，同时选择具有明确传力路径的设计模式，从而在保证工程质量的前提下，尽可能建筑转换层的施工难度和施工成本，更好地实现建筑的经济效益和社会效益。

2.2要点问题

（1）保证转换层刚度：在建筑工程中，转换层的高度直接决定了转换层乃至整个建筑结构的质量和稳定，尤其是在高层超高层建筑的设计和施工过程中，由于建筑本身的高度较高，体量较大，对于转换层所施加的垂直荷载与相对较大，加上转换层的存在会使得建筑在该位置初选垂直刚度的突变，因此很容易成为建筑的薄弱环节，降低建筑整体的抗震性能。因此，对于建筑设计人员而言，应该充分重视起来，从建筑的具体需求出发，对转换层进行设计，切实保证转换层的刚度，确保其不低于上层结构刚度的70%。在实际操作中，应该对转换层内部剪力墙的分布状况进行相应的调整，适当提高落地剪力墙的厚度，同时选择强度等级相对较高的混凝土进行施工，按照筒体结构，对纵横墙进行排列，从根本上保证建筑转换层的刚度，从而避免其对于建筑整体抗震性能的影响。

（2）合理安排转换层位置：建筑工程是一个非常复杂的系统性工程，其受力模式相对复杂，而且建筑内部所受应力的种类和分布等都会随着建筑高度的增加，逐渐发生变化，当建筑高度提升到一定范围后，其所受的各项作用力的效果会呈现出明显上升的趋势，从而给建筑工程设计工作带来更大的困难。对于建筑工程项目设计人员而言，应该从建筑具体结构入手，对转换层的位置进行合理设置，若转换层位置过高，则不仅可能导致其自身内部受力状况的改变，还可能在一定程度上影响上下层面的受力方式和刚度，从而使得转换层成为建筑中的薄弱环节，降低建筑的抗震性能。对此，应该立足建筑整体结构和使用功能，尽可能降低转换层所处位置，将其控制在三层以下，最高不能超过六层，以保证建筑结构的稳定性和可靠性。例如，在许多城市中的商业广场，一层到三层为商业步行街，四层以上为居民住宅，这种结构布局就是从转换层设置的角度考虑，以提升建筑的稳固性。

（3）确保建筑与转换层的有机融合：转换层作为建筑结构的重要组成部分，通过对其结构设计内容的调整，能够提升建筑与转换层的整体性，提高建筑工程的稳定性，延长其使用寿命。对于建筑设计人员而言，应该在保证质量的前提下，对转换层设计方案进行简化，使得建筑的刚度中心和质量中心相互对应，确保建筑转换层受力明确。同时，应该尽量避免采用板式转换结构，避免建筑出现刚度突变的现象，保证建筑的使用安全。

3结语

总而言之，在当前城市化进程不断加快的背景下，建筑行业得到了迅猛发展，高层建筑以及综合性建筑的不断涌现，使得建筑转换层结构设计受到了建筑设计人员的重视和深入研究。本文从建筑转换层结构的概念出发，对其设计原则和种类进行了讨论，并对转换层设计中需要注意的要点问题进行了阐述，希望能够为建筑工程的建设提供一些参考。

参考文献：

[1]王春伟.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J].黑龙江科技信息，2011，（23）：246.

[2]张玉石.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J].科技创业家，2013，（10）：31.

[3]韩文海.建筑转换层的结构设计探讨[J].产业与科技论坛，2011，10（14）：60-61.

[4]孙鸿伟.关于高层建筑转换层的结构设计分析[J].四川水泥，2014，（11）：110，113.