程濤 李漢偉

摘要：本文筆者從轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的概述著手，分析了其定義以及注意事項(xiàng)，重點(diǎn)闡述了短肢剪力墻梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，目的是為建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和借鑒，進(jìn)而推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。

關(guān)鍵字：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)換層；方案；特點(diǎn)；注意事項(xiàng)；短肢剪力墻梁式

城市的發(fā)展帶動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，其功能也獲得了較大的發(fā)展，建筑功能的不同要求進(jìn)行不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這就需要借助轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)功能的多樣化和綜合化，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑的多種需求。在建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，短肢剪力墻梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的成果。

一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述

（一）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的定義

所謂的轉(zhuǎn)換層技術(shù)是指根據(jù)某一層的上部和下部的使用功能，采用不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，那么該層就是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。建筑行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了高層建筑的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)建筑的多功能性和具備綜合用途的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)換層技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，一般在高層建筑中，下部多為商業(yè)區(qū)，上部多為辦公和生活區(qū)域。但是在轉(zhuǎn)換層技術(shù)的應(yīng)用中，面臨著較大的困難，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)換層的受力情況較為復(fù)雜，稍有失誤便會(huì)引發(fā)災(zāi)難性的結(jié)果，其次，轉(zhuǎn)換層的地震反應(yīng)強(qiáng)烈。

（二）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形式

在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，會(huì)有多種形式，一般而言主要包括以下幾種形式：

1.梁式轉(zhuǎn)換

梁式轉(zhuǎn)換在當(dāng)前的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的成效，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，諸如路徑清晰快捷、可靠性高和構(gòu)造簡(jiǎn)單施工方便等，才外，該設(shè)計(jì)方法可以用于8度以及8度以下的設(shè)計(jì)，且抗震效果好，其抗震效果受到層數(shù)的影響，一般而言，要想取得較高的抗震烈度，需要對(duì)大空間的層數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的限制。

2. 桁架轉(zhuǎn)換

如果底部的樓層柱距較大，這時(shí)換梁的高度與整個(gè)樓層的高度相一致，同時(shí)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行開(kāi)洞，因此無(wú)法采用梁式轉(zhuǎn)換，這就需要借助桁架轉(zhuǎn)換，進(jìn)而達(dá)到傳力明確和傳力途徑清晰的優(yōu)點(diǎn)，但是該形式的構(gòu)造和施工難度較大，主要是蒂點(diǎn)處的設(shè)計(jì)和施工方面。在利用桁架轉(zhuǎn)換形式進(jìn)行需要堅(jiān)持強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)邊柱弱中柱的原則，并要保證施工的強(qiáng)度，同時(shí)要通過(guò)對(duì)剪胝比的計(jì)算確定轉(zhuǎn)換層的截面尺寸，進(jìn)而有效的對(duì)變形的預(yù)防。為了提高轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果，需要做到滿(mǎn)層鋪設(shè)，并將下部的斜桿交點(diǎn)作為上部密柱的支撐點(diǎn)，然后對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的剛度進(jìn)行加強(qiáng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的完善，并對(duì)預(yù)應(yīng)力帶來(lái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行有效的預(yù)防。

3.板式轉(zhuǎn)換

板式轉(zhuǎn)換具有設(shè)計(jì)靈活和不受結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)限制等優(yōu)點(diǎn)，但是具有結(jié)構(gòu)構(gòu)件大和材料消耗大的特點(diǎn)，進(jìn)而增加了施工的造價(jià)，一般用于上部剪力墻布置復(fù)雜并且軸線(xiàn)錯(cuò)位較多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。板式的轉(zhuǎn)換多用于非抗震和抗震設(shè)計(jì)，為了避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，需要在轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)以前進(jìn)行對(duì)厚板的抗震性能以及受力特點(diǎn)以及傳力的途徑進(jìn)行分析和研究，提高設(shè)計(jì)的可靠性和科學(xué)性。

4.箱形轉(zhuǎn)換

該轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)多用于上下不的板厚度較大時(shí)，并且需要實(shí)現(xiàn)上下板與之間托梁的共同合作，此外，還可以用于上下層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換以及柱網(wǎng)尺寸擴(kuò)大或者是軸線(xiàn)的錯(cuò)位設(shè)計(jì)中。

