1工程概述

工程的施工地點(diǎn)為福建省廈門市湖濱北路與長青路交叉口的東北角，原建筑為高層建筑群。要進(jìn)行施工的建筑群屬于塔樓建筑，整體由地下室與上部建筑兩部分構(gòu)成，這兩部分的樓層數(shù)分別為2層與30層。設(shè)計(jì)前期調(diào)查表明該塔樓的地下室及1#、2#塔樓已經(jīng)于1995年12月完成施工。本次設(shè)計(jì)對3#、4#、5#樓原設(shè)計(jì)戶型進(jìn)行了較大幅度的修改.通過不斷的結(jié)構(gòu)試算，對基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，確定了上部各塔樓能建設(shè)的層數(shù)，擬訂了建筑方案。經(jīng)過對結(jié)構(gòu)方案的比對論證，本項(xiàng)目確定采用多塔帶厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式，結(jié)構(gòu)體系由下部框剪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成上部剪力墻結(jié)構(gòu)，且上部建筑接近一半剪力墻需要在三層樓面處轉(zhuǎn)換。多墻帶厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，超出規(guī)范要求，需要進(jìn)行專項(xiàng)審查。原設(shè)計(jì)3#、4#、5#樓下部一、二層相連形成大底盤，現(xiàn)設(shè)計(jì)保留原設(shè)計(jì)的大底盤,利用原有3#、4#、5#樓墻柱修改成新的3#、4#、5#樓平面，并在原裙房處增加一幢6層高的6#樓。塔樓部分每幢樓之間用伸縮縫（防震縫）隔開形成上部四個(gè)塔樓。平面示意圖如圖1所示。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)。在對本工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)的時(shí)候主要遵循了《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002）等有關(guān)規(guī)定。建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，所在地區(qū)的地震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g，設(shè)計(jì)地震分組第一組，場地類別II類，特征周期Tg=0.35sec。100年一遇的基本風(fēng)壓0.95kN/m2，地面粗糙度B類，風(fēng)載體型系數(shù)1.4。本工程地質(zhì)詳勘報(bào)告。地下室部分抗震鑒定報(bào)告。2.2工程選定的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)選定的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要有裙樓結(jié)構(gòu)及塔樓結(jié)構(gòu)兩部分。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)選定如下:1）裙樓結(jié)構(gòu)維持原設(shè)計(jì)的框剪結(jié)構(gòu)本次工程為兩層裙房，東西長127.6m，地下部分已完成施工且沒有預(yù)留變形縫，故裙樓采用后澆帶及跳倉法施工，其中厚板中不設(shè)后澆帶采用跳倉法施工，厚板與其他屋面采用后澆帶處理。2）塔樓結(jié)構(gòu)本工程3#樓22層建筑物高度69.98m，4#樓29層建筑物高度90.28m，5#樓17層建筑物高度56.98m，這三個(gè)塔樓均采用剪力墻結(jié)構(gòu)。6#樓6層建筑物高度21.8m，采用框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)主樓與裙樓豎向構(gòu)件關(guān)系，將3#、4#、5#塔樓結(jié)構(gòu)采用厚板轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換厚板設(shè)于2層屋面（3層樓面），4號樓轉(zhuǎn)換板上承托28層,轉(zhuǎn)換板厚為1.8m。3號樓轉(zhuǎn)換板上承托21層，轉(zhuǎn)換板厚為1.5m。5號樓轉(zhuǎn)換板上承托16層，轉(zhuǎn)換板厚為1.5m,厚板長約98m。整體結(jié)構(gòu)單元網(wǎng)格示意圖如圖2所示。

3厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)計(jì)算

為了精確分析轉(zhuǎn)換板的內(nèi)力，本文采用實(shí)體單元對轉(zhuǎn)換板進(jìn)行有限元模擬，同時(shí)與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成三維空間力學(xué)模型。這樣未對轉(zhuǎn)換板的邊界條件作任何簡化。采用大型有限元軟件ANSYS對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，重點(diǎn)分析轉(zhuǎn)換板的內(nèi)力和變形。計(jì)算分析時(shí)考慮三個(gè)塔樓和轉(zhuǎn)換板整體作用效果。在ANSYS軟件建模時(shí),轉(zhuǎn)換厚板采用實(shí)體單元，每個(gè)結(jié)點(diǎn)含有3個(gè)未知數(shù)。剪力墻和樓板采用殼單元，每個(gè)結(jié)點(diǎn)含有6個(gè)未知數(shù)?？蛑е推胀翰捎萌S空間線單元,每個(gè)結(jié)點(diǎn)含有6個(gè)未知數(shù)[1]。3.1厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算。本工程對于厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算主要分為恒載、活載、風(fēng)載的計(jì)算。1）厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算恒載包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重和附加荷載（各種設(shè)備、建筑裝飾和填充墻）。在ANSYS軟件中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重按慣性力來計(jì)算，可只需輸入附加荷載。樓板、梁和墻輸入的荷載數(shù)值來自于SATWE模型。從各塔樓下轉(zhuǎn)換板的豎向位移來看，轉(zhuǎn)換板上最大位移均發(fā)生在框支柱與核心筒相連的大板上，并且位于懸挑部位[4]。4號樓豎向最大位移為2.122mm，3號樓豎向最大位移為2.272mm，5號樓豎向最大位移為1.918mm。轉(zhuǎn)換板的最大位移不是發(fā)生在最高的4號樓，而是在3號樓。由于3號樓轉(zhuǎn)換板上承托21層，而且板厚僅為1.5m，因此3號樓處的轉(zhuǎn)換板在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以重視。2）厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)活載計(jì)算活載均作用在樓板上，樓板輸入的荷載數(shù)值來自于SATWE模型?；詈奢d的計(jì)算量關(guān)系到了z向位移數(shù)值，通過SATWE模型的活荷載計(jì)算得出活荷載在各樓層中的分布并不均勻、各豎向構(gòu)件分配的軸力差距在增大的結(jié)論。3）厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)風(fēng)載計(jì)算ANSYS軟件將各樓層的風(fēng)荷載數(shù)值均勻分配到各抗側(cè)構(gòu)件在樓蓋處的節(jié)點(diǎn)上，這樣可保證風(fēng)荷載作用數(shù)值的準(zhǔn)確性。在x向、y向風(fēng)載作用下，整體結(jié)構(gòu)和框支層的x向、y向會(huì)發(fā)生變形。計(jì)算結(jié)果顯示風(fēng)載值還在合理范圍內(nèi)。3.2結(jié)構(gòu)模態(tài)和等效剛度比計(jì)算。轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比計(jì)算應(yīng)參考《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》對計(jì)算等效側(cè)向剛度比的模型要求，采用三維空間模型，上部結(jié)構(gòu)取3層，高度為8.0m。下部結(jié)構(gòu)取2層，高度為9.8m。分別考慮兩個(gè)主軸方向（x向、y向）的等效側(cè)向剛度比，按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》式計(jì)算。從而得到結(jié)構(gòu)在x、y兩方向上轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比分別為0.360、0.454，均滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》的限制要求。3.3結(jié)構(gòu)地震指數(shù)及位移計(jì)算。在ANSYS軟件分析中,采用振型分解反應(yīng)譜法來計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。本工程按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001設(shè)計(jì)，以此規(guī)范給出的地震影響系數(shù)曲線為依據(jù)，乘以重力加速度，得到加速度反應(yīng)譜曲線。本工程地處II類場地，抗震設(shè)防烈度為七度，反應(yīng)譜最大影響系數(shù)0.12。在用ANSYS軟件計(jì)算時(shí)，各振型以位移為基礎(chǔ)進(jìn)行作用效應(yīng)的組合，采用CQC法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，將數(shù)值分別作用在結(jié)構(gòu)x向、y向上，計(jì)算出結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)，包括結(jié)點(diǎn)位移、單元力和層剪力。本工程的結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值為307200kN。x向地震作用下，結(jié)構(gòu)底部總地震剪力為14772.8kN，剪重比為4.81%。y向地震作用下，結(jié)構(gòu)底部總地震剪力為13668.6kN，剪重比為4.45%。在地震作用下，計(jì)算得到的各樓層層位移和層間位移角數(shù)值遠(yuǎn)小于規(guī)范限值1/1000，滿足設(shè)計(jì)要求。

摘要：通過對高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)和作用進(jìn)行分析，并通過介紹轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式類型，最后以梁式轉(zhuǎn)換層為例展開論述，研究其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；高層建筑

