轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及新型轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)摘要：轉(zhuǎn)換層根據(jù)設(shè)計(jì)形式的不同，可作正常使用層、設(shè)備層和非用層。轉(zhuǎn)換層通常有桁架式、箱型、空腹桁架、梁式、厚板這幾種。文章論述了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的分類、各類型的特點(diǎn)及其應(yīng)用、新型轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)等。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；新型轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)Abstract:Theconversionlayer,dependingonthedesignformcanbeusedfornormaluselayer,devicelayerandusethelayer.Conversionlayerusuallyhasatruss,boxthefastingtruss,beam,platethesetypes.ThisarticlediscussestheconversionlayerstructureoftheclassificationofthecharacteristicsofvarioustypesandItsapplications,thenewconversionlayerstructure.Keywords:conversionlayer;structuralcharacteristics;newtranslationlayerstructure.一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析轉(zhuǎn)換層可由建筑物高度方向任意布置，一般用在5?6層位置較多。轉(zhuǎn)換層根據(jù)設(shè)計(jì)形式的不同，可作正常使用層、設(shè)備層和非用層。轉(zhuǎn)換層通常有桁架式、箱型、空腹桁架、梁式、厚板這幾種。（一）梁式這種轉(zhuǎn)換層形式應(yīng)用最為廣泛，其設(shè)計(jì)施工都較為方便，受力明確，荷載傳遞直接，一般用于上下層軸線布置較為規(guī)則的情況。當(dāng)需要縱橫同時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)，則采用雙向梁布置。而對(duì)于框筒或筒中筒結(jié)構(gòu)，由于外框筒一般柱距較密，在底部如口處，由于出人口的需要，有時(shí)把外筒的柱減少，這就需要在上下層交接處做一根轉(zhuǎn)換大梁，把上面?zhèn)飨聛?lái)的荷載傳至下部大柱上。但梁式轉(zhuǎn)換層不確定的地方在于，當(dāng)上下軸線不對(duì)齊，轉(zhuǎn)換次梁較多時(shí)，空間受力較復(fù)雜，在轉(zhuǎn)換梁端易于出現(xiàn)裂縫，且轉(zhuǎn)換主梁在水平荷載易產(chǎn)生較大扭矩。由于梁的抗扭強(qiáng)度很小，單向托梁對(duì)其上的框支撐在梁平面外的變形約束很小，容易造成上部結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下變形過(guò)大從而造成結(jié)構(gòu)破壞。所以在工程中一般采用雙向梁。（二）箱式當(dāng)轉(zhuǎn)換梁縱橫交錯(cuò)形成密肋梁時(shí)，梁連同上下層厚樓板共同作用便形成箱式轉(zhuǎn)換層。其優(yōu)點(diǎn)是交叉梁系整體性好，上下傳力較為均勻，克服了單向托梁的那種抗扭強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，而且一般來(lái)說(shuō)，中間層還可使用。缺點(diǎn)是箱形轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量跟剛度都太大，地震反應(yīng)激烈，在地震荷載作用下鄰層破壞較為嚴(yán)重，而且施工復(fù)雜，難度較高。由于開(kāi)洞多，所以通常僅用于設(shè)備層。箱形轉(zhuǎn)換層在鐵路工程中是常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，用于房屋結(jié)構(gòu)則較少，深圳荔景大廈采用了箱形轉(zhuǎn)換層。（三） 桁架式（空腹桁架式轉(zhuǎn)換層）對(duì)于下部是商場(chǎng)需要大凈空面積，上部是住宅為小空間布局的高層建筑，一般要設(shè)管道設(shè)備層，而根據(jù)上下柱網(wǎng)的軸線位置而設(shè)置桁架轉(zhuǎn)換層則可巧妙地解決此問(wèn)題。桁架上部的墻或柱通過(guò)珩架傳給下部的墻或柱，管道則可以利用桁架間的空間穿行，做到各取所需，兩全其美。（四） 厚板式對(duì)于上下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)位較多，梁式轉(zhuǎn)換層難以使用時(shí)，可用厚板式轉(zhuǎn)換層。厚板的厚度很大，且抗剪截面很大，形成一個(gè)大剛度的承臺(tái)。在厚板轉(zhuǎn)換層內(nèi)設(shè)置暗梁，能承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的集中荷載并均勻傳給下部結(jié)構(gòu)，所以厚板轉(zhuǎn)換層的下層柱網(wǎng)可以靈活布置，無(wú)須與上面的柱網(wǎng)對(duì)齊，所以給上下的結(jié)構(gòu)布置帶來(lái)很大的方便。厚板式轉(zhuǎn)換層在解決建筑功能與建筑結(jié)構(gòu)的矛盾方面有其自身的優(yōu)勢(shì)，它可以使高層建筑在轉(zhuǎn)換層上下的墻、柱軸線不受任何限制，因而可以合理地布置構(gòu)件，改善整體結(jié)構(gòu)的受力情況。它特別適用于體型復(fù)雜、功能繁多的結(jié)，能夠更為靈活地實(shí)現(xiàn)建筑物的功能，真正體現(xiàn)高層建筑的優(yōu)勢(shì)。這是其他形式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)所不能比擬的，因此國(guó)內(nèi)外用厚板轉(zhuǎn)換層的工程實(shí)例不在少數(shù)。厚板的板厚可根據(jù)柱網(wǎng)尺寸和上部結(jié)構(gòu)的荷載綜合確定。