轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計策略

轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計策略隨著城市化腳步的加快，高層建筑對于城市來說早已是屢見不鮮。對高層建筑設(shè)計轉(zhuǎn)換層更是當(dāng)下必不行少的一項任務(wù)及要求，轉(zhuǎn)換層能更好的讓高層建筑發(fā)揮其優(yōu)點和作用，便利了我們的生活。但由于其結(jié)構(gòu)的限制，抗震性能的強弱打算了整棟樓層的安全，因此，對轉(zhuǎn)換層的要求便更加嚴(yán)格。

１轉(zhuǎn)換層的幾種基本類型和構(gòu)造原理

１．１梁式轉(zhuǎn)換層

轉(zhuǎn)換層樓板上層構(gòu)造的剪力要傳送給下層構(gòu)造，在本身擔(dān)當(dāng)一部分壓力的同時還要擔(dān)當(dāng)上部壓力。因此對梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計構(gòu)造要求非常嚴(yán)格。梁式轉(zhuǎn)換層的構(gòu)造優(yōu)點非常突出，例如它的結(jié)構(gòu)非常簡潔，對于力的傳導(dǎo)和傳輸目的非常直接和明白，在大部分的高層建筑中都能被采納。

１．２箱式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)某一層樓板的硬度條件與估算值存在偏差時，就要求在轉(zhuǎn)換層的上下各安裝一層樓板，從而增加樓層在受到力的作用下而不易發(fā)生形變，安裝后就會上下形成一個箱式構(gòu)造。采納箱式轉(zhuǎn)換層的好處是轉(zhuǎn)換層的受力導(dǎo)力平均，且轉(zhuǎn)換層在受力時反抗彈性形變的力量大大增加，但是在實際操作時，箱式轉(zhuǎn)換層不僅花費大而且不易操作施工。

２轉(zhuǎn)換層在高層建筑應(yīng)用及設(shè)計構(gòu)造

轉(zhuǎn)換層在高層建筑的應(yīng)用極其廣泛，只要依據(jù)樓層的需要進行設(shè)計即可，但設(shè)計的同時也要考慮種種因素，如建筑地區(qū)的選擇，一些高層建筑選擇在土壤比較稀松的地區(qū)施工，本身就不利于樓房的自身需求而使得樓房易下陷，而有的樓房較高，假如單純的使用轉(zhuǎn)換層則不利于對地震的需求，因此對轉(zhuǎn)換層的使用應(yīng)具備以下幾點要求：

（１）轉(zhuǎn)換層的設(shè)計要有肯定的韌性，在承受肯定壓力的狀況下不易發(fā)生形變。（２）應(yīng)盡可能的在構(gòu)造中不使用縱向構(gòu)件。（３）在構(gòu)造時要使頂?shù)變蓪拥膭偠缺日莆赵冢焙停仓g，使縱向受壓時形變量不受過大影響。（４）盡可能將轉(zhuǎn)換層上部的剪力墻和柱子保持一一對應(yīng)。（５）轉(zhuǎn)換層在選擇位置上要盡可能靠近建筑物底部的適當(dāng)位置，假如建筑物特殊高要求轉(zhuǎn)換層設(shè)置也要高時就盡可能的讓轉(zhuǎn)換層的縱向位置降低并增加肯定的剛度，假如設(shè)計不達標(biāo)則地震來臨時便會對整個建筑物的安全帶來嚴(yán)峻的威逼。（６）使支剪力墻與落地剪力墻的比值保持在相關(guān)要求內(nèi)。（７）要系統(tǒng)精確地分析轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，將其和整棟樓房進行統(tǒng)一換算分析，并進行模擬試驗以及抗震測試，最大化的提高其安全系數(shù)。

３抗震性能的分析

隨著轉(zhuǎn)換層位置的不斷提高，對于其抗震性能的要求也不斷提升，影響其抗震性能的因素也有許多種類，像轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置、轉(zhuǎn)換層頂部與底部對壓力變形的韌性，轉(zhuǎn)換層側(cè)面的剛度等。因此我們在對轉(zhuǎn)換層進行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計構(gòu)造時應(yīng)考慮這些因素。依據(jù)《高規(guī)》內(nèi)容的明確規(guī)定，對于一些框支剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層，設(shè)置在三層及以上時，在剪力墻和支柱底端應(yīng)加強抗震系數(shù)，使其增加一級抗震系數(shù)，本身為特一級時則不必增加。

