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摘要：随着国家经济快速发展，大量人员集中城市中，为了减少的土地的开发，因此高层建筑不断地增加，相对来说建筑结构设计就越来越复杂。为了满足不同人群对住房的不同需求，在设计过程中，高层建筑的设计更加多元化，建筑服务功能也更加完善。用途不同的高层建筑的实际设计有着显著差异，所以这就需要每位设计人员负责地做好各项设计工作。
关键词：高层建筑；结构；转换层；设计
随着人们生活水平的不断提高，对建筑质量的要求也越来越高，转换层结构设计能够提高建筑物整体质量和性能，是高层建筑设计的重点。现代化进程会推动着高层建筑向更高、更复杂、功能更齐全、结构更多样的方向发展，为了更好地满足现代化的发展趋势，就必须要加强高层建筑结构转换层的设计研究工作。因此，在实际建筑设计中应对转换层结构设计加以重视，以求能够更好地实现高层建筑的设计和发展。
一、高层建筑转换层结构简述
1.高层建筑转换层结构的重要意义
高层建筑的为适应现代发展的需要，趋向于多功能和多种用途发展。例如，顶部的楼层适合布置住宅和旅馆，而中部的楼层适合作为办公用房，在下部的楼层设置商业餐饮及文化娱乐等。根据楼层的不同用途，开间大小设置也不同。上部住宅及旅馆要设置较小的开间，增加墙体，在中部楼层的办公用房要分成中等大小和小的空间，下部楼层作为商业餐饮及文化娱乐的要采用较大的灵活空间，因此因在设计时采用大柱网，减少墙体。根据不同楼层区域，要求不同，这种要求显然是有悖结构合理自然的布置，因为高层建筑的下部的楼层受力很大，在下部应当增密柱网，增加墙体及刚度，到上部逐渐减少。但采取与常规相反的方式进行结构的布置，可以使建筑功能的要求得到满足，这时候结构转换层的设置的优势就得以显现出来，最为重要的是使得竖向力和水平力得以传递。
1.2 高层建筑转换层结构的类型
不同的高层建筑，其建设用途决定了其功能和需求的差异，所以，在设计结构的过程中，要对建筑专业的要求充分考虑到，优化选择不同类型的结构转换层，以使得高层建筑的整体功能性得到确保。高层建筑结构转换层分为两种主要的类型，其一是梁式转换，其二是板式转换。梁式转换层的结构是由梁、析架、箱型结构等结构组成的。梁式转换层结构的转换方式层结构可以直接的受力和传力，可以充分的利用空间，在目前的转换结构中应用十分的广泛。主转换梁支撑于下部主体结构的竖向构件是板式转换结构层的基本构成形式，主转换梁或下部主体结构的竖向构件受到了次转换梁的支承，共同承受和依托上部結构剪力墙、框架柱的是主次转换梁，通常情况下是由一块整体整浇的厚平板组成的转换层结构是板式转换。板式结构的特点就是具有复杂的受力和传力。一般明显的不协调存在于上下部结构，它的采用是梁式转换结构无法采用的前提下。建筑、设备等无法利用主要是由于厚板所占的空间，不够经济。
二、转换层的主要型式
梁式、箱式、厚板式、桁架式等转换层是常见的几种转换层类型。根据《高规》一文中第 10.2.4 条的规定，可采用厚板的有非抗震设计和Ⅵ度抗震设以及地下室的转换结构构件可采用厚的有Ⅶ、Ⅷ度抗震设计。由此可见地震对厚板影响挺大的，使用厚板时，存在较大的局限性。一般而言，梁式转换层是目前采用最多，即把上部剪力墙设计在转换梁上，再由转换梁转换柱来支撑。它的优点是造价低，转换方向明确，并且操作简单。而箱式转换层的优点是转换梁的刚度强约束性大，整体受力效果好，其缺点是施工造价高。
三、高层建筑转换层结构设计
1 模板支撑选择设计
