在现代高层建筑中,上、下楼层的结构形式一般要发生变化,故需要设置转换层。目前大多数关于转换结构的研究,都是针对上层边柱轴线内缩或者是和下层柱轴线一致的情况,而对上层边柱外移转换结构的研究较少。当上层边柱外移时,与一般转换情况有所不同,涉及转换层结构外挑。为此,在设计时必须了解这种结构的传力方式、受力性能和相关变形情况。另外,由于结构外挑,跨内梁和板都会存在很大的拉力,可能导致梁、板开裂等问题。所以,对于如何优化设计该种类型的转换结构,需要进行试验研究和相应的理论分析。本文以一个实际工程为背景,具体针对牛腿转换结构进行模型试验,通过对牛腿转换结构各构件的受力情况、裂缝发展过程及变形的研究,探讨了该种转换结构的受力特点及传力机制,再结合非线性有限元分析结果,验证其分析方法并提出相关的设计建议。本文主要做了如下工作:1. 结合一个实际工程,对其牛腿转换结构1:4模型进行了静力试验;2. 根据所测的试验结果和裂缝发展情况,分析试件在加载全过程的受力和变形性能,确定传力途径和各构件的受力情况;3. 利用有限元程序对模型结构进行非线性有限元分析,并对照试验结果进行比较分析。4. 参照规范,对该类型的转换结构设计的相关问题作一些探讨并提供一些设计建议。本文的研究表明:大型转换牛腿的刚性很好,在计算牛腿转换结构内力时,牛腿可以近似看作刚体;现行的钢筋混凝土结构设计规范GB50010—2002对于牛腿高度、水平纵向钢筋和箍筋的确定方法是偏安全的。与牛腿相连的转换层梁是一个偏心受拉构件,为了控制牛腿侧移量以及该梁和楼板的裂缝开展,保证结构正常使用,须在梁内施加预应力;该梁在能够承受楼面荷载不产生较大变形和满足构造规定要求同时,其截面尽量不要设计的很大,这样能够减小结构高度,增大该层使用空间并有利于满足上下层剪切刚度比的抗震要求。对于上层框架柱外移时的转换结构受力和变形性能,影响因素较多,有必要进行进一步的研究。