４轉(zhuǎn)換層的幾種最新構(gòu)造

４．１搭接柱轉(zhuǎn)換型

其設(shè)計的主要準(zhǔn)則是利用轉(zhuǎn)換柱來實行轉(zhuǎn)換，這樣做的好處就是在構(gòu)造時使用的原材料較少，而且它的自身重量比較輕，對建筑的剩余空間資源可以得到充分利用，而且對壓力的形變程度也比較小。但有一點值得關(guān)注的是柱子上面的樓蓋應(yīng)當(dāng)使用高承受力的物質(zhì)材料進行加固。搭接柱轉(zhuǎn)換型之所以在安全和穩(wěn)定性上優(yōu)于其他轉(zhuǎn)換型結(jié)構(gòu)的緣由在于它連接樓蓋的承受力和縱向伸縮度的完善掌握。使得搭接柱受內(nèi)力的影響大大衰減。在搭接柱形式的轉(zhuǎn)換層中，最主要的重心便是筒體對側(cè)力的反抗力量。

所以對于筒體的承受力，伸縮性和橫截面的尺寸要做到足夠精細(xì)。就要求受力能從搭接柱伸縮到上一層，當(dāng)筒體的構(gòu)造材質(zhì)發(fā)生變化時，不會影響塔柱因受力而產(chǎn)生變形，從而使高層建筑的抗震性不衰減。另外我們也可以運用ＳＡＴＷＥ、ＰＭＳＡＰ這樣的軟件對搭接柱轉(zhuǎn)換構(gòu)造的性能進行測算解析，更便利快速的解決了人力測算帶來的誤差。

４．２其他新型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

除了上面的搭接柱轉(zhuǎn)換型，還有兩種基本形式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，寬扁梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和斜撐轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)都有其各自優(yōu)點，對于前者來說，該轉(zhuǎn)換型適應(yīng)于各種建筑物類型，對轉(zhuǎn)換層的凹凸影響重大并且有利于建筑物機械設(shè)備的使用，大大削減了資金成本，對建筑物造型設(shè)計上有肯定的幫助功能。后者則使高層建筑受力勻稱，力的傳導(dǎo)比較明確，緩沖機械變形上有更好地抗震效果。

５基于高層建筑轉(zhuǎn)換層構(gòu)造的建議

面對當(dāng)前形勢，很多建筑工程師就高層建筑的轉(zhuǎn)換層的抗震效果、對高層建筑自身受力等多種狀況進行了一些有價值的討論，這樣就為設(shè)計構(gòu)造者對高層建筑物的轉(zhuǎn)換構(gòu)造帶來了理論依據(jù)，使得一些建筑避開了成為爛尾工程的犧牲品。據(jù)此，針對高層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)計構(gòu)造提出了以下幾點建議：

其一，轉(zhuǎn)換層的高度問題應(yīng)當(dāng)進行全面系統(tǒng)地分析測試，轉(zhuǎn)換層高度大，會使轉(zhuǎn)換層的地震反應(yīng)力加大，但對其它樓層的反應(yīng)較小，對地基的承受力量是一大考驗，所以應(yīng)當(dāng)使轉(zhuǎn)換層的高度設(shè)計在允許抗震等級以內(nèi)。其二，轉(zhuǎn)換層自身高度越大，其自身結(jié)構(gòu)受地震影響其波動幅度越大，靠近轉(zhuǎn)換層的幾層受轉(zhuǎn)換層的影響其波動幅度也有所加強，因此，轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換梁不應(yīng)太高。其三，轉(zhuǎn)換層設(shè)置越高對樓層的變形程度影響越大，轉(zhuǎn)換層的高度越靠上，對樓層的伸縮性要求增加，各個樓層間的可伸縮性減小，各樓層間的位移量變小，加大了構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)時間，對建筑物本身的結(jié)構(gòu)造成肯定的影響，因此，轉(zhuǎn)換層的高度不應(yīng)設(shè)置太高。其四，剛度比的不同會對抗震性能產(chǎn)生肯定的影響，同時對第一次低階振型周期產(chǎn)生巨大影響，而對橫向方向的構(gòu)造在能檢測出的地震影響較小。因此，我們應(yīng)當(dāng)使用各類方法使結(jié)構(gòu)剛度比達到黃金比值。

由于當(dāng)今社會的建筑類型大不相同，為了建筑需求所要實現(xiàn)的效果和功能也不盡相同，因此在設(shè)計轉(zhuǎn)換層時應(yīng)考慮到各個高樓的現(xiàn)場詳細(xì)狀況，為可能發(fā)生的各類突發(fā)狀況做好必