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關鍵詞：高層；建筑結構；轉換層；結構設計
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
由于高層建筑結構下部樓層受力很大，上部樓層受力較小，正常的結構布置應是下部剛度大，墻體多、柱網密，到上部漸漸減少墻、柱的數量，以擴大柱網。這樣，結構的正常布置與建筑功能對空間的要求正好相反。因此，為滿足建筑功能的要求，結構必須進行“反常規設計”，即將上部布置小空間，下部布置大空間；上部布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱。為了實現這種結構布置，就必須在結構轉換的樓層設計水平轉換構件，即轉換層結構。
一、轉換層的結構受力特點
工程中經常遇到的帶轉換層的結構形式即為底層大空間剪力墻結構，即結構的部分剪力墻落地，部分剪力墻在底部變為框架，這種結構形式的受力特點是:
1、底層大空間剪力墻結構以轉換層為界，其上部所有剪力墻變形曲線相似， 由水平外力產生的樓層剪力按各片剪力墻的等效剛度比例分配， 其下部由于框支剪力墻的側向剛度急劇變小，使底層框架承擔的水平力也迅速減小，而落地剪力墻在底層承擔的水平力卻迅速增加。
2、水平力在底層分配關系迅速改變，這種改變是通過轉換層的剛性樓板對內力的傳遞作用而實現的。轉換層樓板在完成上下樓層剪力重新分配的同時，自身在平面內受到很大的力，也產生了較明顯的平面內變形， 從而影響了關于樓板平面剛度無限大的基本假定。
3、當底層框支柱和落地剪力墻按等效剛度分配水平力時，由于框支柱的側向剛度通常不到剪力墻側向剛度的1%，因此在計算中它所承擔的水平力是極小的。但當轉換層樓板有變形時，底層在框支柱區域內水平位移達到最大， 從而使框支柱實際受到的剪力要比理論分析所得到的剪力大得多。
以上受力特點表明，轉換層上下附近的受力狀況是比較復雜的，在工程設計時必須對落地剪力墻和框支柱留有安全儲備。
二、高層建筑結構轉換層的結構設計
1、轉換層的結構布置
底部帶轉換層的建筑結構，轉換層上部的部分豎向構件不能直接連續貫通落地，因此，必須設置安全可靠的轉換構件。按現有的工程經驗和研究結果，轉換構件可采用轉換大梁、析架、空腹析架、斜撐、箱形結構以及厚板等形式。
由于轉換厚板在地震區使用經驗較少，可在非地震區和6 度抗震設計時采用，對于大空間地下室，因周圍有約束作用，地震反應小于地面以上的框支結構，故7 度，8度抗震設計時的地下室可采用厚板轉換層。
落地剪力墻和框支柱的布置對于防止轉換層下部結構在地震中倒塌將起十分重要的作用。
高規規定了幾條重要原則: 帶轉換層的筒體結構的內筒應全部上、下貫通落地并按剛度要求增加墻厚; 框支剪力墻結構要有足夠的剪力墻上、下貫通落地并按剛度比要求增加墻厚; 長矩形平面的框支剪力墻結構，抗震設計時，其落地剪力墻的間距按原規程適當加嚴，比原規程增加了限制落地柱周圍的樓板不應錯層的規定。
這幾點的原則是防止轉換層下部結構破壞的基本要求，特別是對于抗震設計的結構，要求更加嚴格。遵守這些原則就可控制剛度突變，減少內力傳遞的突變程度縮短轉換層上、下結構內力傳遞途徑，保證轉換層樓蓋有足夠的剛度以傳遞不同抗側力結構之間的剪力，防止框支柱因樓蓋錯層發生破壞。
框支剪力墻轉換梁上一層墻體內不宜設邊門洞、中柱上方不宜設門洞。試驗研究和計算分析說明，這些門洞使框支梁的剪力大幅度增加，邊門洞小墻肢應力集中，很容易破壞。此外，落地剪力墻和筒體的洞口宜在墻體的中部，以便使落地剪力墻各墻肢受力( 剪力、彎矩、軸力) 比較均勻。
2、 結構平面布局
工程底部為框架- 剪力墻結構， 體型簡單、規則;上部為純剪力墻結構. 在剪力墻平面布置上， 東西向完全對稱， 南北向質量中心與剛度中心偏差不超過2m， 結構偏心率較小. 除核心筒外， 其余剪力墻布置分散、均勻; 且盡量沿周邊布置， 以增強抗扭效果. 查閱計算結果， 扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0. 83， 各層最大水平位移與層間位移比值不大于1. 4， 均滿足平面布置及控制扭轉的要求. 可見工程平面布局規則合理， 抗扭效果良好
3、結構設計中的問題要點
（1）轉換層下部主體結構的剛度分布。對于轉換層結構來說豎向剛度突變是設計人員不可避免的、也是最復雜的問題?？拐鹪O計時，為了保證轉換層結構上下層主體結構的總剪切剛度滿足的要求，常常要采用加大轉換層下部主體結構豎向構件（主要是核心筒體）截面尺寸、提高其混凝土強度等級、增設剪力墻等方法。這里由兩個問題值得注意:①筒體截面尺寸增大導致結構地震總反應增大以及筒體在整個下部結構抗側總剛度中所占的比重變得更大，筒體所承受的地震荷載呈現級數增大的趨勢，此時作為抗震第一道防線的筒體的安全設計更應得到充分重視；②在增設剪力墻來提高抗側剛度時，要注意整體剛度的均勻分布，保證剛度中心與質量中心盡可能重合，避免由于兩者偏心引起的建筑物整體扭轉。
（2） 剪力墻的合理布置對上下剛度傳遞的影響。前面提到要使上下兩種不同結構形式內力得以準確傳遞，首先要盡量避免轉換層上下結構的剛度突變，這個問題可從兩方面解決：①減少上部剛度，即上部住宅能不設剪力墻的部位就不設剪力墻，墻肢在滿足軸壓比的前提下盡量短;②加大下部剛度，在建筑使用功能允許的條件下，可在大空間層的適當部位設置若干落地剪力墻，同時注意落地剪力墑的布局應均勻、對稱，避免過于集中。
（3）轉換層結構剛度的合理選擇。在進行轉換層結構設計時，存在著轉換層結構剛度合理值的問題。當轉換層剛度過大時，一方面引起地震反應和結構豎向剛度的突然增大，使轉換層上下層處于更加不利的受力狀態，另一方面材料用量增加，結構經濟性不合理。當轉換層剛度過小時，上部框支部分的豎向構件與其它豎向構件之間可能出現較大的沉降差，從而在上部結構中與該部分豎向構件相連的水平構件中產生明顯的次應力，導致其配筋增加。這一點在正交主次轉換梁結構中的轉換次梁中表現最為突出，此時不僅轉換次梁要選用合適的截面尺寸，還要保證轉換主梁具有足夠的剛度，以減小因轉換主梁撓度引起轉換次梁的支座沉降而導致上部結構構件產生的次應力。
綜上所述，高層建筑轉換層是建筑結構的關鍵部位，高層建筑轉換層的設置通常是為了滿足建筑的需要，因此其結構型式的選擇必須與建筑方案相互配合，同時又盡可能的滿足前面的所提到的事情。注重轉換層結構的概念設計，合理的結構平面和豎向布置可以從整體上形成良好的抗震體系，保證建筑物的安全性和經濟性。
參考文獻：
[1] 章斌全.框支剪力墻轉換層結構設計探索[J]. 工程建設與設計. 2003(02)
[2] 曾波，杜詠.南京市某高層商住樓框支剪力墻結構設計[J]. 建筑科學. 2000(05)
關鍵詞：現代;高層建筑;結構設計
Abstract: With the development of social economy and the improvement of people's living standard, and also put forward higher requirements for the modern high-rise building structure design. The development of advanced design theory, strengthen the application of advanced technology, accelerate the research of new high strength, light weight, environmental building materials, building structure design is more safe, applicable, reliable and economy is the development direction of modern high-rise building structure design.