首先需根据建筑结构进行模板支撑的合理选择。高层建筑的结构转换层的结构极为复杂，钢筋分布密集，耗材较大，自重和载荷都较大，因此要想实现结构转换层的合理设计就必须要根据建筑实际受力情况确定模板支撑系统，以保障支撑系统的承载能力和自身的稳定性能。一般地，经常用到的模板支撑系统有载荷传递法支模、一次性支模、叠合浇筑法支模等，当然这几种模板支撑系统也有各自的优缺点，需要在实际的设计当中应根据相关设计要求合理选择模板系统，从而从最大程度上发挥出模板支撑对高层建筑转换层的作用。
2 转换层结构的抗震设计
转换层结构将高层建筑垂直方向刚度的均匀性破坏，导致高层建筑垂直方向承受力无法直接传递到持力层，从而抗震性能降低。为了提高转换层结构高层建筑整体的抗震性，在设计时必须保证转换层结构的抗震性。高位转换对抗震性能的设计及结构受力不利。水平地震作用时，倾覆力矩的分布曲线一般在转换层结构处出现转折，并且转换层结构下部主要以剪力墙为主，落地剪力墙承受的倾覆力矩经由转换层结构向下递增明显，但支撑框架倾覆力矩的递增较少。转换层结构的水平地震作用所需的计算内力较大；在Ⅷ度抗震设计时就应该考虑垂直方向的地震作用。转换结构垂直方向的地震作用可以采取动力时程分析法或反应谱法进行计算：可以近似的将转换结构在荷载标准内的内力乘以 1.1；转换层结构的位于 3 层或 3 层以上时对抗震性能极为不好，内力也应该适当的提高。高层建筑的转换层结构控制轴压比与高层建筑转换层相比，更要注意轴压比，尽可能控制比率，转换层结构支柱和支梁在内交角地方应力突出，鉴于受到垂直及水平负载的影响，在相对的条件下，柱子横截面、剪力、弯矩较小，轴压力上的承受力则主要由框支柱支撑，其转换层结构上面墙体垂直和水平负载通常可以借助板平面进而传递到落地剪力墙，所以必须严格的控制框支柱轴压比率。
3 剪力墙的科学设置
分析实际的案例我们可以轻易的发现，剪力墙会随着高度的变化发生变化，同时，内力也随着高度的变化剪力墙也会随之发生变化。因此，要对剪力墙框架支柱的设计进行优化强化。要充分认识到剪力墙科学设置的重要性，使结构转换层的综合作用得到充分的发挥。剪力墙框架支柱的均匀性，以及框架支柱之间距离的合理性必须保证是结构转换层对剪力墙的要求，一般要保持支柱与支柱之间的距离要保持在 11M 的范围内。结合高层建筑结构空间布局的不同情况，比如抗压力和应力大小要求不同，要调整相应的剪力墙的设置。在设计转换大梁的过程中，设计人员要对梁体的整体受力情况进行充分的了解，科学的处理转换梁两端的结构，从而使得结构转换层的整体性能得以保证，同时使得高层建筑结构整体的性能也得到相应的保障。
4 转换层计算要求
对于转换层来说，虽然它仅仅是高层建筑之中的一小部分，但是在分析计算的时候，还是要对结构进行整体分析计算，就是要把转换层放进整个结构体系当中，根据三维空间和空间协同工作以及其他行之有效的分析方法来进行整体内力和位移计算。如果这样做的话，就能够完美地展现结构体系中各个杆件对于转换层的整体影响效果，也能够使得转换柱的位移和内力能更加的接近实际情况。但是一般来说，正是因为整体分析时结构杆件相对较多，就对转换层进行细化计算的精力不够，所以就很难确保接触面上的变形能够全部协调，构件的计算也会因此而有可能会有误差。正是因为以上的原因，在完成整体计算分析之后，还应该要对转换层的局部进行细致的分析，虽然平面分析法相对有限，但是还是要对转换构件进行细致的应力分析，以保证结构体系的整体万无一失。
四、结束语
转换层的转换形式复杂，而转换层设计又是高层建筑设计的难点和重点，为保证高层建筑的建造质量，就必须要深入研究和掌握转换层结构的设计要点，并在实际的设计当中，合理设计布置转换层，分析整体结构和建筑结构受力特点，实现建筑设计的良性发展。
