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摘要：近些年来，高层建筑建设越来越多，建筑高度越来越高，体型也越来越复杂，功能更加多样化，转换层设计在高层建筑中得到广泛的应用，其可以满足人们在同一栋大楼中的不同需求，如购物、餐饮、住宅、办公等，超越了传统功能单一的局限性。本文主要对高层建筑梁式转换层结构设计进行分析，阐述其在结构设计中的应用。
关键词：高层建筑；梁氏转换层；结构；设计；原理；应用
前言
近些年来，随着城市化发展进程的不断加快，为了满足人们对建筑功能多样化的需求，高层建筑平面布置与立面体型越来越复杂。其中较为常见的类型就是：下面为商场或者娱乐场所，上部为住宅。下部空间相对自由灵活，大柱网、少墙体，可以达到公共使用标准；上部主要利用墙体进行分隔，达到住宅需求。此种设计，导致上部与下部设计区别较大，违背了常规的竖向布置。所以，在进行实际设计的时候，可以考虑不同结构体系转换的形式，保证建筑结构安全、经济的情况，实现建筑的功能要求。
一、梁式转换层结构在高层建筑中应用的设计原则
1、减少高层建筑的竖向构件
在高层建筑的梁式转换层结构设计中，要最大限度的减少建筑物的竖向构件。因为在建筑结构中，应用的竖向构件越多，所需要进行转换的功能结构就越少，梁式转换层结构设计中的刚性就会越小，最终就会影响整个建筑的抗震结构设计，造成安全隐患[2]。
2、对称布置转换柱和剪力墙
在对转换柱和剪力墙的位置进行布置的过程中，尽可能保证剪力墙和转换柱的对称性，转换梁上面的转换柱最好甚至在转换梁的正中位置，这样当转换梁发生变形的时候，转换柱的柱脚就不会受到太大的影响，转换柱也不会发生太大的形变，导致转换柱发生剪切和弯曲变形，影响梁式转换层结构的安全性。
3、保证梁式转换层的结构刚度
转换层的刚度达不到要求会影响建筑物的抗震效果，因此，在梁式转换层的结构设计中，一定要保证梁式转换层的刚度。在梁式转换层结构设计过程中，通常要求梁的高度要比跨度大至少12%，并且施工所使用的混凝土要是性能最高的混凝土，这样才能够保证转换层的刚度，在满足建筑物安全性要求的基础上实现建筑物功能的转换[3]。另外，在对剪力墙和转换柱进行设计的过程中，也要充分考虑两者的受力情况，对两者性能进行合理设计，只有这样，才能够起到良好的转换作用。
4、转换层结构位置不能过高
在对梁式转换层结构进行设计的过程中，一定要注意控制转换层位置的高度，保证其在合理的范围内，否则，一旦转换层高度超过建筑物的标准要求，就会导致转换层的刚度降低、转换柱和转换梁的受力增大，容易发生变形和超筋现象，影响建筑物的抗震效果。如果因为建筑物功能转换需求，就要将转换层的高度升高，则需要根据具体要求适当增加转换层的刚度以及转换柱和转换梁的性能，同时，严格限制落地剪力墙的间距。
5、对梁式转换层的结构进行严格计算
梁式转换层结构设计是整个建筑结构设计中比较重要的一个部分，对整个建筑结构的安全性和实用性有着比较重要的影响。因此，在对梁式转换层结构进行设计的过程中，为了保证梁式转换层结构设计的合理性和准确性，一定要对在相关数据进行严格计算。在根据建筑物的实际受力变形状态构建计算模型的时候，应该通过三维空间的整体结构对模型进行整体分析，应用有限元的方法来对转换结构实施局部的补充和计算，务必确保设计计算的准确性。
二、梁式转换层结构设计
1、结构形式
梁式转换层结构也被称为是梁式框支剪力墙结构，它是利用下部的转换大梁，将上部剪力墙落在框支梁上，再由框支柱支撑框支梁，形成一种独特的支撑体系，达到转换建筑功能结构的目的。梁式转换层结构是以剪力墙到转换梁，再到转换柱为力量传导途径，由于这种传力途径的表现形式直接、明确，计算、分析和设计都比较方便，而且施工也比较简单，所以在高层建筑功能转化结构设计中，经常使用梁式转换层结构。但是，梁式转换层结构缺点在于，如果建筑物的上下轴线的位置布置错位，在结构设计中就需要增加转换梁的数量，导致建筑物的空间受力情况变得更加复杂，不利于建筑施工[4]。而在实际设计过程中，可以根据梁式转换结构根据建筑物转换功能的具体要求，将转换层分为如图1所示的几种不同结构形式。
2、受力机理和设计分析