Key words: modern high-rise building; structure design;
中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：
1高層建筑結構體系組成部分
框架結構體系框架結構體系一般用于鋼結構和鋼筋混凝土結構中，由梁和柱通過節點構成承載結構，框架形成可靈活布置的建筑空間，使用較方便。鋼筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分為：①梁、板、柱全部現場澆筑的現澆框架；②樓板預制，梁、柱現場澆筑的現澆框架；③ 梁、板預制，柱現場澆筑的半裝
配式框架；④梁、板、柱全部預制的全裝配式框架等。
剪力墻結構體系剪力墻結構體系于鋼筋混凝土結構中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。根據施工方法的不同，可以分為：全部現澆的剪力墻；全部用預制墻板裝配而成的剪力墻；內墻現澆、外墻為預制裝配的剪力墻。
在承受水平力作用時，剪力墻相當于一根下部嵌固的懸臂深梁。剪力墻的水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻結構，以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲形，特點是結構層間位移隨樓層增高而增加。簡體結構體系簡體結構為空間受力體系。筒體的基本形式有三種：實腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒。在實腹筒的墻體上開出許多規則的窗洞所形成的開孔簡體稱為框筒，它實際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁
框架圍成的簡體。如果簡體的四壁和斜桿形成的桁架組成，則成為桁架筒。
2高層建筑結構設計的特點
2.1水平力是設計主要因素在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變
化。
2.2側移成為控制指標與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結
構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
2.3抗震設計要求更高有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、
大震不倒。
2.4軸向變形不容忽視高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移
產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結果。
2.5結構延性是重要設計指標。
相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要
在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
3高層建筑結構設計的幾個問題
3.1高層建筑結構受力性能
建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在
建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
3.2高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面
布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。
3.3高層建筑結構設計中的側移和振動周期
建筑結構的建筑結構的振動周期問題包含兩方面：合理控制結構的自振周
期；控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。
（1）結構自振周期高層建筑的自振周期（T 1）宜在下列范圍內：
框架結構：T1=（0.1—0.15）N框一剪、框筒結構：T1=（0.08-0.12）N剪
力墻、筒中筒結構：TI=（0.04—0.10）N N為結構層數。
結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內：
第二周期：T2=（1／3—1／5）T1；第三周期：T3＝（1／5—1／7）T1.
（2）共振問題當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，
擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。
（3）水平位移特征水平位移滿足高層規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全。其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外。不應有明顯的拐點或折點。
3.4位移限值、剪重比及單位面積重度
（1）位移限值在結構整體計算的輸出結果中，結構的側移是一個重要的衡量便準，其數值大小從一個側面反映出結構的整體剛度是否合適，過大或過小都說明結構剛度過小或過大，以致要引起設計者對其中的結構體系選擇、結構的豎
向及平面布置合理性的再思考。
（2）剪重比及單位面積重度結構的剪重比λ=VEK／G是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標．其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，剪重比分別為0.012，0.024．0.040；扭轉效應明顯或基本周期
除個別較特別的以外，多數在5kN／㎡左右。
以上兩個指標不僅在施工圖設計階段，而且在初步設計階段都是非常重要的
數據，因此結構設計者對這兩個指標切不可掉以輕心，更不可認為是無關緊要的。
4.結論。
隨著我國社會經濟的蓬勃發展，建筑科技和建筑技術也有了高速發展。尤其在城市，隨著進一步發揮土地的綜合利用率的提高，高層建筑正在日益成為城市建筑的主體。為了體現高層建筑的魅力，追求新的結構形式和更加合理的力學模型將是土木工程師們目標和方向。 參考文獻：
關鍵詞：高層建筑；抗震；結構設計
中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著社會經濟的高速發展與人多的不斷增多，建筑用地越來越緊張，促使高層建筑發展迅猛。在科學技術、新工藝以及新材料的推動下，為高層建筑今后的發展提供了更多的空間。隨著全世界各個地區地震災害的相繼發生，所造成的經濟損失、人員傷亡，越來越讓人們重視建筑的抗震程度。地震是自然災害破壞性極大的災害之一，以目前的科學技術也無法對抗震發生進行精確的計算，但是在高層抗震結構設計中，人們可以對其設計進行不斷的優化與改進，從而提升其抗震性能。
一、高層建筑抗震設計的準則