在當(dāng)前城市的建筑中層建筑的建設(shè)越來越廣泛，其功能性極強(qiáng)，多功能的建筑在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布局。高層建筑在結(jié)構(gòu)方面，為了滿足特定的建筑功能，通常會(huì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層因此在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以保證建筑的質(zhì)量和使用安全[1-2]。

1轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)及作用分析

轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要基于建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對應(yīng)功能的調(diào)節(jié)，依據(jù)不同樓層所在位置對轉(zhuǎn)換層的性能、功能作出要求，使其能承上啟下，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的功能轉(zhuǎn)換，通過對設(shè)施、空間等要素的搭配結(jié)構(gòu)需求，結(jié)合高層建筑中的結(jié)構(gòu)承載進(jìn)行商業(yè)、住宅等多種類型的需求。

2高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

摘要：高層建筑的發(fā)展，為施工技術(shù)的進(jìn)步提供了廣闊的天地，而施工技術(shù)的進(jìn)步，又是確保高層建筑能夠順利發(fā)展的重要條件，由于轉(zhuǎn)換層形式多樣，施工方法也千差萬別，但統(tǒng)計(jì)表明，板式轉(zhuǎn)換層占所有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的50%以上，所以本文重點(diǎn)對板式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行研究，并在板式轉(zhuǎn)換層施工方案決策問題和模型確立的基礎(chǔ)上提出了施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；板式轉(zhuǎn)換層；施工

1高層建筑轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀

中國目前的鋼筋混凝土高層建筑一般在二十至五十層之間，其中尤以二十至三十五層居多。中國國內(nèi)己建成的這個(gè)高度范圍內(nèi)的高層建筑占全部高層鋼筋混凝土建筑的80%左右，可見這個(gè)高度范圍內(nèi)的高層建筑是與中國城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和需求水平相適應(yīng)的，因而應(yīng)用最多。在建筑功能的要求上，高層建筑中很少是功能單一的住宅、寫字樓或賓館，高層鋼筋混凝土建筑多是地下部分是停車場，地上1-7層左右為商場、娛樂場所等，上部小開間的使用部分可以設(shè)置住宅、賓館、或辦公室。有統(tǒng)計(jì)表明，高層建筑中有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的占80%左右。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑轉(zhuǎn)換層部分，由于梁、柱或板的尺寸較大，所以從模板的支撐系統(tǒng)，鋼筋的綁扎、鋼析架的安裝或預(yù)應(yīng)力的張拉順序，大體積混凝土的澆注等方面在施工技術(shù)要求上都有極為嚴(yán)格的限制。在某種程度上可以說，轉(zhuǎn)換層施工是高層建筑的“瓶頸”，如果說一幢高層建筑在支撐系統(tǒng)選擇，鋼筋綁扎，混凝土澆注，預(yù)應(yīng)力張拉，機(jī)械設(shè)備的選擇等方面做到方案科學(xué)，現(xiàn)場施工組織合理，定會(huì)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2高層建筑板式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)技術(shù)

轉(zhuǎn)換板設(shè)置位置，是人們關(guān)心的板式轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的重要問題之一。隨著人們對梁式轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層位置設(shè)置較高時(shí)，轉(zhuǎn)換層對結(jié)構(gòu)抗震性能不利的認(rèn)識，從而提出了轉(zhuǎn)換層位置較高的框支剪力墻的抗震設(shè)計(jì)概念，并且限制轉(zhuǎn)換層下大空間結(jié)構(gòu)的層數(shù)。然而，板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高，結(jié)構(gòu)是否也表現(xiàn)出同樣的動(dòng)力特性及反應(yīng)，也是值得討論的。本文結(jié)合廈門安寶大廈工程，采用三種模型來計(jì)算和分析板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層位置對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。計(jì)算模型中，轉(zhuǎn)換層、標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。圖中黑色填充區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)換層下部框支柱和落地剪力墻；實(shí)線部位為轉(zhuǎn)換板上布置的剪力墻。轉(zhuǎn)換板厚2200mm；落地剪力墻厚度為400mm；框支柱截面為1200mm×1200mm和1000mm×1000mm兩種；標(biāo)準(zhǔn)層x向剪力墻厚為250mm，y向剪力墻厚為200mm。轉(zhuǎn)換板所在的上、下樓層的層高分別為2.2m、3.6m(凈高，不含轉(zhuǎn)換板厚)，結(jié)構(gòu)總高度為98.70m。三種模型分別為：