参考文献：
[1]刁泽民，邹灿林，邱钟宏，李宏涛，何兆添.高层建筑中转换层结构的应用和研究现状 [J].江西建材.2017（05）
[2]张林晨.高层建筑转换层结构设计的探讨 [J].住宅与房地产.2016（21）
关键词：高层建筑；结构；转换层；设计
随着人们生活水平的不断提高，对建筑质量的要求也越来越高，转换层结构设计能够提高建筑物整体质量和性能，是高层建筑设计的重点。现代化进程会推动着高层建筑向更高、更复杂、功能更齐全、结构更多样的方向发展，为了更好地满足现代化的发展趋势，就必须要加强高层建筑结构转换层的设计研究工作。因此，在实际建筑设计中应对转换层结构设计加以重视，以求能够更好地实现高层建筑的设计和发展。
一、高层建筑转换层结构简述
1.高层建筑转换层结构的重要意义
高层建筑的为适应现代发展的需要，趋向于多功能和多种用途发展。例如，顶部的楼层适合布置住宅和旅馆，而中部的楼层适合作为办公用房，在下部的楼层设置商业餐饮及文化娱乐等。根据楼层的不同用途，开间大小设置也不同。上部住宅及旅馆要设置较小的开间，增加墙体，在中部楼层的办公用房要分成中等大小和小的空间，下部楼层作为商业餐饮及文化娱乐的要采用较大的灵活空间，因此因在设计时采用大柱网，减少墙体。根据不同楼层区域，要求不同，这种要求显然是有悖结构合理自然的布置，因为高层建筑的下部的楼层受力很大，在下部应当增密柱网，增加墙体及刚度，到上部逐渐减少。但采取与常规相反的方式进行结构的布置，可以使建筑功能的要求得到满足，这时候结构转换层的设置的优势就得以显现出来，最为重要的是使得竖向力和水平力得以传递。
1.2 高层建筑转换层结构的类型
不同的高层建筑，其建设用途决定了其功能和需求的差异，所以，在设计结构的过程中，要对建筑专业的要求充分考虑到，优化选择不同类型的结构转换层，以使得高层建筑的整体功能性得到确保。高层建筑结构转换层分为两种主要的类型，其一是梁式转换，其二是板式转换。梁式转换层的结构是由梁、析架、箱型结构等结构组成的。梁式转换层结构的转换方式层结构可以直接的受力和传力，可以充分的利用空间，在目前的转换结构中应用十分的广泛。主转换梁支撑于下部主体结构的竖向构件是板式转换结构层的基本构成形式，主转换梁或下部主体结构的竖向构件受到了次转换梁的支承，共同承受和依托上部結构剪力墙、框架柱的是主次转换梁，通常情况下是由一块整体整浇的厚平板组成的转换层结构是板式转换。板式结构的特点就是具有复杂的受力和传力。一般明显的不协调存在于上下部结构，它的采用是梁式转换结构无法采用的前提下。建筑、设备等无法利用主要是由于厚板所占的空间，不够经济。
二、转换层的主要型式
梁式、箱式、厚板式、桁架式等转换层是常见的几种转换层类型。根据《高规》一文中第 10.2.4 条的规定，可采用厚板的有非抗震设计和Ⅵ度抗震设以及地下室的转换结构构件可采用厚的有Ⅶ、Ⅷ度抗震设计。由此可见地震对厚板影响挺大的，使用厚板时，存在较大的局限性。一般而言，梁式转换层是目前采用最多，即把上部剪力墙设计在转换梁上，再由转换梁转换柱来支撑。它的优点是造价低，转换方向明确，并且操作简单。而箱式转换层的优点是转换梁的刚度强约束性大，整体受力效果好，其缺点是施工造价高。
三、高层建筑转换层结构设计
1 模板支撑选择设计
首先需根据建筑结构进行模板支撑的合理选择。高层建筑的结构转换层的结构极为复杂，钢筋分布密集，耗材较大，自重和载荷都较大，因此要想实现结构转换层的合理设计就必须要根据建筑实际受力情况确定模板支撑系统，以保障支撑系统的承载能力和自身的稳定性能。一般地，经常用到的模板支撑系统有载荷传递法支模、一次性支模、叠合浇筑法支模等，当然这几种模板支撑系统也有各自的优缺点，需要在实际的设计当中应根据相关设计要求合理选择模板系统，从而从最大程度上发挥出模板支撑对高层建筑转换层的作用。