當前抗震設計的目標是“小震不壞，中震可修，大震不倒”?？拐鹪O計講究剛柔并濟，結構布置形式一定要合理，要符合實際的情況，嚴格遵循“強剪強彎”的抗震結構設計準則。要重視剛度的要求，在設計過程中不斷趨向于這方面的滿足，從而將抗震的效果增強，最大限度保障高層建筑結構設計處于地質中能承受的彈性范圍之內。直觀來講，就是建筑本事結構即使出現了變形，但是其中結構形態也不會出現根本的損壞，而且經維護能能正常發揮其功效。在追求建筑高度的同時，也允許進入彈塑性狀態，但是高層建筑結構的安全也必須符合國家的相關標準，才能真正投入使用。國家規定，六級以上必須要有抗震設計。高層抗震設計不能一味的追求抗震的抗力，我們清楚的知道地震不是一次性的，往往還帶有很多次的余震，由于地震的作用特別復雜以及地震發生時強度的不確定因素，還有建筑結構與體積存在的差異性等等，假如高層建筑只是設計了一道防線，那么其抗震效果就無法應對這么多突發因素。
二、我國高層建筑抗震設計常見的問題
1、工程地質勘查資料不全
在設計初期，設計人員應該及時掌握施工場地的地質情況，但是往往在設計過程中，卻沒有建筑場地巖土工程的勘察資料，就不能很好的進行地基設計，給建筑物的結構帶來安全隱患。
2 建筑材料不滿足要求
對于材料而言．我們要明確這樣一個道理：地震對結構作用的大小幾乎與結構的質量成正比。一般說在相同條件下，質量大，地震作用就大，震害程度就大，質量小，地震作用就小。震害就小。所以,在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護墻以及屋面構件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶?；炷?，加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質材料，將能顯著改善建筑物的抗震性能。
3 建筑物本身的建筑結構設計
建筑物如果平面布置復雜，致使質心與剛心不重合，在地震作用下產生扭轉效應，加劇了地震的破壞作用，海城地震和唐山地震中有不少類似震害實例。臺灣9.21地震中，一棟鋼筋混凝土結構由于結構平面不規則，在水平地震作用下，結構產生嚴重扭轉效應而破壞倒塌，同時撞壞相鄰建筑上部的陽臺。
4 平面布局的剛度不均
抗震設計要求建筑的平、立面布置宜規正、對稱，建筑的質量分布和剛度變化宜均勻．否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱：一邊進深大，一邊進深小，一邊設計大開問．一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、形不規則平面等．造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側為進出車需要，取消全部外縱墻．另一側不需進出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。
5防震縫設置不規范
對于高層建筑存在下列三種情況時，宜設防震縫：(1)平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》(JGJ3—91)中表2.2.3的限值而無加強措施；(2)房屋有較大錯層；(3)各部分結構的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設防震縫。
上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，這就需要設計人員從設計的角度避免這些問題的出現，防止將這種問題帶入施工中，應該高層建筑的抗震性能。
三 高層建筑結構抗震設計
1抗震措施
在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性(限制結構類型和結構材料使用)等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施(隔震措施，消能減震措施)來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且，強柱弱梁，強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。
2高層建筑的抗震設計理念
我國《建筑抗震規范》(GB50011-2001)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力(變形能力)不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時，結構雖然破壞較重，但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離 不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。三個水準烈度的地震作用水平，按三個不同超越概率(或重現期)來區分的：多遇地震：50年超越概率63．2％，重現期50年；設防烈度地震(基本地震)：50年超越概率10％，重現期475年：罕遇地震：50年超越概率2％．3％，重現期1641．2475年，平均約為2000年。對建筑抗震的三個水準設防要求，是通過“兩階段”設計來實現的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合，并引入承載力抗震調整系數，進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角，使其不超過抗震規范所規定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段：采用與第三水準相對應的地震動參數，計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。
四 結語
總之，面對中國的高層建筑抗震結構存在的諸多問題，限于我國作為一個發展中國家的財力、物力 探討、研究有效的建筑抗震措施的任務仍然十分艱巨。與此同時．我國政府相關部門也應該加強規范力度．發揮好對高層建筑防震措施的檢查、檢驗效力。
參考文獻
[1]都鳳強.高層建筑結構設計的實踐探討[J]科技創新導報2009年21期
關鍵詞：高層建筑；梁式轉換層；結構；設計
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A
引言
在高層建筑的建設中，梁式轉換層結構由于具有傳力直接、施工便捷及清楚等優點，成為了一種實現垂直轉換的結構形式，并被廣泛應用于高層建筑。
1.梁式轉換層結構形式的相關分析
高層建筑結構上部受力要小于下部受力，如果按照一般的思維，在設計中則應考慮下部剛度比上部結構大，即給下部增加墻體、柱網，減少上部墻柱的密度，然而這在現實的高層建筑中是不可能的，即當前高層建筑對下部的使用空間要求比上部大，且越往高層越小，這就需要在高層建筑結構設計中采用反常規設計法?！陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規程》中對轉換梁最小高度及寬度作了規定：框支梁截面寬度應≤其相應方向的截面寬度，≥其上墻體截面厚度的兩倍，一般不可＜40cm；如果梁上托柱，則不應＜梁寬方向的柱截面寬度；非抗震設計時，轉換梁的高度要≥跨度的1/8，抗震設計時，其高度則應≥跨度的1/6[1]。因此，為了確保轉換梁結構的可靠性，必須嚴格按照規定進行設計。
2.梁式轉換層的設計原則
