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蔚县新蔚建筑设计股份合作公司 075700
【摘 要】高层建筑目前是我国建筑建设的主要类型，在本文中，将就高层建筑混凝土结构转换层剪力墙设计进行一定的研究与分析。
【关键词】高层建筑；混凝土结构；转换层；剪力墙
1 引言
随着高层建筑的建设、发展，其所具有的用途也越来越广泛，对于施工质量以及施工工艺都具有了更高的要求。在现今建筑建设中，超高层建筑的转换层施工可以说是非常重要的一项施工内容，对于建筑结构体系的稳定具有十分重要的作用。
2 高层建筑结构转换层形式
在现今建筑转换层设计中，主要有以下几种形式：第一，梁式转换设计。该模式较多的应用在垂直转换施工中，其通过墙-梁-柱的形式向下方传递受力，整个传递路径具有着顺畅、直接的特征，非常适合我们开展工程分析以及受力计算，高度一般在0.9至6m范围内，且设计成本较低。而箱式结构则是在双向托梁配合的基础上通过上、下层楼板共同进行浇筑所形成的结构，能够获得较高的刚度；第二，板式结构。该结构主要应用在上、下层主网错开，且结构具有较为不规则的情况布置。板的厚度一般在2.0至2.8m之间，在实际设计时需要保证厚度能够满足建筑结构抗切以及抗减的需求，具有着布置较为灵活的特征，但在材料应用方面需求量较大；第三，框架结构。该结构是竖向或者巨型柱形成的转换结构，所具有的抗震性能较高。在下层，其柱体结构在实际布设时需要能够对实际拉力情况进行充分的考虑，以此对适当的构件进行形成。同时，在施工开展之前，也需要做好临时支撑结构的加设，以此提升结构施工的稳定性。
3 转换层结构设计优化策略
3.1 转换层设计要求
转换层处于建筑物结构中间，对于外力荷载具有着承上启下的作用，并具有着以下特点：内力大，其不仅会承受到来自建筑上方的重力，也需要对来自下层建筑的悬挂力进行承载，并因此对内力具有着较高的要求；第二，跨度大。同上层结构相比，转换构件跨度一般为上层结构的几倍，并因此在垂直挠度方面具有更高的要求；第三，构件截面大。为了能够对构件的强度以及刚度进行提升，提升截面面积是非常有效的一种方式，而这就使得实际构件截面相对较大。根据上述特点，在实际设计当中则需要按照以下原则进行：首先，尽可能减少竖向构件，以此对该转换层的刚度突变频率进行降低，并在将转换层放置在较低楼层位置的同时将刚度控制在一个较小的范围内；其次，在设计中，需要对楼层结构受力情况进行充分的考虑，在充分把握受力传递途径的同时选择适当的形式作为该转换层的主要结构，更好的实现对结构质量的控制。
3.2 转换层设计要点
3.1 在转换层设计工作中，设计人员需要在对建筑实际情况进行充分联系的基础上对具体的结构进行选择，保证所选择的结构形式能够对建筑结构同转换层结构间的协调性作出保证，即尽可能使结构质量中心能够贴近刚度中心。如建筑的上、下层结构在柱网位置具有错开幅度较大的情况，则需要对梁式结构进行选择，以此保证上下部轴网间能够具有更好的对齐特征。
3.2 落地构间的均匀性以及对称性设计也是非常重要的一个方面，需要在对上述环节做好设计的同时对其截面尺寸以及强度等级进行适当的提升。通过混凝土以及钢筋材料的应用，保证转换层下方构在抗弯以及抗剪方面能够满足实际应需求。同时，在实际设计工作当中，也需要对建筑竖向结构的刚度引起重视，避免该刚度存在过大的差异，最好的保证上、下层两者所具有的转换层差值在1左右，在适当增加落地窗厚度的同时对洞口的实际尺寸进行减少，也可以在结构中加入补偿剪力墙设置，以此使建筑能够具有更好的空间刚度。
3.3 在设计当中，设计人员需要在对梁跨中部位支座的正弯矩与负弯矩二者减弱的速度规律进行充分联系的基础上将结构下方钢筋设计成全深进锚固形式，并对其中的弯筋设置进行取消。腰筋方面，需要保证其直径在15mm以上，而配置间距则在200mm以内。同其他普通薄壁杆件相比，高层建筑结构转换层所具有的受力状况以及形状更为复杂，需要对相对集中的应力进行承担。对此，在实际设计当中，则需要在整体计算的基础上对结构不同部位的构件进行局部应力计算，并根据实际应力分布情况对该转换层做好配筋工作。
