【结构设计】必须学习的结构转换层知识
建筑结构丨转换层设计理念及要点，结构设计人员须知！
建筑结构丨转换层设计理念及要点，结构设计人员须知！在同一座建筑中，沿同一高度方向建筑功能经常要发生变化，上部布置小开间的旅馆、住宅；中部作为办公用房；下部楼层则要求提供商场、餐饮、娱乐等尽可能大的空间，所以从建筑功能上说，从上部到下部，其柱网、间隔要求是“从密到稀”。
而从结构功能来看，由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，从上到下柱网及间隔要求是“从稀到密”，而若按照这般设计，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求则正好相反。
因此，为了满足建筑功能要求，结构设计必须进行一定的“反常规设计”，即将上部布置为小空间、下部布置为大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱，为了实现这种结构布置，则需要在结构转换的楼层设置水平转换构件，即转换层结构。
一、转换层分类1、根据结构功能分类按照转换层结构功能的不同，一般可分为以下三类：（1）建筑上、下部分之间结构类型的转换，转换层将上部剪力墙转换为下部框架，以创造一个较大的内部自由空间。
这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架——剪力墙结构中；（2）建筑上、下部分之间柱网、轴线的改变，转换层上、下部分结构形式没有改变，而是通过转换层使得下部结构柱距扩大，形成大柱网。
这种转换层常用于外框筒的底部形成大入口的情况；（3）同时转换结构形式和结构轴线位置，上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层轴线错开，形成上、下结构错位的布置。
2、根据转换层结构类型分类而一般来说，为了便于根据转换层本身结构类型来分析和计算建筑结构整体，根据转换层结构形式，转换层归纳为四种基本型式：梁式、桁架式（及空腹桁架式）、箱式和厚板式。
梁式结构的转换层一般在转换层的楼面设置纵横交错的钢筋混凝上承重大梁，当需要纵横墙同时转换时，则需设置双向转换梁，它多用于框支剪力墙结构即上层为剪力墙结构下层为框架结构的转换。
二、转换层设计理念及要点1、设计原则1.1.保证刚度转换结构可根据其建筑功能和结构传力要求，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置(也可根据建筑功能的要求，在楼层局部布置转换层)，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。
高层建筑结构转换层的结构设计
高层建筑结构转换层的结构设计在现代城市的发展中，高层建筑如雨后春笋般涌现。
为了满足建筑功能多样化的需求，结构转换层在高层建筑中的应用越来越广泛。
结构转换层是指在建筑物的某一层，通过结构形式的改变，实现上部和下部不同结构体系的转换。
它不仅关系到建筑的安全性和稳定性，也对建筑的使用功能和经济性有着重要影响。
接下来，让我们深入探讨一下高层建筑结构转换层的结构设计。
一、结构转换层的类型及特点1、梁式转换层梁式转换层是目前应用较为广泛的一种形式。
它通过大梁将上部剪力墙或柱的荷载传递到下部的柱或剪力墙。
梁式转换层的优点是传力直接、明确，结构分析相对简单。
但其缺点是梁的截面尺寸较大，会影响建筑的使用空间。
2、板式转换层板式转换层的厚度较大，通常在 20m 以上。
它能够提供较大的刚度和承载能力，适用于上下部结构差异较大的情况。
但板式转换层的自重较大，材料用量较多，施工难度也相对较大。
3、箱式转换层箱式转换层是由上、下层较厚的楼板与纵横双向的大梁共同组成的一个箱型结构。
它具有较大的整体刚度和承载能力，能够有效地抵抗水平荷载。
然而，箱式转换层的施工复杂，造价较高。
二、结构转换层的位置选择结构转换层的位置选择对建筑的整体性能有着重要影响。
一般来说，转换层位置越低，对结构的抗震性能越不利。
因为下部结构需要承担更大的竖向荷载和水平荷载，容易导致结构的变形和破坏。
但转换层位置过高，又会影响建筑的使用功能和经济性。
因此，在设计时需要综合考虑建筑的功能要求、抗震设防烈度、结构高度等因素，选择一个合理的转换层位置。
在抗震设计中，对于 7 度及 7 度以下抗震设防地区，转换层位置不宜超过 5 层；对于 8 度抗震设防地区，转换层位置不宜超过 3 层。
同时，转换层上下等效侧向刚度比应符合规范要求，以保证结构在地震作用下的变形协调。