2.1豎向布置原則
布置轉換層結構時，可結合建筑功能及結構傳力的情況，沿著高層建筑某一高度方向布置，或者靈活布置多處；還可以結合建筑功能需求，在樓層局部進行轉換層的布置，且該空間不但能作為一個正常使用的樓層，還可以作為技術設備層，值得注意的是，該轉換層的剛度必須夠強，避免沿豎向剛度過大。對于大底盤有大量塔樓的高層建筑，塔樓轉換層應在裙房屋面層，且屋面梁、厚度及板尺寸均要增大，避免中間出現剛度過小的樓層，以提高抗震能力。對于框支剪力墻高層建筑結構，其轉換層7度區以不超過第5層為宜，8度區以不超過第3層為宜，如果轉換層的位置與規定相悖，則應及時采取措施處理。以免造成不可估量的損失[2]。
2.2抗震設計原則
為了保證設計符合安全要求，規程中對一些框支剪力墻結構轉換層的位置設置作了相關規定，即如果設置樓層大于3層時，其框支柱及剪力墻底部的加強部位的抗震等級，最好提高一級，以保證其抗震能力。同時，還要增大轉換層的轉換構件水平向地震作用的計算內力；如果進行8度抗震設計，還應將豎向地震作用的影響也列入考慮范圍。
2.3結構布置原則
經證實，底部的轉換層位置如果過高，其上、下剛度突變則更大，而其上、下內力傳遞途徑的突變則愈強；同時，若轉換層位置過高，簡體或落地剪力墻則較易產生受彎裂縫，增大框支柱的內力，使得轉換層上部周邊的墻體容易被破壞，因此，轉換層的位置不易設置過高，否則不利于抗震，且底部帶轉換層上部的某些豎向構件，不允許直接、連續地貫通落地，故設置安全、可靠的轉換構件十分必要。在現階段，轉換層構件有轉換大梁、箱形結構、斜撐等形式。在地震區很少使用轉換厚板，但在6度抗震設計及非地震區則可使用轉換厚板；對于空間較大的地下室，由于受到周圍環境的限制，其地震反應要比地面以上的框支結構小，所以7度和8度抗震設計的地下室，允許使用轉換厚板。
3.關于梁式轉換層結構的設計、構造分析
剪力墻是由框支主梁承托次梁的，故其傳力途徑經過了多次轉換，受力情況較為復雜，而框支主梁不僅要承受上部剪力墻的作用力，還要承受梁自身的剪力、彎矩及扭矩，故極易受到破壞。對于那些有特殊抗震要求的建筑，為了提高結構的受力性能及抗震能力，可在進行其平面布置時使局部剪力墻落地，且與基礎貫通，將其做成這樣一種受力體系，即框支墻、剪力墻與落地剪力墻協同工作。
3.1框支柱的設計要求與構造要求分析
確定框支柱截面的尺寸時，主要是根據其軸壓比計算。地震作用下的框支柱內力調整要求：抗震設計時，框支柱的柱頂彎矩應與放大系數相乘，且配筋時要根據放大后的彎矩設計值進行[3]；剪力調整：框支柱的數量≤10時，且框支層為1至2層時，每層的每根柱要承受的剪力應是基底剪力的2%；若框支層在3層以上時（含3層），每層的各根柱要承受的剪力應起碼是基底剪力的3%；如果款支柱的數量＞10時，且框支層為1至2層時，各層各根柱的承受剪力之和應是基底剪力的20%；如果框支層在3層以上時（含3層），各層各框支柱承受的剪力之和應是基底剪力的30%；在調整了框支柱的剪力后，還要對框支柱的彎矩、柱梁端處的剪力也進行適當調整，框支柱軸力則不規定必須調整[4]。
3.2轉換梁的設計要求與構造要求分析
確定轉換梁的截面尺寸時，主要是根據其剪壓比計算，這樣可以防止發生脆性破壞。通常轉換梁不會開洞，如果需要開洞，洞口應處于梁中和軸的附近，且洞口的上、下弦桿要有加強，箍筋應較密實，以保證其抗剪能力。如果洞口的內力比較大，建議使用型鋼構件進行加強；轉換梁的混凝土強度級別應≥C30；非抗震設計時，轉換梁上、下主筋的最小配筋率為0.3%，且轉換梁中最好沒有接頭，轉換梁的上部主筋則起碼有50%是沿梁全長貫通，下部主筋則均要貫通伸入柱內。
3.3轉換梁截面設計方法的相關分析
轉換梁應力截面的設計方法：應用有限元的方法對轉換梁進行分析后獲取的結果，即為轉換梁應力和它的分布規律。為了使所獲取的應力及分布規律可以直接用于截面的配筋計算，如果不將混凝土的抗拉作用列入考慮范圍，全部的拉力應有鋼筋承擔并要滿足其屈服強度設計值的要求。受壓范圍的混凝土，其強度應達到軸心抗壓強度的設計值。
3.3.1托柱形式的轉換梁截面設計方法分析
如果轉換梁承托的是上部普通框架，在其常用截面尺寸區域內，其受力情況與普通梁基本一樣，此時可采用普通截面設計的方法來進行配筋運算；如果轉換梁承托的是上部斜桿框架，則要承受軸向拉力，這時應采用偏心受拉構件的方法對截面進行設計。
3.3.2托墻形式的轉換梁截面設計方法分析
如果轉換梁承托的上部墻體滿跨不開洞，其與上部墻體協同工作，則其破壞形態與受力特征為深梁，則應選擇應力截面設計或深梁截面設計的方法對轉換梁截面進行設計，并要把計算得到的縱向鋼筋沿著梁全高進行合理配置。同時，轉換梁跨中很大一片區域內的內力相對較大，所以底部的縱向鋼筋不可截斷或彎起，而應全都伸入支座。如果轉換梁的承托上部墻體是小墻肢，則可根據普通梁的截面設計方法來開展配筋計算，縱向的鋼筋則可布置在轉換梁底部。
4.小結
隨著建設事業的蓬勃發展，城市高層建筑也日益增多，人們對于高層建筑的功能要求也越來越高，即要求建筑使用功能全面化、綜合化、多樣化及體型復雜化。梁式轉換層由于具有傳力明確、清楚、直接及施工便捷等優點，故在高層建筑中得到廣泛應用。此外，在進行梁式轉換層結構的設計時，設計人員必須對概念設計給予足夠的重視，應經過查閱數據、多次比較調整，甚至采用有限元分析，才能得出最合理的設計。
【參考文獻】
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[3]余添朋.探析高層建筑梁式轉換層結構設計[J].中華民居(下旬刊).2012(11):52-53.
【關鍵詞】:高層建筑；結構特點；基礎結構設計；
Abstract: The increase of the height of building, style diversity has put forward more new problems and requirements for high-rise buildings in the design and technology, this paper analyzes several problems existing in design structure characteristics, design principle and basic structure of the high-rise.
Key words: high-rise building; structure characteristics; foundation structure design
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A文章編號：
0 引言
隨著城市建設的不斷加快，建筑業有了突飛猛進的發展，建筑用地也不斷緊張，全國各地的高層建筑不斷涌現，近年來，我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億多平方米。建筑高度的不斷增加, 風格的變化多樣， 給高層建筑的設計提出了更新更高的要求。尤其是高層建筑的結構設計越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點，給工程設計人員提出了更高的要求。下面就高層結構設計的特點、設計原則以及基礎的結構設計中存在的幾個問題進行探討。
1 高層建筑結構設計特點