3.4 空间布设也是实际设计当中非常需要的一方面。对于高层建筑来说，其设备与结构的转换层一般都会处于同一楼层当中。在这种情况下，如果楼层高度较高，在2.8m左右，对于楼层空间来说则是一种较大的浪费，而如果楼层高度在2.2m以下，又可能因楼层高度过低而使建筑的侧移刚度以及扭转刚度出现增加的情况。为了能够对建筑竖向刚度的突变情况做好应对，在实际设计中，则需要对转换层的过高设置进行避免，并适当以分开的形式对设备以及结构的转换层进行设置，如结构转换层设置在2至3层，而设备转换层设置在4至5层。
3.5 在转换层结构设计当中，需要使剪力墙的某个部分能够以直接接地的方式布设，且框架以及支柱需要能够具有均匀性的特点。在对两者进行布设时，需要将其支柱以及剪力墙的距离控制在12m以内，并优先选择大开间形式进行布置，以此对下部结构强度起到一个提升的作用。而在对转换大梁进行设计时，在保证梁体能够对框架柱应力进行承受的同时，也需要对短肢墙内力进行承担，即通过加腋法对转换梁两端位置进行处理，以此使该结构能够具有更好的抗剪力性能。
3.2.6 在设计中，如果转换层自身刚度过大，施工材料用量则会得到较大的增加，且造成竖向刚度突变情况。而如果刚度过小，则可能会对构件的沉降差以及次应力产生影响。对此，在保证截面尺寸合理的基础上，在实际设计当中则需要对主梁的刚度做好控制，保证主梁刚度能够较好的对结构受力要求进行满足，避免产生次应力情况。此外，也需要尽可能的对建筑上层结构刚度进行减少，在对剪力墙设计取消的同时适当增加下部结构刚度，以此获得更为稳定的受力情况。
4 结束语
在上文中，我们对高层建筑混凝土结构转换层剪力墙设计进行了一定的研究，需要在实际设计中能够做好把握。
参考文献：
[1]郑礼安.高层建筑粱式钢筋混凝土转换层施工技术[J].四川建材.2007（04）：55-56.
[2]夏文龙.多层和高层剪力墙设计中部分常遇问题与解决措施[J].科技创新导报.2012（15）：101-102.
【摘 要】高层建筑目前是我国建筑建设的主要类型，在本文中，将就高层建筑混凝土结构转换层剪力墙设计进行一定的研究与分析。
【关键词】高层建筑；混凝土结构；转换层；剪力墙
1 引言
随着高层建筑的建设、发展，其所具有的用途也越来越广泛，对于施工质量以及施工工艺都具有了更高的要求。在现今建筑建设中，超高层建筑的转换层施工可以说是非常重要的一项施工内容，对于建筑结构体系的稳定具有十分重要的作用。
2 高层建筑结构转换层形式
在现今建筑转换层设计中，主要有以下几种形式：第一，梁式转换设计。该模式较多的应用在垂直转换施工中，其通过墙-梁-柱的形式向下方传递受力，整个传递路径具有着顺畅、直接的特征，非常适合我们开展工程分析以及受力计算，高度一般在0.9至6m范围内，且设计成本较低。而箱式结构则是在双向托梁配合的基础上通过上、下层楼板共同进行浇筑所形成的结构，能够获得较高的刚度；第二，板式结构。该结构主要应用在上、下层主网错开，且结构具有较为不规则的情况布置。板的厚度一般在2.0至2.8m之间，在实际设计时需要保证厚度能够满足建筑结构抗切以及抗减的需求，具有着布置较为灵活的特征，但在材料应用方面需求量较大；第三，框架结构。该结构是竖向或者巨型柱形成的转换结构，所具有的抗震性能较高。在下层，其柱体结构在实际布设时需要能够对实际拉力情况进行充分的考虑，以此对适当的构件进行形成。同时，在施工开展之前，也需要做好临时支撑结构的加设，以此提升结构施工的稳定性。
3 转换层结构设计优化策略
3.1 转换层设计要求