三、结构转换层的设计要点1、竖向荷载的传递在设计结构转换层时，需要确保竖向荷载能够有效地从上部结构传递到下部结构。
关于高层建筑转换层结构设计分析
关于高层建筑转换层结构设计分析在高层建筑设计中，转换层是指位于底层商业或办公空间与居住空间之间的功能转换层，通常位于大楼底部，用于满足不同需求的功能需求。
转换层设计的合理与否直接影响到建筑的使用效果和空间布局。
转换层的设计应综合考虑多个方面因素，包括建筑规划、结构设计、空间利用率等。
转换层的设计应符合建筑物整体规划，并与建筑外立面相协调，以保持建筑的整体性。
转换层的结构设计需要满足建筑物的荷载要求，根据不同功能区域的载荷特点进行分析，并选择合适的结构形式。
在商业区域，需要考虑货物运输和大量人员流动，因此需考虑增强结构的承载能力；而在居住区域，则可以采用较为轻型的结构形式。
转换层的设计还需考虑空间利用率。
在有限的空间内，如何合理地安排功能区域，使其达到最佳效果，是转换层设计的重要方面。
通过合理的空间布局和流线设计，确保不同功能区域之间的通行畅通，提高空间利用率。
在商业区域，可以考虑采用开放的空间设计，便于展示商品和吸引消费者；而在居住区域，则需注重私密性和居住质量，采用合理的隔断和隔音措施。
转换层的设计还需考虑人员疏散和安全性。
转换层作为承上启下的功能区域，在发生紧急情况时，需要提供合适的疏散通道和安全设施，确保人员的安全。
适当设置逃生楼梯和紧急出口，设置灭火器和消防设施等，提高转换层的安全性。
高层建筑转换层结构设计是一个综合性的工程，需要综合考虑建筑规划、结构设计、空间利用率以及人员疏散和安全性等因素。
通过合理的转换层设计，既能满足不同功能区域的需求，又能提高建筑的使用效果和空间布局，使得整个建筑更加合理、实用。
转换层结构的分析
抗震性能提升
在地震作用下，转换层能 够起到一定的抗震作用， 提高建筑物的抗震性能。
转换层的分类
按结构形式分类
根据不同的结构形式，转换层可以分为梁式、空 腹析架式、斜柱式等类型。
按功能分类
根据不同的功能需求，转换层可以分为楼层转换、 梁端转换、空腹跨层柱转换等类型。
按施工方法分类
根据不同的施工方法，转换层可以分为一次浇筑 成型、预制拼装、叠合浇筑等类型。
转换层结构的分析
• 转换层概述 • 转换层结构设计 • 转换层结构的施工 • 转换层结构的工程实例 • 转换层结构的未来发展
01
转换层概述
转换层的定义
1 2
转换层
在建筑结构中，转换层是一种楼层，用于实现不 同结构形式之间的转换，如从框架结构到剪力墙 结构的转换。
转换层的出现
随着高层建筑的发展，为了满足建筑功能和结构 形式变化的需要，转换层应运而生。
大跨度结构转换层实例
大跨度结构转换层是指在大跨度 桥梁、大跨度厂房等大跨度结构
中使用的转换层。
大跨度结构转换层的设计需要考 虑结构的跨度、载荷和材料等因 素，以确保结构的稳定性和安全
性。
大跨度结构转换层的施工方法包 括预制拼装、整体吊装等，这些 方法可以根据工程需要进行选择。
复杂结构转换层实例
复杂结构转换层是指具有复杂 几何形状、多层次、多方向的 转换层结构。
量满足要求。
施工中的技术要点
支撑体系设计
根据转换层结构的重量和施工要求，设计合理的支撑体系，确保施工 安全。
钢筋工程
按照设计要求，制作和安装钢筋，确保钢筋的位置、数量和规格符合 规范。
混凝土工程
根据设计要求，选择合适的混凝土材料，控制好混凝土的配合比、浇 筑和养护等环节，确保混凝土质量。
Building-转换层结构设计
转换层结构设计1.引言为了使结构底部满足大空间的使用要求，上部楼层部分竖向构件（剪力墙，框架柱）不能直接连续贯通落地，此时需要设置转换层，在结构转换层布置水平转换构件，将上部结构的内力转移到下部。
带转换层的高层建筑结构主要可归纳为两大类，一类是其主体结构由上部剪力墙结构，下部筒体框架结构或框架剪力墙结构以及结构转换层组成；另一类是其主体结构由上部小柱网框架、筒体、剪力墙结构，下部大柱网框架、剪力墙结构以及结构转换层组成。
转换构件包括：梁，桁架，空腹桁架，箱型结构，斜撑，厚板等。
结构转换层常见的有梁式转换和板式转换两种类型。
梁式转换结构，受力比较直接明确，是目前得到广泛应用的转换结构形式。
板式转换结构，受力、传力途径比较复杂，不够明确；一般只有在上下部结构明显不协调，无法采用梁式转换结构时才采用。
目前市场上的其他软件对于转换梁的处理还都不尽完善。
有些软件利用梁单元来模拟转换梁，用墙单元来模拟转换梁上边的剪力墙。
这样处理的问题在于实际计算的时候，剪力墙的下边缘与转换梁的中性轴进行变形协调，导致中性轴以上的截面相当于没有参与工作。