1.1水平荷載成為決定因素。首先，數據顯示樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比。再者，對具有特定高度的樓房來說， 豎向荷載基本上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用， 其數值隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。因此，水平荷載對高層建筑穩定性的影響作用是很大的
1.2軸向變形不可忽視。高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；此外還會對預測構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
1.3側移成為控制指標。與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。 另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：
1.因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。
1.4結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言， 高層建筑結構更柔一些， 在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力， 避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
1.5抗震設計要求更高。有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
2 高層建筑結構設計基本原則
高層建筑結構設計的基本原則是：注重概念設計，重視結構選型與平、立面布置的規則性，擇優選用抗震和抗風好且經濟的結構體系，加強構造措施。鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。 在抗震設計中，應保證結構的整體性能，使整個結構具有必要的承載力、剛度和延性。結構應滿足下列基本要求：
( l ）應具有必要的承載力、剛度和變形能力。
( 2 ）應避免因局部破壞而導致整個結構破壞。
( 3 ）對可能的薄弱部位要采取加強措施。
( 4 ）結構選型與布置合理，避免局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位。
( 5 ）宜具有多道抗震防線。
3 高層建筑結構的基礎設計基本要求
基礎是房屋結構的重要組成部分，房屋所受的各種荷載都要經過基礎傳至地基。由于高層建筑層數多、上部結構荷載很大，導致使其基礎具有埋置深度大，材料用量多，施工周期長，工程造價高等特點。為此，高層建筑基礎設計時應滿足以下幾方面的要求：
(1) 高層建筑的基礎設計，應綜合考慮建筑場地的地質狀況、上部結構的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發生過量沉降戒傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構筑物及各項地下設施的位置和標高，確保施工安全。
（2）基礎設計應根據上部結構和地質狀況進行，宜考慮地基、基礎與上部結構相互作用的影響。需要降低地下水位的，應在施工時采取有效措施，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構筑物、地下設施等正常使用和安全。同時還應注意降水的時間要求，以免停止降水后，水位過早上升，使建筑物發生上浮等問題。
（3）高層建筑應采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調節不均勻沉降的基礎形式。宜采用筏形基礎，必要時可采用箱形基礎。當地質條件好、荷載較小，且能滿足地基承載力和變形要求時，也可采用交叉梁基礎或其他基礎形式；當地基承載力或變形不能滿足設計要求時，可采用樁基或復合地基。
（4）高寬比大于4的高層建筑，基礎底面不宜出現零應力區；高寬比不大于4的高層建筑，基礎底面與地基之間零應力區面積不應超過基礎底面面積的15%。計算時，質量偏心較大的裙樓與主樓可分開考慮。
（5）在地震區，高層建筑宜避開對抗震不利的地段；當條件不允許避開不利地段時，應采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失穩而破壞，或者產生過量下沉或傾斜。
4 基礎的埋深問題
高層建筑的基礎應該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎底面，對于獨立的高層建筑而言，基礎埋深比較容易確定，但當今多數高層建筑與地下車庫都是相互連接的，當地下車庫基礎采用筏板基礎或設有防水底板的獨立基礎（防水底板不宜太?。r，高層建筑的基礎埋深可從室外地坪算起，此時高層建筑地下室頂板及地下車庫頂板應按嵌固層要求設計，地下車庫應有足夠的側向剛度作為高層建筑的側限。假如不滿足以上條件的時候，高層建筑的基礎埋深應該要從地下車庫地面算起。高層建筑通常設地下室來滿足埋深要求，主要有以下幾點優勢：
1．提高地基承載力。當高層建筑采用天然地基時，地基承載力可進行修正。隨著基礎埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對地基承載力的要求。
2．有利于高層建筑上部結構的整體穩定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時地下室外墻周邊土也提供了很大的側向剛度和約束。因此設地下室有利于上部結構的整體穩定，有利于協調結構整體變形，調整地基不均與沉降。
此外在確定埋置深度時，應考慮建筑物的高度、體型、地基土質、抗震設防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎底面，并宜符合下列要求：
1天然地基或復合地基，可取房屋高度的1/15；
2樁基礎，可取房屋高度的1/18（樁長不計在內）。
當建筑物采用巖石地基或采取有效措施時，在滿足地基承載力、穩定性要求及本規程第12.1.6條規定的前提下，基礎埋深可不受本條第1、2兩款的限制。當地基可能產生滑移時，應采取有效的抗滑移措施。
5 總結
近些年來，我國的高層建筑發展十分迅速，建筑造型新穎獨特，建筑物的高度與規模不斷增加。在高層建筑結構設計中，地基是大樓的基礎，設計者應根據實際情況，作出合理的結構方案選擇。并能根據具體情況進行具體分析采取適當的措施解決實際問題。才能不斷地完善和發展高層建筑。
參考文獻
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梁式轉換：梁式轉換層是指在普通的現澆鋼筋混凝土樓板上布置相應的托梁，以承載在上部樓層落空的各承重柱或剪力墻傳來的荷載，一般多用于有大空間、大開間要求的底層結構。當需要縱、橫雙向同時進行結構轉換時，應采用雙向結構轉換梁布置。