梁式转换层结构是以剪力墙到转换梁，再到转换柱为力量传导途径，这种传力途径的表现形式直接、明确，比较方便设计的计算和分析。其中，转换梁的受力情况主要受到传导力量的剪力墙的刚度、转换梁自身的刚度以及支撑转换梁的转换柱的刚度影响。因此，为了明确梁式转换层的受力机理，相关研究人员以转换梁所承托的层数对转换梁受力的影响为例，应用了有限元程序对其进行了分析。分析结果表示，当转换梁的跨度不大于十二米时，转换梁承托的层数标准为三层，但是以承托层数为四层或者是五层进行计算时，偏差也没有超过5%，在可承受范围之内。因此，在对承托层数为三到五层的梁式转换层结构进行设计时，就可以直接以三层为标准进行计算。导致这种情况出现的原因主要有两点：其一，是因为转换梁正好处于结构整体弯曲的受拉区，应力积分后在转换大梁中就会出现轴向拉力；其二，是因为剪力墙体竖向力作用于转换梁时，传力方式就会由竖向传递变成了拱式传递，力量不会直接作用在转换梁上，从而导致转换梁中间位置出现拉力，支座出现轴向压力。
3、梁式转换层设计要求
梁式转换层结构设计应该根据建筑物具体功能转换以及转换层力量传到的具体需要，依照建筑物转换层的设计高度要求，在规定高度范围内在一个位置或者是多个位置灵活布置转换结构，同时，在对转换层进行设计过程中，还要充分考虑建筑物的抗震要求，对转换层的刚度进行严格设计[5]。在对大底盘多塔楼的商住高层建筑的转换层进行设计的过程中，塔楼的转换层应该设置在裙房的屋面层，并对屋面转换梁、转换层板的尺寸和厚度进行加大加厚处理，以避免中间出现刚度特别小的楼层，影响建筑物抗震效果。在对普通多功能高层建筑的转换层结构进行设计的过程中，要严格控制转换层的位置高度，地震烈度为7度的地区，转换层高度不能超过5层，地震烈度为8度的地区不能超过3层。
结束语
现在，在城市建筑中，高层建筑数量越来越过，其中还有很大一部分是属于多功能高层建筑，这些建筑结构复杂，不同功能区对建筑空间的需求也不一样，需要通过转换层来实现功能转换，增加了高层建筑结构设计难度。当前，在转换层结构设计过程中，应用最广泛的就是计算、分析和设计都比较简单的梁式转换层结构设计，通过其设计，更好的实现高层建筑的功能转换需求。
参考文獻：
[1]何若全.高层建筑中转换层结构的现状和发展[J].苏州城建环保学院学报，2011（9）.
[2]舒赣平.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计[J].建筑结构，2011（6）.
[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[4]黄襄云，陈建秋，金建敏等.高层建筑转换层结构的研究现状及发展方向[J].四川建 筑科学研究，2010（02）.
[5]魏剑侠，王景枝，薛全超.高层建筑梁式转换层结构设计的要点[A].现代建设工程应用技术学术交流会论文集[C].2009.
关键词：高层建筑；梁氏转换层；结构；设计；原理；应用
前言
近些年来，随着城市化发展进程的不断加快，为了满足人们对建筑功能多样化的需求，高层建筑平面布置与立面体型越来越复杂。其中较为常见的类型就是：下面为商场或者娱乐场所，上部为住宅。下部空间相对自由灵活，大柱网、少墙体，可以达到公共使用标准；上部主要利用墙体进行分隔，达到住宅需求。此种设计，导致上部与下部设计区别较大，违背了常规的竖向布置。所以，在进行实际设计的时候，可以考虑不同结构体系转换的形式，保证建筑结构安全、经济的情况，实现建筑的功能要求。
一、梁式转换层结构在高层建筑中应用的设计原则
1、减少高层建筑的竖向构件
在高层建筑的梁式转换层结构设计中，要最大限度的减少建筑物的竖向构件。因为在建筑结构中，应用的竖向构件越多，所需要进行转换的功能结构就越少，梁式转换层结构设计中的刚性就会越小，最终就会影响整个建筑的抗震结构设计，造成安全隐患[2]。
2、对称布置转换柱和剪力墙
在对转换柱和剪力墙的位置进行布置的过程中，尽可能保证剪力墙和转换柱的对称性，转换梁上面的转换柱最好甚至在转换梁的正中位置，这样当转换梁发生变形的时候，转换柱的柱脚就不会受到太大的影响，转换柱也不会发生太大的形变，导致转换柱发生剪切和弯曲变形，影响梁式转换层结构的安全性。
3、保证梁式转换层的结构刚度
转换层的刚度达不到要求会影响建筑物的抗震效果，因此，在梁式转换层的结构设计中，一定要保证梁式转换层的刚度。在梁式转换层结构设计过程中，通常要求梁的高度要比跨度大至少12%，并且施工所使用的混凝土要是性能最高的混凝土，这样才能够保证转换层的刚度，在满足建筑物安全性要求的基础上实现建筑物功能的转换[3]。另外，在对剪力墙和转换柱进行设计的过程中，也要充分考虑两者的受力情况，对两者性能进行合理设计，只有这样，才能够起到良好的转换作用。
4、转换层结构位置不能过高