此时通过刚度放大系数来调整转换梁刚度，再进行分析和设计；还有一些分析类的软件，可以对转换梁按照板单元来进行建模，此时便不存在上述的变形协调的问题，分析结果也相对准确。
但由于对于转换梁的配筋，我们习惯上还是按照梁单元来输出，所以最后的结果还需要人为进行整理，增加了工作量。
midas Building综合了上述两种处理方法的优点，采用“梁单元建模，板单元分析，梁单元设计”的处理方法，下面将通过一个工程实例，对该方法进行比较详细的阐述。
2.工程简介某酒店，结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，共23层，结构总高度为87m。
2层为转换层，采用转换梁进行转换。
转换梁截面尺寸最大达到900mmX2800mm。
3层部分剪力墙与柱未落地，直接落在了转换梁上。
柱截面尺寸：1-2层方柱：1400 mmX1400mm,圆柱直径为1200mm; 其它层柱：500~700mmX900mm等；结构大师模型如图1所示。
简述高层建筑结构转换层的结构设计
简述高层建筑结构转换层的结构设计1.前言高层建筑的结构转换层设计是一项非常复杂的工程，在设计施工之前必须要对其进行细致的分析讨论，确定方案无误时才能进行施工，从力学的角度来分析，可以看出高层建筑转换层的上下层内力比较集中，并且地震力集中，设计起来非常困难，这也逐渐成为高层建筑设计的重要问题之一，一直受到国内外的高度重视，为了保证设计的舒适安全，必须要对高层建筑的结构变化处设置转换层，下面我们就对转换层设计进行系统的论述。
2.转换层的定义和功能高层建筑转换层可以分为两类，一类是结构转换层，另一类是功能转换层，本文主要是对结构转换层进行论述。
结构转换层的定义：对于一些高层建筑来说，结构转换层的设计有一定的难度，高层建筑一般上部用于公司办公或者居民住房，这样需要的墙多柱少，而下部一般用于超市等的商业用处，需要更大的空间，这样需要的就是墙少柱多，所以就必须要对其进行转换，将上部的墙体所承受的内力转移到下面的支柱上，这样的具备转换力的楼层一般被称为结构转换层。
功能：结构转换层的功能有很多，主要是将上下楼层的结构进行转换、改变上下层的柱网和结构类型、对上下层结构类型和柱网一起改变。
3.结构转换层的类型及设计方法论述高层建筑结构转换层可以分为四种类型：梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。
3.1梁式转换层特点：梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计，这两者是按功能不同来进行划分的。
（1）托柱形式转换梁截面设计。
当转换梁承接的是上部的普通框架时，可以按照普通的截面设计进行配筋计算，因为这时的转换梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一样的，但是，当转换梁承受的是上部斜杆框架时，就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计，因为，此时的转换面承受的是轴向拉力。
（2）托墙形式转换梁截面设计。
在转换梁的施工过程中，力学问题是一个关键问题，必须要予以重视，当转换梁承受上部的墙体是小墙体时，要采取普通梁的截面设计方法进行配筋计算，且纵向的钢筋也可以放置在转换梁的底部，像普通梁那样布置就可以了；当转换梁承受的是上部墙体且满跨不开洞时，转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法，它的受力特点和破坏形态表现为深梁，不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大，所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了；当转换梁承托上部墙体满跨或者不满跨时，但是剪力墙长度比较大时，应该采取的转换梁设计方法是深梁截面设计方法。
建筑结构之结构转换层
转换层高度位置
底部大空间部分框支剪力墙其大空间层数： 8度区不宜超过 3 层，7度区不宜超过 5 层 6度区可适当增加 框架核芯筒与筒中筒结构 转换层位置可适当提高
9度区不宜采用设转换层的结构体系
转换构件及尺度
梁 （用于框支墙体系） b≥400mm且大于墙体截面厚2倍 h ≥1/6（震区），h ≥1/8（非震区） 梁端可加腋
当有管道要穿梁时可采用开孔梁（孔在梁腹中部偏下并远离框支柱）
桁架（用于上部柱加密的转换） 桁架宜满层设置（一个楼层高），宽度比柱每边至少大50mm
箱形楼盖（可用于柱或墙的单向转换） 截面高度为其跨度的1/8~1/5 楼盖上下板厚≥300mm 边腹板和内部腹板（可单向、双向、斜向）厚 ≥400mm