摘要：轉(zhuǎn)換層主要是為了滿足高層建筑結(jié)構(gòu)中建筑功能的要求而設(shè)計(jì)的，轉(zhuǎn)換層起的是過渡的作用，不僅如此，轉(zhuǎn)換層對建筑的安全性與穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生影響。所以，如果不做好不同結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)換，無法合理運(yùn)用轉(zhuǎn)換層的話，將造成不可估量的后果。為了確保結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，提高建筑物的使用功能，就必須做好不同結(jié)構(gòu)體系之間的轉(zhuǎn)換。本文將通過一個(gè)實(shí)例來展現(xiàn)高層建筑峻寧圖轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)，重點(diǎn)探討轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并且對相關(guān)要點(diǎn)提出改進(jìn)建議，為以后的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)研究打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；應(yīng)用

1引言

隨著生活水平的提高，城市化建設(shè)步伐的加快，人們對于高層建筑的功能需求也悄然發(fā)生著改變，為了迎合市民的需求，建筑物功能區(qū)也發(fā)生了改變，不再是單一的、片面的、枯燥的。最為常見的建筑物結(jié)構(gòu)形式是民用住宅，功能區(qū)的劃分是由住宅與公共場所通過墻體、柱網(wǎng)來進(jìn)行的，然后滿足每個(gè)功能區(qū)的使用要求。在這一過程中就運(yùn)用了轉(zhuǎn)換層，因?yàn)橹挥修D(zhuǎn)換層的存在才能完成這些結(jié)構(gòu)變化，從而完成功能區(qū)的劃分。其實(shí)在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保證建筑物的使用性能，需要把建筑物分為兩種空間：①大空間；②小空間，這樣的空間設(shè)置就導(dǎo)致了上半部分的樓層豎向構(gòu)件無法接觸到地面，這個(gè)時(shí)候就要有轉(zhuǎn)換層的存在了。

2工程概況

某高層商業(yè)住宅樓，地下有兩層，地面以上有28層，其中一、二、三層為大型商場，4~28層為住宅。地下室兩層總高度為4.5m，商場有部分樓層高度為4.5m，住宅樓層與商場一樣，不是所有樓層都是一個(gè)高度，部分住宅樓層高度為2.9m。整棟樓的結(jié)構(gòu)體系除了電梯間、樓梯間可以一樣之外，其他的都必須是不同的結(jié)構(gòu)體系，其中電梯間和樓梯間采用的是剪力墻核心簡結(jié)構(gòu)。由此可以看出，由于結(jié)構(gòu)體系的不同，那么轉(zhuǎn)換層也就派上了用場，轉(zhuǎn)換層的使用使得兩種結(jié)構(gòu)體系完美過渡，所以將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在三層定頂，恰好是商場和住宅樓層間的過渡。

1高層建筑轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀

中國目前的鋼筋混凝土高層建筑一般在二十至五十層之間，其中尤以二十至三十五層居多。中國國內(nèi)己建成的這個(gè)高度范圍內(nèi)的高層建筑占全部高層鋼筋混凝土建筑的80%左右，可見這個(gè)高度范圍內(nèi)的高層建筑是與中國城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和需求水平相適應(yīng)的，因而應(yīng)用最多。在建筑功能的要求上，高層建筑中很少是功能單一的住宅、寫字樓或賓館，高層鋼筋混凝土建筑多是地下部分是停車場，地上1-7層左右為商場、娛樂場所等，上部小開間的使用部分可以設(shè)置住宅、賓館、或辦公室。有統(tǒng)計(jì)表明，高層建筑中有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的占80%左右。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑轉(zhuǎn)換層部分，由于梁、柱或板的尺寸較大，所以從模板的支撐系統(tǒng)，鋼筋的綁扎、鋼析架的安裝或預(yù)應(yīng)力的張拉順序，大體積混凝土的澆注等方面在施工技術(shù)要求上都有極為嚴(yán)格的限制。在某種程度上可以說，轉(zhuǎn)換層施工是高層建筑的“瓶頸”，如果說一幢高層建筑在支撐系統(tǒng)選擇，鋼筋綁扎，混凝土澆注，預(yù)應(yīng)力張拉，機(jī)械設(shè)備的選擇等方面做到方案科學(xué)，現(xiàn)場施工組織合理，定會(huì)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2高層建筑板式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)技術(shù)