4.其他轉(zhuǎn)換形式

除了上述的轉(zhuǎn)換形式以外，在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還會(huì)涉及到其他形式的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，如若是需要在下層的兩柱之間加入一根柱時(shí)，需要借助斜柱轉(zhuǎn)換，在頂層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中可以利用巨型轉(zhuǎn)換，大大的提高靈活性和高效能。

二、建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

為了滿(mǎn)足建筑使用功能的全面性和綜合性的需求，需要加強(qiáng)對(duì)建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的制定，這就需要從建筑的功能需求著手，采取合適的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升建筑的整體性能。這就需要從以下幾個(gè)方面著手，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)：

（一）轉(zhuǎn)換層剛度的要求

在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證轉(zhuǎn)換層的剛度達(dá)到規(guī)定的要求，這對(duì)于高層建筑的施工來(lái)說(shuō)尤其重要。因?yàn)榻ㄖ谋旧淼母叨纫约爸亓?duì)轉(zhuǎn)換層的承受能力有著重要的影響，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度達(dá)不到要求容易使轉(zhuǎn)換層成為就建筑的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而對(duì)其抗震性能產(chǎn)生了消極的影響，這就需要在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，確保轉(zhuǎn)換層的剛度在上層結(jié)構(gòu)剛度的70%以上，因此需要充分了解內(nèi)部剪力墻的受力情況，并且將剪力墻的厚度控制在規(guī)定的范圍，同時(shí)采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土進(jìn)行施工，這樣可以對(duì)縱橫墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的排布，起到了保證轉(zhuǎn)換層剛度的效果，進(jìn)而有效的保護(hù)了建筑的整體抗震性能。

（二）加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層與建筑的聯(lián)系

為了提高建筑物的整體性能，需要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層與建筑的聯(lián)系，提高其整體性能，在對(duì)轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)二者的聯(lián)系，提高建筑的穩(wěn)定性，進(jìn)而起到延長(zhǎng)建筑的使用壽命的目的。因此，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，最大限度的簡(jiǎn)化上下層的軸網(wǎng)之間的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而提高質(zhì)量中心與剛度中心的適應(yīng)性，從而加強(qiáng)對(duì)受力分析的研究，這樣可以很大程度的避免出現(xiàn)剛度突變的現(xiàn)象，大大的提高建筑的整體性能。

（三）明確轉(zhuǎn)換層的位置

在對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需啊喲對(duì)復(fù)雜的受力模式進(jìn)行分析，并且將愛(ài)情對(duì)作用力的分類(lèi)和分布進(jìn)行分析，這是因?yàn)橛昧Φ姆N類(lèi)以及分布會(huì)受到建筑高度的影響。在高度達(dá)到一定的范圍后，建筑物受到各個(gè)方面的力的影響，并且受力效果逐漸上升，這就加大的了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難。如果轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置的高度較大，就會(huì)引起轉(zhuǎn)換層受力情況的變化，并且對(duì)下層的剛度和受力方式產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而對(duì)整個(gè)建筑產(chǎn)生消極的影響，這就需要在對(duì)轉(zhuǎn)換層進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要最大限度的降低轉(zhuǎn)換層的位置，設(shè)置在三層以下，禁止超過(guò)六層。

（四）合理設(shè)計(jì)短肢剪力墻

布置落地簡(jiǎn)體（或一般剪力墻）的高層短肢剪力墻梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由于轉(zhuǎn)換粱是一般轉(zhuǎn)換粱，結(jié)構(gòu)豎向剛度變化不大，轉(zhuǎn)換層上下內(nèi)力傳力途徑的突變程度也小于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，所以對(duì)布置落地簡(jiǎn)體（或一般剪力墻）的高層短肢剪力墻梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在三層及三層以上時(shí)，轉(zhuǎn)換柱及剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)不用再特別提高，轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)力增大系數(shù)也不用再作提高。

轉(zhuǎn)換粱支承柱至底層柱的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)整應(yīng)比框支剪力墻結(jié)構(gòu)降低?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下剛度差異較大，轉(zhuǎn)換層樓板要完成上下層剪力的重新分配，自身在平面內(nèi)受力很大，樓板有顯著的變形。

結(jié)束語(yǔ)：

在建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此需要加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視，這就需要結(jié)合建筑的實(shí)際情況，采用合適的建筑設(shè)計(jì)方案，并充分了解建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，進(jìn)而有效的提高建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)效果，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，達(dá)到降低工程施工難度。通過(guò)對(duì)建筑進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效的促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展向著更加科學(xué)合理的方向發(fā)展。

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