非震区：L≤3B且L≤36m （B为楼盖宽） 抗震区：框支层在2层及以下时 L≤2B且L≤24m 框支层在3层及以上时 L≤1.5B且L≤20m
落地剪力墙与相临框支柱的距离
框支层在2层及以下时 ≤12m 框支层在3层及以上时 ≤10m
转换梁 实例
厚板（用于上下层错位较多的情况） 板周边应规整成直线或曲线，避免凸出凹进，并从下层承重构件外伸 ≥1.5m 板厚取柱（墙）间距的1/4～1/3，可局部变薄或做成空芯板 其上下各一层的楼板应加厚到≥ 150mm
结构Biblioteka 置要求 落地剪力墙与筒体底部墙体应加厚 框支层周围楼板不应错层布置，板厚≥180 转换梁上一层墙体内不宜设边门洞，不宜 在中柱上方设门洞 落地剪力墙的间距L
高层建筑结构转换层的结构设计
高层建筑结构转换层的结构设计前言一般而言，当高层建筑下部楼层竖向结构体系或形式与上部楼层差异较大，或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上、下部结构轴线错位时，就必须在结构改变的楼层布置水平转换构件，即结构转换层。
因此，转换结构可根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置，且自身的这个空间既可作为正常使用楼层，也可作为技术设备层，但应保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。
对底层大空间多塔楼的商住建筑，塔楼的转换层宜设置在裙房的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。
一、高层建筑转换层结构形式及受力特点高层建筑转换层的主要结构形式及特点1、粱式转换粱式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式，其传力途径为上部墙—转换粱—下部柱。
具有传力直接、明确和清楚的优点，便于工程计算、分析和设计，且造价较为节省，据资料统计，粱式转换层数量约占转换层总量的77％。
转换梁的截面高度为0.8- 6m，高层建筑带转换层结构的绝大多数为梁式转换层。
2、箱式转换是单向托粱和双向托粱同上、下层较厚的楼板浇筑成一整体共同工作，从而形成刚度较大的箱式转换层。
3、板式转换当转换层上下柱网错开较多。
布置又不规则，难以用梁直接承托时，则需要做成厚板，形成板式转换层，从抗剪和抗冲切考虑，转换板厚度往往很大，实际转换板厚度可达2.0- 2.8m，板式转换层的下层柱可以灵活布置，但自重很大，材料耗用多，拖工难度大。
4、桁架转换桁架分为空腹桁架与实腹桁架两种。
桁架转换层与梁式转换相比，受力状态更明确，可使用空间更大，自重小，抗震性能好，但其节点设计难度大，“强斜腹杆、强节点”是桁架转换层设计的基本原则，而节点的受力状态复杂，容易发生剪切脆性破坏，造成计算配筋。
高层建筑结构转换层的结构设计要点
高层建筑结构转换层的结构设计要点摘要：转换层是高层建筑中应用较为广泛的一种结构，其可以有效提升建筑的质量及使用性能，设计人员必须要做好高层建筑结构转换层的设计工作。
建筑中的转换层结构非常的复杂，在进行平面布置时要保证他的规则性以及布置的简洁性，按照对称的原则进行布置，可以更加直观。
进行立面布置时要保持上部和下部的刚度相差比较小。
根据柱和梁的特殊性进行特殊布置，由于转换层结构的复杂程度和比较大的工程量，在进行设计时要格外注意设计的概念。
通过不断地调整最终得出最合理的设计方案。
关键词：高层建筑；转换层；抗震；剪力墙引言：高层建筑成为城市建设发展的趋势，为了满足人们对建筑大空间的需求，促进建筑网状的扩大而降低墙体的修建规模，且为在建筑结构的上层开设小空间，就必须利用多层墙体来实现。
但实际设计时，竖向杆件难以贯通接地，导致很难达到高层建筑结构与功能的衔接，以此满足高层建筑对各种功能的需要，这种结构称为转换层结构。
但由于转换层的竖向构件的不连续性，导致结构设计难度加大，必须要结合工程实际情况，综合考量，保障结构转换层结构设计的科学性。
1、高层建筑转换层结构的设计要求高层建筑为适应现代发展的需要，趋向于多功能和多种用途的发展。
转换层结构的设计质量直接影响整个建筑结构的稳定效益。
为了使高层建筑功能的要求得到满足，在高层建筑结构的底部，如果上层竖向构件不能直接连续贯通落地的话，就需要考虑转换层的设置，将转换层结构构件合理的布置在转换层中。
高层建筑中转换梁层是当前高层建筑中最常用的实现垂直转换的结构形式。
其受力路径呈墙→转换梁→框架柱的形式，因此具有直接特性。
梁的转换层便于工程计算、分析和设计，成本相对较低，广泛应用于实际工程。