轉(zhuǎn)換板設(shè)置位置，是人們關(guān)心的板式轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的重要問題之一。隨著人們對梁式轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層位置設(shè)置較高時(shí)，轉(zhuǎn)換層對結(jié)構(gòu)抗震性能不利的認(rèn)識，從而提出了轉(zhuǎn)換層位置較高的框支剪力墻的抗震設(shè)計(jì)概念，并且限制轉(zhuǎn)換層下大空間結(jié)構(gòu)的層數(shù)。然而，板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高，結(jié)構(gòu)是否也表現(xiàn)出同樣的動(dòng)力特性及反應(yīng)，也是值得討論的。本文結(jié)合廈門安寶大廈工程，采用三種模型來計(jì)算和分析板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層位置對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。計(jì)算模型中，轉(zhuǎn)換層、標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。圖中黑色填充區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)換層下部框支柱和落地剪力墻；實(shí)線部位為轉(zhuǎn)換板上布置的剪力墻。轉(zhuǎn)換板厚2200mm；落地剪力墻厚度為400mm；框支柱截面為1200mm×1200mm和1000mm×1000mm兩種；標(biāo)準(zhǔn)層x向剪力墻厚為250mm，y向剪力墻厚為200mm。轉(zhuǎn)換板所在的上、下樓層的層高分別為2.2m、3.6m(凈高，不含轉(zhuǎn)換板厚)，結(jié)構(gòu)總高度為98.70m。三種模型分別為：

Hst0——無轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，以原工程轉(zhuǎn)換板上部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，增加結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，使其高度與原結(jié)構(gòu)相同；

Hst3——轉(zhuǎn)換板設(shè)置在第3層頂，并將原工程x向井筒開洞，轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比γex=0.7046，γey=0.8971。

1轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換類型

轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化大致有以下三種類型。

1.1上下層結(jié)構(gòu)類型的改變，如轉(zhuǎn)換層以下為框架、框架-剪力墻或框架-筒體等結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻、剪力墻-筒體等結(jié)構(gòu)形式。

1.2上下層柱網(wǎng)、軸線的改變，轉(zhuǎn)換層的上下層結(jié)構(gòu)形式不變，僅柱網(wǎng)、軸線有所變化，常用于筒體結(jié)構(gòu)建筑中。

1.3上下層不僅結(jié)構(gòu)類型有所改變，而且柱網(wǎng)、軸線也有所改變，常用于上下層功能變化較大或較復(fù)雜的建筑物。

2轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式

隨著城市建設(shè)發(fā)展的需要，很多高層建筑向多功能、多用途方向發(fā)展，一批集商業(yè)、娛樂、辦公和公寓為一體的高層建筑拔地而起。由于建筑物的各部分使用功能和要求的不同，對建筑物結(jié)構(gòu)形式、柱網(wǎng)布置等也就提出丁不同的要求。如商業(yè)用房、娛樂用房等大多布置在建筑物的下部，往往需要大跨度、大柱網(wǎng)以相適應(yīng)。而辦公、公寓等用房常常布置在建筑物的上部，他們的跨度、柱網(wǎng)又不宜過大。為了實(shí)現(xiàn)和適應(yīng)這種結(jié)構(gòu)形式的變化過渡，很多高層建筑中都設(shè)置了轉(zhuǎn)換層。

1、轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換類型

轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化大致有以下三種類型。

1.1上下層結(jié)構(gòu)類型的改變，如轉(zhuǎn)換層以下為框架、框架-剪力墻或框架-筒體等結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻、剪力墻-筒體等結(jié)構(gòu)形式。

1.2上下層柱網(wǎng)、軸線的改變，轉(zhuǎn)換層的上下層結(jié)構(gòu)形式不變，僅柱網(wǎng)、軸線有所變化，常用于筒體結(jié)構(gòu)建筑中。