转换层处于建筑物结构中间，对于外力荷载具有着承上启下的作用，并具有着以下特点：内力大，其不仅会承受到来自建筑上方的重力，也需要对来自下层建筑的悬挂力进行承载，并因此对内力具有着较高的要求；第二，跨度大。同上层结构相比，转换构件跨度一般为上层结构的几倍，并因此在垂直挠度方面具有更高的要求；第三，构件截面大。为了能够对构件的强度以及刚度进行提升，提升截面面积是非常有效的一种方式，而这就使得实际构件截面相对较大。根据上述特点，在实际设计当中则需要按照以下原则进行：首先，尽可能减少竖向构件，以此对该转换层的刚度突变频率进行降低，并在将转换层放置在较低楼层位置的同时将刚度控制在一个较小的范围内；其次，在设计中，需要对楼层结构受力情况进行充分的考虑，在充分把握受力传递途径的同时选择适当的形式作为该转换层的主要结构，更好的实现对结构质量的控制。
3.2 转换层设计要点
3.1 在转换层设计工作中，设计人员需要在对建筑实际情况进行充分联系的基础上对具体的结构进行选择，保证所选择的结构形式能够对建筑结构同转换层结构间的协调性作出保证，即尽可能使结构质量中心能够贴近刚度中心。如建筑的上、下层结构在柱网位置具有错开幅度较大的情况，则需要对梁式结构进行选择，以此保证上下部轴网间能够具有更好的对齐特征。
3.2 落地构间的均匀性以及对称性设计也是非常重要的一个方面，需要在对上述环节做好设计的同时对其截面尺寸以及强度等级进行适当的提升。通过混凝土以及钢筋材料的应用，保证转换层下方构在抗弯以及抗剪方面能够满足实际应需求。同时，在实际设计工作当中，也需要对建筑竖向结构的刚度引起重视，避免该刚度存在过大的差异，最好的保证上、下层两者所具有的转换层差值在1左右，在适当增加落地窗厚度的同时对洞口的实际尺寸进行减少，也可以在结构中加入补偿剪力墙设置，以此使建筑能够具有更好的空间刚度。
3.3 在设计当中，设计人员需要在对梁跨中部位支座的正弯矩与负弯矩二者减弱的速度规律进行充分联系的基础上将结构下方钢筋设计成全深进锚固形式，并对其中的弯筋设置进行取消。腰筋方面，需要保证其直径在15mm以上，而配置间距则在200mm以内。同其他普通薄壁杆件相比，高层建筑结构转换层所具有的受力状况以及形状更为复杂，需要对相对集中的应力进行承担。对此，在实际设计当中，则需要在整体计算的基础上对结构不同部位的构件进行局部应力计算，并根据实际应力分布情况对该转换层做好配筋工作。
3.4 空间布设也是实际设计当中非常需要的一方面。对于高层建筑来说，其设备与结构的转换层一般都会处于同一楼层当中。在这种情况下，如果楼层高度较高，在2.8m左右，对于楼层空间来说则是一种较大的浪费，而如果楼层高度在2.2m以下，又可能因楼层高度过低而使建筑的侧移刚度以及扭转刚度出现增加的情况。为了能够对建筑竖向刚度的突变情况做好应对，在实际设计中，则需要对转换层的过高设置进行避免，并适当以分开的形式对设备以及结构的转换层进行设置，如结构转换层设置在2至3层，而设备转换层设置在4至5层。
3.5 在转换层结构设计当中，需要使剪力墙的某个部分能够以直接接地的方式布设，且框架以及支柱需要能够具有均匀性的特点。在对两者进行布设时，需要将其支柱以及剪力墙的距离控制在12m以内，并优先选择大开间形式进行布置，以此对下部结构强度起到一个提升的作用。而在对转换大梁进行设计时，在保证梁体能够对框架柱应力进行承受的同时，也需要对短肢墙内力进行承担，即通过加腋法对转换梁两端位置进行处理，以此使该结构能够具有更好的抗剪力性能。
3.2.6 在设计中，如果转换层自身刚度过大，施工材料用量则会得到较大的增加，且造成竖向刚度突变情况。而如果刚度过小，则可能会对构件的沉降差以及次应力产生影响。对此，在保证截面尺寸合理的基础上，在实际设计当中则需要对主梁的刚度做好控制，保证主梁刚度能够较好的对结构受力要求进行满足，避免产生次应力情况。此外，也需要尽可能的对建筑上层结构刚度进行减少，在对剪力墙设计取消的同时适当增加下部结构刚度，以此获得更为稳定的受力情况。
4 结束语
在上文中，我们对高层建筑混凝土结构转换层剪力墙设计进行了一定的研究，需要在实际设计中能够做好把握。
参考文献：
[1]郑礼安.高层建筑粱式钢筋混凝土转换层施工技术[J].四川建材.2007（04）：55-56.
[2]夏文龙.多层和高层剪力墙设计中部分常遇问题与解决措施[J].科技创新导报.2012（15）：101-102.