转换梁有多种结构形式。
就作用而言，平移梁可分为承重柱和支撑柱。
根据透射光束的形状，可以分为加和不加。
转换梁结构的材料可分为钢筋混凝土结构、预应力结构、钢筋混凝土结构和钢结构。
转换梁主要承受竖向荷载，受力性能主要表现在竖向荷载应力规律上。
转换层设置学习
3．5结构整体计算外加局部应力分析。转换层的结构型式与普通杆件或薄壁杆件差别很大，形状复杂，内部应力集中，受力复杂。因此，设计中在整体计算控制的前提下，对转换层转换构件的分析需采取其它有限元分析程序作补充计算，最好直接选用以墙元或有限元分析为原理的计算程序进行设计，详细分析其各处的应力，按有限元计算结构进行配筋。
无论哪一类形式，高层建筑转换层作为实现内力转换的构件，都要担负建筑上部荷载在向下传递过程中，因被迫发生改变而产生的种种不利影响。因此，转换层结构需要具备有足够的刚度和强度才能胜任其任务。
1．3设计原则。转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变，对结构抗震不利，故采用转换层结构设计时应遵循以下原则：尽可能减少需结构转换的竖向构件，直接落地的竖向构件越多，转换结构越少，转换层造成的刚度突变就越小，对结构抗震更有利，转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高。优化转换层结构，选择具有明确传力路径的换层结构型式，以便于结构分析设计和保证施工量，在满足建筑物安全和经济要求的前提下，转换刚度宜小不宜大。
1 转换层的概念、结构特性和设计原则
1．1概念。由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部渐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。这样，结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此，为满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将上部布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设计水平转换构件，即转换层结构。
转换层
转换梁截面组合的剪力设计值应符合：
持久、短暂设计状况：V 0.20 c f cbh0
地震设计状况：V
1
RE
0.15 c
厚板转换层结构：应用很少，抗震很不利。 变形特点： 厚板上部的结构变形，通过厚板的面外变形，传 到下部结构中。由于上下部结构完全对应不上， 厚板的面外变形传力方式特别复杂。 受力特点： 厚板自重大，地震效应大，抗震很不利。厚板受 到较大的剪切，需要验算厚板的冲切。
2、梁式转换层 由于具有耗材少、造价低，荷载传递直接、
hci, j hi
G1、G2—分别为转换层和转换层上
层的混凝土剪变模量；
A1、A2—分别为转换层和转换层上
层的折算抗剪截面面积；
Aw,i—第i层全部剪力墙在计算方向
的有效截面面积（不包括翼缘面 积）；
Aci,j—第i层第j根柱的截面面积； hi—第i层的层高； hci,j—第i层第j根柱沿计算方向的
1、板式转换层 当上下楼层使用功能及开间布置差异较大时
，柱网分布不规律，难以采用“梁式转换层”来 连接上、下层柱网，在此情况下则需要将转换层 设计成厚板，从而形成“板式转换层”。
转换厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切截 面验算确定。转换厚板宜按整体计算时所划分的 主要交叉梁系的剪力和弯矩设计值进行截面设计 并按有限元法分析结果进行配筋校核。
的高度；
△1—转换层及其下部结构（模型1） 的顶部在单位水平力作用下的侧向
位移；
H2—转换层上部若干层结构（模型2）
建筑结构转换层的类型.doc
建筑结构转换层的类型建筑结构转换层的类型具体内容是什么，下面下面为大家解答。
1转换层结构形式的分类1.1梁式转换层结构梁式转换层结构是高层建筑施工中，最普遍使用的上下层转换用结构，其优点是设计方便、传力明确，而且施工成本相对较低，利于控制。
梁式转换层结构设计的理论依据是，通过垂直转换的方法，梁式转换层在中间，将上部墙体结构的负荷传递给下部的柱体结构，从而证障高层建筑结构的稳定性。
并且，据统计，我国现有的高层建筑物，其施工过程中使用梁式转换层结构的占到70%，可谓是应用广泛。
1.2箱式转换层结构箱式转换层结构就没有梁式转换层结构应用广泛。
它主要应用于高层建筑物中单向或双向托梁楼板结构比较厚的建筑物，用箱式转换层结构转换后，使得整个高层建筑物更稳定，整体性更强，刚度和其他性能也得到提高。