1.3上下層不僅結(jié)構(gòu)類型有所改變，而且柱網(wǎng)、軸線也有所改變，常用于上下層功能變化較大或較復(fù)雜的建筑物。

1工程概況

湖南某商住綜合樓工程地下3層,地上30層,建筑物總高度102m,建筑面積65000m2。工程設(shè)有3層裙房,裙房為框架結(jié)構(gòu),做商務(wù)辦公和大型超市。在塔樓四層上設(shè)有厚板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,其上部為剪力墻結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層平面尺寸為38.80m×38.16m,建筑面積1480m,厚度在邊柱部位3.1m,其它部位2.2m,核心筒部位為雙層板(圖1),混凝土強(qiáng)度等級為C40,澆注量為2850m3。

2施工方案分析

經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換層施工時(shí)在邊柱部位最大垂直荷載88kN/m2,其它部位68kN/m2。為承受轉(zhuǎn)換層的施工荷載,設(shè)計(jì)考慮將三層樓板加厚到250mm,并將配筋加強(qiáng),設(shè)計(jì)承載力70kN/m。邊跨梁高3.1m的部位,考慮模板荷載較大,為了便于施工,在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下,建議設(shè)計(jì)將邊跨梁設(shè)計(jì)成雙層梁。只要保留二、三層模板的支撐體系,通過二層、三層樓板的連續(xù)支撐,將施工荷載分散傳遞到下面的豎向結(jié)構(gòu)上,就能保證轉(zhuǎn)換層施工的安全。因此采用900mm×1400mm邊梁先行澆筑,2.2m厚板式轉(zhuǎn)換層混凝土不留施工縫,一次性澆筑的施工方案。大體積混凝土工程采用大摻量粉煤灰,摻加聚丙烯纖維技術(shù),降低水化熱,控制混凝土的溫度裂縫。

3轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

3.1模板工程

摘要：文中分析了高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，通過相關(guān)實(shí)際工作案例，闡述了高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)原則

預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層作為梁式轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換類型之一，其具有自重輕、成本低的優(yōu)勢；但隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用已經(jīng)不能滿足建筑技術(shù)的發(fā)展需要，也不能夠滿足較大承載力的需要。在此發(fā)展背景下，鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換層這一種類型應(yīng)運(yùn)而生，這種類型不僅可以滿足建筑技術(shù)的發(fā)展需要，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展而且還能夠滿足較大承載力的需要，具有廣闊的應(yīng)用空間和發(fā)展前途。鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換層的剛度也更高，且可塑性、耐久性及抗震性均優(yōu)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，因此未來應(yīng)用前景十分廣闊。高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)需要遵循以下幾個(gè)原則：首先，減少轉(zhuǎn)換。在建筑施工過程中應(yīng)該保持豎向主體結(jié)構(gòu)的持續(xù)性，保證混凝土轉(zhuǎn)換層始終保持上下數(shù)值的結(jié)構(gòu)，減少施工過程中的轉(zhuǎn)換次數(shù)。其次，優(yōu)化轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)［1］。高層建筑的抗震性能是保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要因素，高層建筑更要重點(diǎn)關(guān)注其抗震的能力，要從各個(gè)層次加以關(guān)注，保證建筑結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)定性，利用扁梁、支柱等結(jié)構(gòu)工具進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的建造，使之更符合抗震設(shè)計(jì)的要求，當(dāng)然，這類結(jié)構(gòu)也容易存在柱剪力過大的問題，因此要提高結(jié)構(gòu)在重力荷載條件下的強(qiáng)度與剛度標(biāo)準(zhǔn)。再次，直接傳力。上文中提到高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要遵循一個(gè)重要原則就是減少轉(zhuǎn)換，尤其是上下主體為豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因?yàn)殚g接付力或多級轉(zhuǎn)換會(huì)影響到抗震后板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，直接傳力設(shè)計(jì)可以減少復(fù)雜的多級轉(zhuǎn)換，避免水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)應(yīng)用間接傳力，保證其傳力的穩(wěn)定性。最后，保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的剛度、強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心要素，要保證結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計(jì)合理，能夠受力均勻。