板式轉換：當高層建筑結構的上下柱網、軸線相互之間存在較大錯位，可考慮選擇采用板式轉換結構，以形成厚板式承臺轉換層，其下部樓層的柱網可以靈活布置。厚板轉換結構多適用于上下樓層柱網極不規則的高層建筑結構轉換，使得轉換層上、下樓層的結構功能布置靈活。
桁架轉換：在采用托柱形式的梁式轉換結構時，當轉換梁構件的跨度很大且上層傳遞的荷載較大時，可根據上下樓層柱網的軸線位置變化情況設置相應的桁架轉換層進行結構轉換，其有效克服了梁式轉換和厚板轉換形式存在的缺點，轉換靈活，傳力直接，減輕了梁構件的剪力負擔，是一種可在超高層建筑結構轉換工程中推廣應用的結構轉換形式。
二、轉換層結構的構件設計
1、框支柱
為了保證結構具有足夠的延性，框支柱的軸壓比要嚴格控制，這使得框支柱比一般的框架柱有更大的延性和抗倒塌性能?？蛑еS壓比：μN = Nmax/ （ fcbh0）
式中： Nmax ―框支柱最大組合軸力設計值（包括地震作用下軸力調整） ；
fc ―框支柱混凝土抗壓強度設計值；
b ―框支柱截面的寬度；
h0 ―框支柱截面的有效高度。
一級抗震時， 框支柱的軸壓比控制在0.7 以下； 二級抗震時，應該控制在0.75 以下；三級抗震時， 控制在0.8 以下；非抗震設計時，控制在0.85 以下。箍筋沿柱全高加密并采用復合箍筋，且不少于Ф10 @100?？蛑е鶓胁糠挚v筋伸至框支梁以上的墻體內，延伸長度等于層高以加強上下層的可靠連接 。
2、框支梁
因為框支梁的受力很大且受力情況復雜，它不但是上下層荷載的傳輸樞紐，而且是保證框支剪力墻抗震性能的關鍵部位，是一個復雜的受力構件，故設計時應設有較多冗余儲備。宜在結構整體計算后，按有限元方法進行詳細分析，分析和試驗結構表明，在豎向荷載和水平荷載作用下，框支梁大多數情況下為偏心受拉構件，并承受很大的剪力，因此《高層建筑混泥土結構技術規程》規定了對框支梁截面高度的設計要求及框支梁截面組合的最大剪力設計值的限制條件。在豎向荷載作用下，梁端往往首先破壞，所以必須加強構造措施，伸入支座的鋼筋在柱內應有可靠的錨固；負鋼筋伸入梁下皮以下要大于45d ?？蛑Я翰灰碎_洞，開洞時應做局部應力分析，要求開洞部位遠離框支柱邊，開洞部位要加強配筋構造。
3、樓板
由于結構上部的水平剪力要通過轉換層傳到下部結構，轉換層樓面在其平面內受力很大，樓板變形顯著，因此要適當加厚轉換層樓面，建議采用厚度不小于180mm 的現澆板，這樣有利于轉換層在其平面內進行剪力重分配，并加強轉換大梁的側向剛度和抗扭能力，也可使實際情況更符合結構整體計算中樓層剛度無限大的基本假定。而且混凝土強度> C30 ，并采用雙向雙排鋼筋網，每排鋼筋的配筋率> 0.25 % ，必要時，轉換層混凝土加1 %的鋼纖維則抗力效果更佳；它不僅可以使同一等級的混凝土抗剪強度提高45 % ，而且可以有效的提高混凝土的抗裂性能 。轉換層樓板不宜有大的開洞，當開洞時應在洞口四周設置次梁暗梁，樓板開洞位置盡可能遠離外側邊，與轉換層相近的樓板也應加強。若必須在大空間部分設置樓、電梯間時，應用鋼筋砼墻圍成筒體。
三、高層建筑轉換層設計要點
1、高層建筑的轉換層結構布置
轉換結構可以根據其建筑功能和結構傳力的需要，沿高層建筑高度方向一處或多處靈活布置（或是樓層局部布置轉換層），且自身的這個空間既可以作為正常使用樓層，也可以作為技術設備層，但應該保證轉換層有足夠的剛度，以防止沿豎向剛度過于懸殊。當建筑物較高柔（如框架-核心筒結構），整體剛度可能不足，在結構豎向的一定部位設置水平剛性樓層（加強層），人為地加強結構的整體彎曲效應，這時轉換層可同建筑物的加強層、設備層等統一考慮。對大底層上部為多塔的建筑，塔樓的轉換層宜設置在裙樓的屋面層，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中間出現剛度特別小的樓層，減小震害。對部分框支剪力墻高層建筑結構，其轉換層的位置，7度區不宜超過第5層；8度區不宜超過第三層。
2、高層建筑轉換層結構的過度受力及軸壓比控制
（1）過度受力。高層建筑轉換層的結構設計，不是我們想象的那么簡單，在這個過程中，樓層的梁面和柱面分別有兩種表現形式，從柱面來看，主要的突出表現有強柱和弱柱，從梁面來看主要由強梁和弱梁。不要輕視這兩個構件，它們直接影響著轉換層的豎向負載能力以及構架的內力，在高層建筑施工期間，對施工的進度和時間也有一定影響，尤其是在轉換層構架與若干層構架同時出現在施工階段的時候，這個構架的內力變化尤為突出，若不及時采取措施，必會因為施工階段轉換構件的過渡受力而影響高層的進度，造成高層建筑施工延時延工。
（2）控制軸壓比。高層建筑中轉換層還要注意軸壓的比率，盡量控制這個比率，我們知道，轉換層的支梁和支柱在內交角的位置，有一個突出的應力表現情況，由于深受水平負載以及垂直負載的雙重影響，柱子的橫截面，柱子的剪力，以及柱子的彎矩在相對條件下較小，所以軸壓力的承受力主要受框支柱所支撐，轉換層以上的墻體垂直負載和水平負載差不多都能借助板平面內的剛度傳遞給落地剪力墻，因此要嚴格控制框支柱的軸壓比。例如，在一高層建筑實處，設計的方案是這樣的：抗震設計時框支柱的軸壓比小于0.6，砼的強度等級高于C20，但低于C30，采用螺旋箍圍繞框支柱全高密度較小，箍筋直徑要不足10，問距不足100rnm，這個設計方案，在真正實行的過程中限制了柱箍筋配箍率，減弱了轉換層柱的抗剪能力。因此要切合實際的對高層建筑進行科學的檢測，確保萬無一失。
【關鍵詞】高層建筑；結構設計；設計要點；對策
1高層建筑結構設計的特點分析
（1）水平力是設計的決定性因素。在低層或者多層的建筑結構設計中，常常用重力為代表的豎向荷載去控制建筑物的結構。然而，在高層建筑中，雖然豎向荷載能起到一定的控制作用，但是水平荷載在其中卻起著決定性的作用，因而不能忽視。使得水平荷載比豎向荷載更起決定性作用的主要原因在于，高層建筑物的自身重量和使用荷載在豎向構件中能夠引起的軸力和彎矩的數值，僅僅與建筑物的高度一次方成正比，而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及在豎向構件中引起的軸力，與建筑高度兩次方成正比。
（2）側移是設計的重要控制指標。在高層建筑結構設計中，結構側移是高樓結構設計中的重要控制因素，這一點與低層建筑不一樣。當樓房的高度不斷增加的時候，水平荷載下的結構側移變形會逐漸拉大，這就給高層建筑的穩定性造成了一定的影響。因此，在設計高層建筑結構的時候，應該將水平荷載作用下的側移控制在一個限度之內。
（3）抗震設計要求較高。在高層建筑結構設計中，對于抗震設計的要求顯得更高。一般來說，除了要求抗震設防的高層建筑有普通的豎向荷載、風荷載以外，還應該促進結構設計具有良好的抗震性能，達到小震不壞，大震不倒的目的。
（4）軸向變形需加以重視。在高層建筑中，豎向荷載數值變大的時候，會在柱內產生較大的軸向變形，使得連續梁彎矩發生變化，讓連續梁之間支座處的負彎矩值變小，還會對預制構件的下料長度造成影響。因此，在進行高層建筑結構設計的時候，要對軸向變形的數據進行仔細計算，對下料長度進行有效的調整，防止高層建筑的軸向變形數據不斷拉大。
2 高層建筑結構設計的原則
高層建筑結構的設計是一個復雜繁瑣的內容，其中需要注意的內容涉及也十分廣泛，根據多年的工作經驗總結，主要集中在以下幾個方面：
2.1結構方案的選擇