1.3板式转换层结构在高层建筑施工中，对于进行转换的层结构的上下层间的梁柱结构有大量错开的情况下，就需要采用板式转换层结构对其处理，而不能使用梁式转换层结构处理。
这样的上下层结构间，用板式转换层结构转换，可以将其上下层的住网结构连接成一个整体，使得整个建筑结构更稳定与可靠。
但是这种板式转换层结构在实际应用中存在着施工成本高，自身重量大的缺点，也给施工过程带来难度，技术要求高，不易施工，所以在实际建筑施工过程中，这种板式转换层结构应用就比较稀少。
2转换层施工技术2.1转换结构支撑系统在高层建筑施工过程中，转换层施工技术被广泛应用，但由于其自身重量和荷载也较大，所以在施工前，需要对其转换层结构系统结合建筑物的实际情况做专业的设计，技术人员在设计过程中必须严谨，考虑周全，设计合理，使得整个转换结构支撑系统的强度与稳定性都得到提高。
常用的转换层结构支撑系统如下：2.1.1钢管支撑架这种支撑系统主要用于转换层结构梁布置较密，自身重量和荷载相对较小的结构的施工，或用于板式转换层结构的施工。
这样的支撑系统一般采用钢管脚手架。
2.1.2沿转换大梁方向设置钢管支撑架对于转换梁位置相对较低，转换梁自身重量与荷载相对较大的结构，常采用这种方式建立转换层结构支撑系统。
高层建筑中结构转换层结构体系分析
高层建筑中结构转换层结构体系分析高层建筑的结构转换层结构体系是指在高层建筑中，为了适应建筑物不同功能和荷载的需要，在建筑的一定高度上设置一个结构转换层，用于进行结构体系的转换和衔接。
这一层通常位于建筑物的中部或上部，起到分担荷载、稳定建筑物的作用。
结构转换层结构体系的分析涉及到建筑物的设计和施工的多个方面。
首先是结构转换层的位置选择。
一般来说，结构转换层的位置应根据高层建筑的功能和荷载要求来确定。
比较常见的结构转换层位置有三种：中部转换层、上部转换层和底部转换层。
中部转换层一般用于分隔不同功能的建筑区域，如商业区、办公区和住宅区等；上部转换层主要用于分担风荷载和地震荷载；底部转换层一般用于分担建筑物自重和活载。
选择合适的位置可以使结构转换层发挥最佳的功能。
其次是结构转换层的形式选择。
结构转换层的形式主要有框架结构、剪力墙结构和框剪联合结构等。
框架结构转换层的特点是结构轻盈、抗震性能好，适用于中低层建筑；剪力墙结构转换层的特点是刚度大、稳定性好，适用于高层建筑；框剪联合结构更加经济实用，能够充分发挥各种结构的优点。
还有就是结构转换层的设计要考虑到荷载的分担和转移。
对于高层建筑来说，结构转换层承担了很大一部分的荷载，如自重、活载、风荷载和地震荷载等。
在结构转换层的设计中，需要合理地分配和转移这些荷载，使其能够得到有效的分担和传递，从而保证建筑物的稳定性和安全性。
最后是结构转换层的构造设计。
构造设计要考虑到结构转换层所受荷载的性质和大小，以及结构材料的选择和连接方式等。
一般来说，结构转换层的构造要比其他部分的结构更加坚固和稳定，以承受更大的荷载和更复杂的力学行为。
结构转换层的构造也要考虑到施工的便利性和经济性，以确保项目的可行性和可持续性。
高层建筑中结构转换层结构体系的分析涉及到多个方面，包括结构转换层的位置选择、形式选择、荷载分担和转移以及构造设计等。
通过科学合理地进行分析和设计，可以使结构转换层发挥最佳的功能，提高建筑物的稳定性和安全性。
高层建筑结构转换层结构设计
风荷载
根据风速和结构特性，采用阵风响 应分析法进行动力计算，确定转换 层的位移和内力。
有限元法
采用有限元分析软件对转换层进行 动力分析，考虑多种因素对结构的 影响。
有限元分析方法
实体模型
建立转换层的实体模型， 考虑梁、柱、墙等构件的 细节和连接方式，进行精 细化分析。
材料非线性
考虑材料非线性对结构的 影响，如混凝土的塑性和 钢材的应变硬化等。
01
02
03
剪力墙结构
根据地震作用和竖向荷载 ，采用分层法进行静力计 算，确定转换层的内力和 位移。
框架-核心筒结构
根据地震作用和竖向荷载 ，采用整体法进行静力计 算，确定转换层的内力和 位移。
有限元法
采用有限元分析软件对转 换层进行静力分析，考虑 多种因素对结构的影响。
动力计算方法
地震作用
根据地震动参数和结构特性， 采用振型分解反应谱法或时程 分析法进行动力计算，确定转
确保转换层具有足够的承载能力和稳定性 ，满足垂直荷载和水平荷载的要求。
构造措施与细节处理
抗震设计
针对转换层的复杂受力情况，采取合理的 构造措施和细节处理，保证结构的安全性 和耐久性。
根据地震烈度和场地条件，进行合理的抗 震设计和分析，确保转换层在地震作用下 的性能满足要求。
03
转换层结构设计方法
静力计算方法