2高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例

本文案例中所用的建筑結(jié)構(gòu)是一座擁有三十二層的地上樓層和擁有二層的地下樓層的建筑物。四層以上的樓層采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換層的高度大概在8m左右，轉(zhuǎn)換區(qū)域865m2；抗震級別三級，采用24根矩形分布支柱的形式，核心筒額面積大概在55m2左右。轉(zhuǎn)換層的主要作用是承托上部的豎向構(gòu)件，因此無論是質(zhì)量、剛度還是框支柱尺寸，均要大于普通樓層；轉(zhuǎn)換層是結(jié)構(gòu)傳力途徑發(fā)生改變的部位，轉(zhuǎn)換梁及其相鄰構(gòu)件承受的應(yīng)力復(fù)雜且集中，且樓板還要承受巨大的剪力作用，因此對于建筑結(jié)構(gòu)樓板強(qiáng)度及剛度的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通樓板。2.1框支柱設(shè)計(jì)框支柱軸壓比決定了其截面尺寸，在非抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中框支柱截面寬度至少在400mm以上，截面高度設(shè)計(jì)則高于支梁跨度的1/12；而在抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下框支柱截面寬度至少在450mm以上，本工程中框支柱截面積為600mm×600mm。還要合理確定框支柱減壓比，以保證框支柱的高延性，避免脆性受損的問題，在無地震組合情況下，框支柱減壓比可用下式計(jì)算：V≦0.20βcfcbfh0在有地震組合條件下，框支柱減壓比采用下式計(jì)算：V≦1/γRE（0.15βcfcbfh0）式中:bf—框支層樓板檢驗(yàn)計(jì)算截面寬度；γRE—承載力抗震調(diào)整系數(shù)，本工程中取0.85；bc—混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)。2.2框支梁設(shè)計(jì)一般情況下框支梁截面寬度≮400mm且至少是上部剪力墻厚度的2倍，非抗震設(shè)計(jì)條件下，框支梁截面高度至少是計(jì)算跨度的1/8以上，在抗震設(shè)計(jì)條件下框支梁截面高度至少是計(jì)算跨度的1/6以上。由于框支梁為偏心受拉構(gòu)件，因此其承載力計(jì)算要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，并合理計(jì)算裂縫及撓度?？蛑Я涸O(shè)計(jì)中，控制剪壓比是有效控制結(jié)構(gòu)內(nèi)心變形的重要措施，合理剪壓比可以保證構(gòu)件的延性，減少構(gòu)件在塑性階段發(fā)生脆性受損的問題。本工程中，框支剪力墻內(nèi)的框支梁與上部剪力墻在某些情況下需要同步發(fā)揮作用，其受力性能及破壞特性與倒放的T形深梁比較接近，在深梁受拉翼緣處框支梁內(nèi)部有巨大拉應(yīng)力，這種情況下要根據(jù)倒放T形深梁的截面積計(jì)算方法計(jì)算框支梁截面尺寸。2.3轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)樓板內(nèi)部的剪力作用非常大，在這種剪力作用下樓板可能會(huì)出現(xiàn)形變，因此轉(zhuǎn)換層樓板的剛度與強(qiáng)度設(shè)計(jì)十分重要。一般情況下，轉(zhuǎn)換層樓板的最小截面高度≧180mm以上，每個(gè)方向的配筋率≧0.25%，轉(zhuǎn)換層樓板的配筋要錨固于邊梁中或樓板附近的墻體內(nèi)。注意轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)不得采用錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，以保證樓板的完整性，且樓板連接筒體及落地剪力墻時(shí)不得開洞。連接樓板的筒體、落地剪力墻梁體寬度至少是樓板整體厚度的2倍，梁內(nèi)部縱向配筋比至少1%，并采用機(jī)械連接或焊接的方式，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下，采用下式計(jì)算長矩形平面建筑框支層樓板截面剪力值：Vf=1/γRE（0.1βcfcbftf）Vf=1/γRE（fyAs）式中：bf為框支層樓板檢驗(yàn)計(jì)算截面寬度；tf為框支層樓板檢驗(yàn)計(jì)算截面厚度；As為穿透落地剪力墻框支支樓蓋截鋼筋截面積；γRE為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，式子中的數(shù)值為0.85；βc為混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)。轉(zhuǎn)換層樓板處不僅會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳導(dǎo)，而且會(huì)與臨近的樓板產(chǎn)生內(nèi)力交互，所以轉(zhuǎn)換層臨近的樓板數(shù)也要增加。2.4高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層施工設(shè)計(jì)高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的施工要求和施工設(shè)計(jì)要滿足建筑施工整體的要求，具體的主要包括兩個(gè)方面。一方面，轉(zhuǎn)換層的施工設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)支撐的設(shè)計(jì)。建筑施工過程中逐漸搭建層級較高的建筑結(jié)構(gòu)，對于后期的承載力結(jié)構(gòu)要求逐漸提高，因此，轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)一定要做好支撐結(jié)構(gòu)和承載力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。要設(shè)計(jì)質(zhì)量良好的支撐模板，選擇合適的材料作為支撐模板，確定模板結(jié)構(gòu)，測量部分之間的間距。實(shí)際施工過程中，要建立穩(wěn)固的支撐體系，可以選擇48mm×3.5mm的鋼管腳手架，并確定步高、立桿間距等指標(biāo)，將底模板的支撐作用充分發(fā)揮出來。為保證施工過程中模板支撐體系的穩(wěn)定性，還可以將主楞骨以及其他結(jié)構(gòu)作為支撐點(diǎn)和關(guān)鍵部分。對于整個(gè)施工過程中，由于模板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及散熱情況不穩(wěn)定，可能會(huì)影響到整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，因此要做好模板支撐體系的保溫保濕工作，以減緩其散熱速度，減少溫度應(yīng)力導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，保證混凝土底面溫濕度適宜，提高混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。另一方面，要做好轉(zhuǎn)換梁鋼筋的下料綁扎。高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層中的鋼筋材料應(yīng)用密度大、排數(shù)多，且為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，鋼筋的直徑選擇也比較大，因此實(shí)施施工過程中要合理調(diào)整鋼筋的疏密程度，做好下料綁扎施工。鋼筋在梁式轉(zhuǎn)換層的作用是基礎(chǔ)性的、關(guān)鍵性的，要密切關(guān)注豎向筋、橫向筋的位置，鋼筋連接及鋼筋層數(shù)均要經(jīng)過專業(yè)計(jì)算后確定，嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行施工。鋼筋穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)，必不可少的是通過腰筋的捆綁，才能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋的穩(wěn)定，要確定好腰筋固定的位置，掌握好腰筋捆綁時(shí)的用量和長度，可在施工前先進(jìn)行簡單的排列布局，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼筋結(jié)構(gòu)的問題，保證鋼筋綁扎施工效果。