在对梁式转换层结构进行设计的过程中，一定要注意控制转换层位置的高度，保证其在合理的范围内，否则，一旦转换层高度超过建筑物的标准要求，就会导致转换层的刚度降低、转换柱和转换梁的受力增大，容易发生变形和超筋现象，影响建筑物的抗震效果。如果因为建筑物功能转换需求，就要将转换层的高度升高，则需要根据具体要求适当增加转换层的刚度以及转换柱和转换梁的性能，同时，严格限制落地剪力墙的间距。
5、对梁式转换层的结构进行严格计算
梁式转换层结构设计是整个建筑结构设计中比较重要的一个部分，对整个建筑结构的安全性和实用性有着比较重要的影响。因此，在对梁式转换层结构进行设计的过程中，为了保证梁式转换层结构设计的合理性和准确性，一定要对在相关数据进行严格计算。在根据建筑物的实际受力变形状态构建计算模型的时候，应该通过三维空间的整体结构对模型进行整体分析，应用有限元的方法来对转换结构实施局部的补充和计算，务必确保设计计算的准确性。
二、梁式转换层结构设计
1、结构形式
梁式转换层结构也被称为是梁式框支剪力墙结构，它是利用下部的转换大梁，将上部剪力墙落在框支梁上，再由框支柱支撑框支梁，形成一种独特的支撑体系，达到转换建筑功能结构的目的。梁式转换层结构是以剪力墙到转换梁，再到转换柱为力量传导途径，由于这种传力途径的表现形式直接、明确，计算、分析和设计都比较方便，而且施工也比较简单，所以在高层建筑功能转化结构设计中，经常使用梁式转换层结构。但是，梁式转换层结构缺点在于，如果建筑物的上下轴线的位置布置错位，在结构设计中就需要增加转换梁的数量，导致建筑物的空间受力情况变得更加复杂，不利于建筑施工[4]。而在实际设计过程中，可以根据梁式转换结构根据建筑物转换功能的具体要求，将转换层分为如图1所示的几种不同结构形式。
2、受力机理和设计分析
梁式转换层结构是以剪力墙到转换梁，再到转换柱为力量传导途径，这种传力途径的表现形式直接、明确，比较方便设计的计算和分析。其中，转换梁的受力情况主要受到传导力量的剪力墙的刚度、转换梁自身的刚度以及支撑转换梁的转换柱的刚度影响。因此，为了明确梁式转换层的受力机理，相关研究人员以转换梁所承托的层数对转换梁受力的影响为例，应用了有限元程序对其进行了分析。分析结果表示，当转换梁的跨度不大于十二米时，转换梁承托的层数标准为三层，但是以承托层数为四层或者是五层进行计算时，偏差也没有超过5%，在可承受范围之内。因此，在对承托层数为三到五层的梁式转换层结构进行设计时，就可以直接以三层为标准进行计算。导致这种情况出现的原因主要有两点：其一，是因为转换梁正好处于结构整体弯曲的受拉区，应力积分后在转换大梁中就会出现轴向拉力；其二，是因为剪力墙体竖向力作用于转换梁时，传力方式就会由竖向传递变成了拱式传递，力量不会直接作用在转换梁上，从而导致转换梁中间位置出现拉力，支座出现轴向压力。
3、梁式转换层设计要求
梁式转换层结构设计应该根据建筑物具体功能转换以及转换层力量传到的具体需要，依照建筑物转换层的设计高度要求，在规定高度范围内在一个位置或者是多个位置灵活布置转换结构，同时，在对转换层进行设计过程中，还要充分考虑建筑物的抗震要求，对转换层的刚度进行严格设计[5]。在对大底盘多塔楼的商住高层建筑的转换层进行设计的过程中，塔楼的转换层应该设置在裙房的屋面层，并对屋面转换梁、转换层板的尺寸和厚度进行加大加厚处理，以避免中间出现刚度特别小的楼层，影响建筑物抗震效果。在对普通多功能高层建筑的转换层结构进行设计的过程中，要严格控制转换层的位置高度，地震烈度为7度的地区，转换层高度不能超过5层，地震烈度为8度的地区不能超过3层。
结束语
现在，在城市建筑中，高层建筑数量越来越过，其中还有很大一部分是属于多功能高层建筑，这些建筑结构复杂，不同功能区对建筑空间的需求也不一样，需要通过转换层来实现功能转换，增加了高层建筑结构设计难度。当前，在转换层结构设计过程中，应用最广泛的就是计算、分析和设计都比较简单的梁式转换层结构设计，通过其设计，更好的实现高层建筑的功能转换需求。
参考文獻：
[1]何若全.高层建筑中转换层结构的现状和发展[J].苏州城建环保学院学报，2011（9）.
[2]舒赣平.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计[J].建筑结构，2011（6）.
[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[4]黄襄云，陈建秋，金建敏等.高层建筑转换层结构的研究现状及发展方向[J].四川建 筑科学研究，2010（02）.
[5]魏剑侠，王景枝，薛全超.高层建筑梁式转换层结构设计的要点[A].现代建设工程应用技术学术交流会论文集[C].2009.