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高层建筑结构转换层结构设 计
2023-11-13
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• 引言 • 高层建筑结构转换层概述 • 转换层结构设计方法 • 转换层结构材料选择与优化 • 转换层结构设计实例分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
建筑转换层结构设计有关要点
建筑转换层结构设计有关要点发表时间：2016-09-01T13:38:58.650Z 来源：《基层建设》2015年6期作者：王岩[导读] 摘要：在这里阐述建筑转换层定义应用以及结构的形式和要点，并给出了结构设计中要点，给设计工作一点借鉴。
供大家参考。
摘要：在这里阐述建筑转换层定义应用以及结构的形式和要点，并给出了结构设计中要点，给设计工作一点借鉴。
供大家参考。
关键词：转换层；结构设计；形式；要点生活水平的提高建筑功能应该相应的顺应人们的需求，在一座建筑楼房里，上面楼层常常是商用和住宅，中部楼层要求房间不同的办公用房，下部楼层要求大的空间用作商店、餐厅和休闲场所，特殊要求的楼层就要特殊的结构形式，上部一般应用比较多墙体的剪力墙结构，中部应用一些柱、一些剪力墙结构，但是下部一般应用大柱网结构。
要做到这样的结构布置，需要结构转换的楼层设置水平转换构件，就是转换层结构。
才能使建筑功能符合老百姓的需求，因为当下土地更加的稀缺，所以建筑转换层结构设计是时代发展的重要任务。
一、转换层结构定义和应用高层建筑在使用功能上，下部多为商业区，而上部多为办公和生活区域。
鉴于这种分布格局，转换层建构在高层建筑中多出现在下部楼层，而上部楼层较多，这就造成了转换层受力情况复杂，设计施工难度较大，稍有疏忽就可能导致灾难性的结果。
其次，高层建筑转换层地震反应强烈。
二、建筑转换层结构的形式从转换层的转换功能来看，可分为以下几种：上、下层结构形式的转换，如上部剪力墙结构转换为下部框架柱结构；上、下层结构轴网的转换，如上、下轴网不重合；上、下层结构形式和结构轴网的同时转换。
从转换层的结构形式来看，可分为以下几种：（1）梁式转换：梁式转换具有传力路径清晰快捷、工作可靠、构造简单、施工方便等优点，是目前国内应用最广的转换层结构形式，占总数的85%以上。
梁式转换可用于8 度及8 度以下抗震设计，所不同的只是地面以上大空间的层数有限制，抗震设防烈度越高，地面以上大空间的层数限制越严。
结构设计师必看的转换梁设计要点汇总
结构设计师必看的转换梁设计要点汇总1.问题提出设计中设计师一般都比较重视转换梁的设计，但通过计算发现，定义转换梁与否，有些情况下转换梁的配筋好像没有预期的结果那样变化大，有些转换梁配筋变化很小，甚至有些情况下定义转换梁与否基本不影响配筋。
设计师会产生一系列疑虑，对于转换梁的配筋变化情况及转换梁内力调整放大，软件是如何执行规范的相关要求并且抗规、高规及异形柱规程等对转换梁的内力调整均不完全一致，软件是按照那本规范执行为什么定义转换梁与否配筋差异很小等本文结合各规范对转换梁内力调整要求，剖析各规范之间的异同，阐释软件对于转换梁内力放大及特殊的配筋设计，为设计师展示转换梁的设计细节。
2.规范对于转换梁的内力调整要求①抗规对转换梁的内力调整要求抗规3.4.3及3.4.4对于竖向抗侧力构件不连续的结构归为竖向不规则，对于这种结构中的水平转换构件规范要求地震内力需要乘以1.25~2.0的增大系数，如图1所示。
注意的是，抗规对转换梁的内力调整系数是个范围，在设计中无法准确执行。
要对转换梁进行内力调整需要参考其他规范的相关要求。
查看抗规关于框支转换结构的抗震等级，如图2所示，可知，框支框架的抗震等级仅有抗震等级一级与二级，无其他抗震等级，因此，水平转换构件地震内力的放大只放大一级与二级。
②高规对转换梁的调整要求高规对框支转换结构中转换梁的地震内力放大系数要求如下，如图3所示：通过高规10.2.4条文可知，对转换梁的内力放大，高规给出了具体的放大系数，在设计中可以执行，高规中仅给出了特一级、一级及二级，并没有三级、四级抗震等级的转换梁放大系数。
在高规中，如图4，图5可知，不论是A级高度还是B级高度的建筑，部分框支剪力墙结构中的框支框架只有特一级、一级及二级，不存在三级与四级的情况。
因此，高规中也不存在三级、四级转换梁的内力放大，相比抗规多了特一级水平转换构件的内力放大要求。
③异形柱规程对转换梁的调整要求异形柱规程3.2.5的第四条要求，对于不规则的异形柱结构，其抗震设计应当符合对于竖向抗侧力构件不连续时，构件传递水平转换构件的地震内力应当依据不同条件和情况乘以1.25~1.5的放大系数。