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)建筑領(lǐng)域的主要模式，為滿足人們生產(chǎn)生活需要，保障人們生活生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，當(dāng)前高層建筑采用多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，梁式轉(zhuǎn)換層就是其中之一。本文通過分析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理，對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述，從而嘗試解決高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn)，達(dá)到在高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中作出科學(xué)合理設(shè)計(jì)的目的。

關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；構(gòu)造要求

當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的形勢下，高層建筑已成為建筑領(lǐng)域主要類型，高層建筑由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和具有一定高度，在外觀和施工技術(shù)上具有較大特殊性，因此在施工上要求更高。為提高高層建筑工程質(zhì)量，保證穩(wěn)定性和安全性，高層建筑施工更要注意受力問題，以避免自然災(zāi)害如地震對高層建筑造成破壞。而梁式轉(zhuǎn)換層作為高層建筑主要結(jié)構(gòu)形式之一，在提高建筑穩(wěn)定性和安全性上具有顯著優(yōu)勢。

1高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

目前城市建筑出現(xiàn)大量高層建筑，且為了滿足城市地少人多的特點(diǎn)和建筑功能需要，高層建筑多采用下部（一般1~3層）為大開間商場或公共娛樂場所，上部為小開間民用住宅，不同功能相結(jié)合的商住高層建筑模式。由于下部大開間要滿足公共使用要求，一般為大柱網(wǎng)、少墻體、相對稀疏的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，上部相對結(jié)構(gòu)密集，因此容易造成上下部之間建筑結(jié)構(gòu)體系存在較大差異，造成受力不均衡，違背了常規(guī)豎向結(jié)構(gòu)布置原則，容易造成建筑穩(wěn)定性和安全性較差。因此，為提高高層建筑穩(wěn)定性和安全性，針對上下結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層這一形式的出現(xiàn)，滿足了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，主要有桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、箱型梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等。其中梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是高層建筑中使用最多的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，在提高高層建筑穩(wěn)定性和安全性上發(fā)揮著重要作用。

2梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式