2 转换层结构的抗震设计
转换层结构将高层建筑垂直方向刚度的均匀性破坏，导致高层建筑垂直方向承受力无法直接传递到持力层，从而抗震性能降低。为了提高转换层结构高层建筑整体的抗震性，在设计时必须保证转换层结构的抗震性。高位转换对抗震性能的设计及结构受力不利。水平地震作用时，倾覆力矩的分布曲线一般在转换层结构处出现转折，并且转换层结构下部主要以剪力墙为主，落地剪力墙承受的倾覆力矩经由转换层结构向下递增明显，但支撑框架倾覆力矩的递增较少。转换层结构的水平地震作用所需的计算内力较大；在Ⅷ度抗震设计时就应该考虑垂直方向的地震作用。转换结构垂直方向的地震作用可以采取动力时程分析法或反应谱法进行计算：可以近似的将转换结构在荷载标准内的内力乘以 1.1；转换层结构的位于 3 层或 3 层以上时对抗震性能极为不好，内力也应该适当的提高。高层建筑的转换层结构控制轴压比与高层建筑转换层相比，更要注意轴压比，尽可能控制比率，转换层结构支柱和支梁在内交角地方应力突出，鉴于受到垂直及水平负载的影响，在相对的条件下，柱子横截面、剪力、弯矩较小，轴压力上的承受力则主要由框支柱支撑，其转换层结构上面墙体垂直和水平负载通常可以借助板平面进而传递到落地剪力墙，所以必须严格的控制框支柱轴压比率。
3 剪力墙的科学设置
分析实际的案例我们可以轻易的发现，剪力墙会随着高度的变化发生变化，同时，内力也随着高度的变化剪力墙也会随之发生变化。因此，要对剪力墙框架支柱的设计进行优化强化。要充分认识到剪力墙科学设置的重要性，使结构转换层的综合作用得到充分的发挥。剪力墙框架支柱的均匀性，以及框架支柱之间距离的合理性必须保证是结构转换层对剪力墙的要求，一般要保持支柱与支柱之间的距离要保持在 11M 的范围内。结合高层建筑结构空间布局的不同情况，比如抗压力和应力大小要求不同，要调整相应的剪力墙的设置。在设计转换大梁的过程中，设计人员要对梁体的整体受力情况进行充分的了解，科学的处理转换梁两端的结构，从而使得结构转换层的整体性能得以保证，同时使得高层建筑结构整体的性能也得到相应的保障。
4 转换层计算要求
对于转换层来说，虽然它仅仅是高层建筑之中的一小部分，但是在分析计算的时候，还是要对结构进行整体分析计算，就是要把转换层放进整个结构体系当中，根据三维空间和空间协同工作以及其他行之有效的分析方法来进行整体内力和位移计算。如果这样做的话，就能够完美地展现结构体系中各个杆件对于转换层的整体影响效果，也能够使得转换柱的位移和内力能更加的接近实际情况。但是一般来说，正是因为整体分析时结构杆件相对较多，就对转换层进行细化计算的精力不够，所以就很难确保接触面上的变形能够全部协调，构件的计算也会因此而有可能会有误差。正是因为以上的原因，在完成整体计算分析之后，还应该要对转换层的局部进行细致的分析，虽然平面分析法相对有限，但是还是要对转换构件进行细致的应力分析，以保证结构体系的整体万无一失。
四、结束语
转换层的转换形式复杂，而转换层设计又是高层建筑设计的难点和重点，为保证高层建筑的建造质量，就必须要深入研究和掌握转换层结构的设计要点，并在实际的设计当中，合理设计布置转换层，分析整体结构和建筑结构受力特点，实现建筑设计的良性发展。
参考文献：
[1]刁泽民，邹灿林，邱钟宏，李宏涛，何兆添.高层建筑中转换层结构的应用和研究现状 [J].江西建材.2017（05）
[2]张林晨.高层建筑转换层结构设计的探讨 [J].住宅与房地产.2016（21）