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必须学习的结构转换层知识
转换层的分类
1．上层和下层结构类型转换。
多用于剪力墙结构和框架－剪力墙结构，它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。
2．上、下层的柱网、轴线改变。
转换层上、下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层形成较大的入口。
3．同时转换结构形式和结构轴线布置。
即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。
结构形式
1.当内部要形成大空间，包括结构类型转变和轴线转变时，可采用梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式转换层。
2.当框筒结构在底层要形成大的入口，可以有多种转换层的形式，如梁式、桁架式、墙式、合柱式和拱式等。
3.当上下柱网、轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以做成厚板或箱式转换层，但其自重较大，材料耗用较多，计算分析也较复杂。
4.目前，国内用得最多的是梁式转换层，它设计和施工简单，受力明确，一般用于底部大空间剪力墙结构。
转换层的应用
梁式转换层
作为目前高层建筑结构转换层中应用最广的结构形式，它具有传力直接明确及传力途径清晰，同时受力性能好、工作可靠、构造简单、计算简便、造价较低及施工方便等优点。
转换梁不宜开洞，若必须开洞则洞口宜位于梁中和轴附近。
转换梁有托柱与托墙两种形式，其截面设计有4种方法，即普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法。
转换梁的截面尺寸一般由剪压比计算确定，应具有合适的配箍率，以防发生脆性破坏。
厚板转换层
当转换层上、下柱网轴线错开较多而难以用梁直接承托时，可采用厚板转换层，但厚板的巨大荷载会集中作用于建筑物中部，振动性能复杂，且该层刚度很大、下层刚度相对较小，容易产生底部变形集中，其传力途径十分复杂，是一种对抗震十分不利的复杂结构体系，应进行整体内力分析、动力时程分析及板的内力分析等。
厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定；可局部做成薄板，厚薄交界处可加腋或局部做成夹心板，一般厚度可取2.0～2.8m，约为柱距的1/3～1/5。
厚板应沿其主应力方向设置暗梁，一般可在下部
柱墙连线处设置。
转换层厚板上、下一层的楼板应适当加强，楼板厚度不宜小于150mm。
桁架转换层
在托柱形式的梁式转换层中，当很大跨度的转换梁承托较多的层数，由转换梁承托上部框架传递下来的竖向荷载很大而致使截面很大时，可采用桁架转换层，能较好地布置大型管道等设备，并充分利用建筑空间。
转换桁架主要承受竖向荷载，在满足建筑功能的前提下，通过增大中间节间的跨度或减小端节间的跨度来增大中间弦杆的内力，减小端节间的内力，使弦杆内力分布均匀。
带桁架转换层的结构设计原则为：
1.整体结构按“强转换层及其下部、弱转换层上部”设计；
2.桁架转换层按“强斜腹杆、强节点”设计；
3.桁架转换层上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”设计。
采用空腹桁架转换层时，空腹桁架宜满层设置并有足够的刚度保证其整体受力作用，其截面尺寸一般由剪压比计算控制，以避免脆性破坏。
当转换桁架应用于框架－核心筒结构、筒中筒结构的上部密柱转换为下部稀柱时宜满层设置，其斜杆的交点宜作为上部密柱的支点。
转换桁架的节点应加强配筋及构造措施，防止应力集中产生不利影响。
核心筒体悬挂结构
将悬挂楼段通过伸臂桁架悬挂于核心筒体上，悬挂楼段内通过后张预应力混凝土吊杆、钢吊杆或者纤维吊杆逐层悬挂楼面。
悬挂楼段内悬挂楼段与核筒之间可设置消能器或弹性限位器来增加结构的耗能能力及控制悬挂楼段的位移。
巨型框架结构
它不同于传统框架体系，能提供较大的无柱空间，使各楼层使用功能有较大变化。
框架部分设计可分为主框架与次框架，主框架是一种大型的跨层框架，每隔6～10层设置1根大截面框架梁，每隔3～4个开间设置1根大截面柱，承受若干个楼层次框架传来的荷载，次框架截面可做得很小，有利于楼面的合理利用。
巨型框架梁本身就构成了结构转换梁，作为一种复杂的转换层结构，其形式有桁架型、斜格型、框筒型等3种。