合理的結構設計方案對于工程來講是十分關鍵的，好的設計方案在滿足結構形式和體系的基礎上，還要充分考慮造價成本，把經濟適用發揮到最大程度。結構體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡單，結構方案在滿足使用、安全要求的基礎上，盡量的簡潔。最終結構方案的確定，需要對地理條件、工程設計需求、材料的選擇和施工條件等進行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、電各個分項相互協調，綜合各方面因素進行最后的確定。
2.2計算簡圖的選擇
計算簡圖是進行高層建筑結構設計的基礎，是所有計算數據的出處和根源所在。關系到各環節的建筑尺寸和誤差。如果不能選擇合理的計算簡圖，對于結構安全就會埋下隱患。因此，高層建筑結構設計的安全保障前提，就是合理計算簡圖的選擇。同時，在選擇了計算簡圖之后，還應該采用相應的構造方法保證其安全性。在結構的實際施工中，結構節點不單單是鋼節點或者鉸接點，要使得計算簡圖的誤差在規定的允許范圍之內。
2.3 計算結果要進行準確的分析
科技的發展也推動建筑領域不斷的進步，計算機作為現在科技發展的集中產物，自然在建筑結構設計中也得到了廣泛的應用。經過幾年的發展，市場上的計算機軟件種類和數量都大大提升，但問題也隨之涌現出來，很多時候，統一種類的計算數據在不用軟件中處理產生的結果并不一致。這就對計算數據的準確程度提出了嚴苛的校對要求，也對結構設計人員的能力提出了更高水平的要求。在全面了解軟件的使用范圍和條件的基礎上，選擇最為合理準確的軟件也成為設計人員必須完成的課題。與此同時，建筑結構受到各種不可掌控的實際情況制約，與計算機得出的理想結果不能達到完全的吻合，因此在計算機輔助設計的同時，設計人員的主導能力還是最為關鍵的。
3高層建筑結構設計中關鍵要點分析
（1）扭轉問題設計。要求高層建筑的結構設計必須三心盡可能匯于一點，即建筑結構的剛度中心、幾何形心、結構重心三心合一。倘若在設計中未很好地做到三心匯聚一點，建筑易發生扭轉問題，并在水平力作用下造成高層建筑結構的毀壞。
（2）抗風結構設計。高層建筑由于其具有樓層多，高度高的特點，因此相比較其他建筑，在建筑物表面更易改變風的流動性和空氣的動力效應。在樓層柔軟部分風和空氣會產生動力形式和靜力形式，并由此產生的震動，會對樓層的墻體、裝飾結構以及支撐結構產生破壞，危害建筑的穩定性，所以在進行高層結構設計的過程中，應該進行抗風結構的設計，杜絕建筑物在自然因素的影響下留下隱患。
4高層建筑結構設計問題的有效對策
4.1合理設計平面布局
高層建筑結構設計過程中，扭轉問題出現的原因是由于三心未合一導致的建筑物質量分布不均勻。所以在設計過程中，相關設計人員對高層建筑應當采用相對規則的圖形，例如正方形、矩形、圓形、正多邊形等較為簡單、分布均衡的平面形式。盡量不采用L形、T形、十字形等復雜平面形式。在環境要求或結構要求特殊情況下，應當根據相應規范進行設計，避免建筑結構突出部分過大，同時盡量保證結構的對稱性。
4.2優化抗風結構設計方案
針對高層建筑結構抗風結構存在的難點和問題進行優化。一是基礎優化。要保證高層建筑結構的抗風性良好，首先要保證高層結構的基礎牢固。二是增加高層建筑耗能結構設計。在高層建筑結構設計過程中，對相應非承重構件利用耗能構件如樓板、剪力墻等來抵消風能對建筑的影響。三是減小水平荷載和風力疊加對高層建筑的影響。四是增大結構承載力和抗風力。根據相關數據進行高層建筑結構承載力驗算和抗風力驗算，在此基礎上制定一個放大系數，進一步保證高層結構的抗風性能。
4.3優化抗震結構設計方案
當今高層建筑結構的抗震設計存在很多問題和難點，結合相關設計經驗總結了集中抗震結構的優化方案。一是合理布置抗側力構件。二是增加地基抗震能力。三是設計高性能剪力墻。高性能剪力墻的設計能夠有效地提高剪力墻在地震過程中吸收建筑內力的能力，可以適當增加墻體和樓板的剛度來控制建筑位移，達到抗震目的。四是進行高層結構構件的簡化和一體化。通過對扶壁、筒口、筒腳的簡單化設置，達到相應建筑物的對稱。
4.4加強消防結構設計
當下很多大型火災、恐怖襲擊等惡劣事件已經讓高層建筑的消防結構設計面臨必須改善和加強的地步，但是消防設計應該從消防結構設計和使用期間消防規范來共同執行。在高層建筑消防結構設計過程中，應該加強對防火結構間的距離控制，在符合當地的地形條件基礎上，高層結構在防火結構間距離上可適當加大處理。在材料使用上，可以盡量減少易燃材料的使用，同時增加耐火材料的運用來達到防火目的。另外，良好的疏散系統是保證火災發生之后減少人員損傷的重要保證。高層建筑的疏散系統呈垂直狀態，容易導致疏散效率不高的問題出現。在消防結構設計時，可以通過設置雙通道疏散，增設防煙區、耐火區、避難層等設施來增加消防能力。同時，高層結構可以通過設置相應的隔離結構來有效地控制火勢蔓延，增強建筑消防安全能力。
參考文獻：
[1]柳奕成.高層建筑混凝土結構設計[J].江西建材，2014（04）：20-21.
關鍵詞：高層建筑；結構轉換層；結構設計
中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：
引言：隨著經濟的發展，現代高層建筑向多功能、綜合用途發展，尤其是臨街高層建筑，其功能布置一般上部為住宅、旅館，下部樓層作商店、餐廳等。不同的用途需要不同的空間組合形式，因此近幾年來出現了上部樓層為小開間剪力墻，而下部樓層為大柱網框一剪結構形式，上述功能要求與結構的合理布置要求正好相反，出現了上部剛度大而下部剛度小的豎向結構體系。為了實現這種結構布置就必須在結構轉換的樓層設置轉換層以保證結構受力的正確傳遞。轉換層的合理設計將直接影響結構的受力及構件尺寸的確定。
1 轉換層的設計原則
因在建筑物中設置轉換層可使其豎向剛度發生突變，降低了結構的抗震能力，為了防止這種情況的出現，應遵循以下設計原則：在設置轉換層時，應盡量選用直接落地的豎向構件，因為需結構轉換的豎向構件能夠引起剛度突變，影響結構的抗震能力；應在高層建筑豎向位置較低的地方設置轉換層結構，把握宜低不宜高的原則；對轉換層結構進行優化，保證選用的換層結構型式具有明確的傳力路徑，有利于結構分析設計和保證施工量；轉換剛度不可過大，在考慮建筑物安全和經濟的前提下，堅持宜小不宜大的方法。
2 高層建筑轉換層結構形式
2.1板式轉換
板式轉換層主要是應用在轉換層上下柱網錯開較多、布置沒有次序、無法用梁進行承托的情況下，需將轉換層做成2.0~2.8m厚度的轉換板，這是從抗剪和抗沖切的角度考慮的。這種轉換層的下層柱可靈活擺動，然而因自重較大，所費材料較多，施工難度大。
2.2 巨型框架轉換
此類轉換層具有比較好的前景，也是目前我國建筑業的發展方向。巨型框架轉換具有較好的抗震性能，主要是由豎向筒體或巨型柱與一道或多道大梁組成，從結構上看，也是由多個梁式轉換層組成。在施工前，通過模擬施工過程的設計方法，掌握在施工中遇見的問題，有效解決臨時支撐情況及維持足夠的抗側剛度。
2.3粱式轉換
在高層建筑中實現垂直轉換最常用的結構形式是粱式轉換，其傳力途徑直接、明確，是由上部墻經轉換梁傳力給下部柱，完成整個建筑物的使用功能。這種轉換方式不僅有利于工程的計算、分析及設計，在成本造價上也較低，因此廣為人們所應用，根據資料顯示，其數量是轉換層總量的77％。選擇轉換梁的截面高度通常為0.8~6m，在帶轉換層結構的高層建筑中主要以梁式轉換層為主。
2.4箱式轉換
這種轉換方式是通過單向托粱和雙向托粱與上、下層較厚的樓板澆筑為一個整體而實現的，這種轉換層剛度較大。
2.5桁架轉換