此外，厚板轉(zhuǎn)換層施工極為方便。但也有如下幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）厚板轉(zhuǎn)換層體系自重大；（2）材料消耗大，經(jīng)濟(jì)性差；（3）厚板的剛度和質(zhì)量都很大，地震反應(yīng)大，上下鄰層振動(dòng)破壞大。因此工程中除非別無(wú)他法，否則一般不采用厚板轉(zhuǎn)換層。（五） 巨型框架式當(dāng)任意需要敞開(kāi)空間或改變柱列布置時(shí)，還可以在結(jié)構(gòu)的一處或多處布置轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層可以分段布置，形成大框架套小框架的巨型框架結(jié)構(gòu)，可間隔布置，也可拖掛相兼。二、新型轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)（一）預(yù)應(yīng)力拱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)豎向荷載作用下拱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)受力性能表明上、下弦桿截面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮軸力的影響，必須適當(dāng)?shù)乜刂粕?、下弦桿的線剛度比。上下弦桿線剛度比應(yīng)該有一個(gè)合適的比例，由于下弦桿存在較大的拉力，因此可在下弦桿施加預(yù)應(yīng)力，形成預(yù)應(yīng)力拱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，斜腹桿軸壓力較大，可采用鋼管混凝上，以改善該構(gòu)件的受力性能，另外還必須適當(dāng)?shù)乜刂乒案呖绫?。?jīng)分析，拱高跨比取值范圍為一，較為合理。拱式轉(zhuǎn)換層小震作用下的彈性反應(yīng)表明結(jié)構(gòu)的絕對(duì)位移和層問(wèn)位移角在轉(zhuǎn)換層處發(fā)生突變，等效側(cè)向剛度比對(duì)兩者影響較大。樓層剪力在轉(zhuǎn)換層處會(huì)發(fā)生突變，等效側(cè)向剛度比偏離較遠(yuǎn)時(shí)，地震作用突變較劇烈。等效側(cè)向剛度比為一較合適。拱式轉(zhuǎn)換層可以爭(zhēng)取較大的建筑空間，鋼筋及混凝土等材料用量明顯少于梁式轉(zhuǎn)換層，故拱式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)優(yōu)于梁式轉(zhuǎn)換層。（二） 搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)當(dāng)框架一核心筒結(jié)構(gòu)外圍框架柱網(wǎng)錯(cuò)開(kāi)時(shí)，若采用梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，樓板受力較小，轉(zhuǎn)換梁承受很大的內(nèi)力（彎矩和剪力），將造成轉(zhuǎn)換梁截面大，用鋼量大，施工復(fù)雜，同時(shí)轉(zhuǎn)換層可利用空間較少。此外，由于轉(zhuǎn)換梁剛度大、自重大，轉(zhuǎn)換層附近剛度和質(zhì)量分布不均勻，當(dāng)轉(zhuǎn)換層為高位轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)抗震尤為不利。采用搭接柱作為轉(zhuǎn)換構(gòu)件，混凝土用量較少、造價(jià)低、自重小，轉(zhuǎn)換層本層建筑空間可充分利用，上、下層剛度突變較小，外圍框架柱的軸力較小。搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的工作原理：搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下的安全度和可靠度，主要取決于搭接塊相連樓蓋梁板的承載能力和軸向剮度的控制。樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度得到控制和滿足，重力荷載作用下，次內(nèi)力（柱、梁、板、墻的彎矩、剪力）及搭接柱變形就能受到控制，整個(gè)搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)就能正常工作。搭接塊相連樓蓋梁板承載能力和軸向剛度控制是搭接柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)重力荷載作用下正常工作的關(guān)鍵技術(shù)。（三） 錯(cuò)列桁架式這種結(jié)構(gòu)可使高層建筑在每層都有兩個(gè)柱距的無(wú)間隔空間，而樓板的跨距僅為一個(gè)柱距。樓板系統(tǒng)在每個(gè)開(kāi)問(wèn)上可以一邊支承在一個(gè)桁架上弦上，另一邊則吊掛在其相鄰桁架的下弦。當(dāng)然，缺點(diǎn)也是明顯的，就是形成L層樓的結(jié)構(gòu)跟建筑都不規(guī)整，還有豎向荷載轉(zhuǎn)換效果比不上別的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式。錯(cuò)位轉(zhuǎn)換層整體位置的豎向移動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)整體剪力、上部轉(zhuǎn)換層下承托墻肢內(nèi)力、上部轉(zhuǎn)換層框支剪力墻內(nèi)力影響不大，但對(duì)落地剪力墻、上部轉(zhuǎn)換層下框支柱和下部轉(zhuǎn)換層梁托柱內(nèi)力有較大影響。錯(cuò)列桁架式雖不常見(jiàn)，但這種復(fù)雜的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在工程中已有實(shí)例。（四） 組合轉(zhuǎn)換層高層建筑常采用框筒結(jié)構(gòu)或框筒與其他結(jié)構(gòu)組成的混合結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用外框筒時(shí)，外筒一般在3m以內(nèi)，無(wú)法在底部為高層建筑提供大人口，同時(shí)為了建筑立面的需要而抽去外框架的柱子，形成底部大柱距的簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)。在抗震設(shè)計(jì)中，內(nèi)框筒跟外框柱都要承擔(dān)較大的地震剪力和傾覆力矩，承力構(gòu)件如果