桁架主要包括空腹桁架與實腹桁架兩類。與梁式轉換層相比，這種轉換層的受力更加清楚、明確，使用、活動空間更大，自重小，抗震性能也更高。然而其節點設計復雜，由于受到各種因素的限制，無法廣泛運用于各類高層建筑中。在使用桁架轉換層設計時應時時注意以下幾個方面。
（1）設計桁架轉換層時，高度要求在3m以上，若層高受到限制，無法達到要求，使得斜壓腹桿形成超短柱，那么在地震發生時便有可能出現脆性破壞。
（2）施工時，為了將桁架的受力優勢充分發揮出來，應確保上弦節點與上部集中荷載的中心對齊。
（3）施工時，注意將預應力施加在上下弦和斜拉腹桿中，可明顯減少構件的截面，減少了材料用量，對降低整個工程的造價具有較大的作用。
2.6斜柱轉換
這種轉換層能夠發揮混凝土可壓縮性能的優勢，為整個建筑擴大利用空間，其為比較特殊的一種結構形式。使用此類轉換層，會增大水平荷載，因此為了克服這個缺點，以建筑物的平面布置為前提，在轉換層施工中添加圈梁或拉梁，以最短的路徑，達到相互平衡。施工時，應考慮斜柱轉換層的荷載分擔，只有將轉換斜柱盡量連接在更多的樓層，而減少分布在上下樓層的荷載，才能保證此類轉換層的安全及設計的方便。
3 高層建筑轉換層結構設計
3.1 轉換層樓板設計
轉換層將框支剪力墻分成上下兩部分，對于這兩者來說，其受力情況是有一定差距的，在上部的樓層中，因為外荷載而產生的水平力，有自己的分配原則，它是根據剪力墻的剛度來進行的。在下部樓層中，框支柱的剛度與落地的剪力墻的剛度也是不同的，后者承擔著水平剪力，也就是說，在轉換層處荷載的分配不是很均勻。轉換層其樓板具有比較重的任務，比如說上下部分的一些剪力重分配就是由它負責，轉換樓板其自身的變形大、受力大，應該要保持足夠的剛度來完成支撐。
3.2 轉換層豎向布置
轉換結構可以根據結構的傳力以及建筑的功能需要，沿著高層的建筑方向靈活布置，也可以在符合建筑功能要求的基礎上，在樓層的局部來設置轉換層，而且自身的空間可以作為一種技術設備層，也可以作為一種正常的使用層，但是前提是要保證轉換層的剛度，這樣來防止剛度的過分懸殊。此外，在一些商業建筑中，如果是一種大底盤的多塔樓，對于塔樓的轉換層來說，就應該將其設置在裙房中的屋面層，而且要加大屋面梁的尺寸以及厚度等，以防止其中間會出現一種剛度太小的樓層，進一步將震害減小。對于一些框支剪力墻的高層建筑中，在轉換層位置的設置方面，7度區應該要低于第五層，8度區要低于第三層，如果轉換層的位置與上述的規定不相符合，那么就應該要采取相應的措施來予以應對。
3.3轉換層結構布置
據相關研究顯示，在底部的轉換層中，如果其位置越高，它的上下高度的突變就會越大，轉換層上下內力的傳遞途徑，其突變也會加劇，落地的剪力墻以及墻體就容易出現裂縫現象，框架的支柱內力加大，使得轉換層的上部其附近的一些墻體就會被破壞。所以說，轉換層的位置如果是過于高，就會對抗震產生不利的影響。
底部帶的轉換層結構中，其上部的一些豎向構件不能夠直接連續的貫通落地，所以說，要設置一種較為安全的轉換構件。按照相關的研究結果顯示，轉換構件能夠運用箱形結構、斜撐、厚板、轉換大梁等形式，在地震區對于一些轉換厚板的使用經驗是比較少的，可以在一些非地震區采用，在一些大空間的地下室中，因為其周圍有著約束的作用，而地震的反應也低于上部的框支結構，所以，在7度到8度的地震設計的一些地下室就能夠采用這種厚板轉換層。
3.4轉換層抗震設計
具有轉換層的一些高層設計，因為其設置了轉換層，沿著建筑物高度方向的剛度均勻性可能會受到一些影響甚至是破壞，轉換層結構的豎向承載力因為其不連續墻柱的突變，這樣就導致了傳力路線的曲折、應力集中、以及變形集中，所以，在抗震方面，轉換結構的性能比較差。
為了進一步保證設計的準確性與安全性，在一些框支剪力墻及其轉換層的位置如果是設置在第三層以上，那么框支柱以及剪力墻其底部的抗震等級要提高一級，如果已經是特一級就不再需要將其提高，而對于底部的框架來說，如果其為密柱框架，其抗震等級就不用再提高。轉換層及其構件在水平地震作用下的內力要要調整，如果是八度的抗震設計，就需要把對豎向地震的影響考慮進去。
4 結束語
總之，隨著建筑行業的快速發展。轉換層在現代高層建筑結構設計中的應用十分普遍。因此，必須做好這方面的研究和實踐，推動帶結構轉換層的高層建筑結構設計的發展。
參考文獻：
隨著城市化建設進程不斷加快，城市居民人均居住面積不斷縮小，土地資源日益緊張，給高層建筑帶來了極大的發展空間。高層建筑提高了土地利用率，增大了人均居住面積，已經成為城市未來發展的主要方向，并逐步深入到人們的日常生活中去。結構設計是高層建筑的關鍵部分，直接影響了高層建筑的實用性能以及后期的維護，做好高層建筑的結構設計，使其滿足抗風、抗震等相關標準的同時，還能方便居住用戶的生產和生活。
2 高層建筑結構設計中存在的問題
2.1 短肢剪力墻設置問題 根據近年的高層建筑建設情況來看，短肢剪力墻在高層建筑物結構設計中出現頻率較高，而短肢剪力墻的增設對建筑物的穩定性、抗震性能、牢固度的提升不僅沒有起到促進作用，反而在一定情況下還會產生不利影響。因此，在設計高層建筑時，應盡量減少短肢剪力墻的使用頻率，以提升高層建筑物結構的質量。
2.2 嵌固端設置問題 地下室和人防是高層建筑結構設計中不可或缺的組成部分，而且地下室或人防頂板地區通常會修筑嵌固端，這就降低了高層建筑結構的穩定性。設計者在對嵌固端進行布置時，應充分考慮由此引發的問題，如對結構穩定性的影響、嵌固端樓板設計等。嵌固端布局時，應對其上下層的剛度比例、方位布局進行全方位的綜合考量，通過專業的計算軟件，對各項參數進行準確計算，盡量保障嵌固端布局和抗震縫隙二者之間的平衡。
2.3 超高問題 建筑物超高問題是在施工過程中較為普遍的問題，高層建筑在施工過程中若超出相關的建筑標準，將嚴重影響建筑物結構的穩定性、安全性、抵御災害的能力等，這是必須避免的問題。一些工程設計單位及建設單位，為了增加工程賣點，不顧客觀實際，無限增高建筑工程的高度。相關部門應抓緊制定出臺相關的法律法規制度，對高層建筑物的設計高度進行嚴格規定，并對建筑物的抗震性能、防火性能等其他與安全有關的性能進行科學控制。
2.4 設計缺乏科學性 高層建筑物不同于普通的建筑物，該類建筑的機械性能和功能具有自身特點，這就要求在對高層建筑物進行設計時，要加強對結構設計的質量控制。然而，實際情況是，我國很多高層建筑設計者在專業水平和對相關技術法規了解程度方面，還存在極大的不足，無法將高層建筑物的抗震性、安全度和牢固度等參數納入到結構設計范圍之內，更有甚者，部分設計者受業主的影響，在沒有充分安全保障的情況下，對高層建筑的結構設計進行更改，這勢必會影響高層建筑物的安全性和實用性。高層建筑結構設計是否科學、規范，對于建筑物的使用壽命及用戶的安全具有密切聯系，應采取積極有效的管控措施，對建筑物的結構設計進行嚴格管控，保障高層建筑的使用性能和安全性能，維護用戶的切身利益。
3 高層建筑物結構設計應采取的對策
3.1 高層建筑結構設計基礎方案的選擇 高層建筑設計之前，應對高層建筑工程項目的所在地區實際情況進行自習勘探，了解工程項目所在地區的地質、地貌、水文、氣候等要素，在科學的指導下選擇基礎設計方案；設計人員應對建筑項目的結構類型、荷載情況進行全方位的了解，以便能對工程項目的施工條件、施工影響因素進行準確判斷，使基礎方案達到最優化。
3.2 計算簡圖的選擇 計算簡圖是高層建筑物結構設計的計算依據，因此，保障計算簡圖的精準性，對于建筑物結構設計的科學性具有直接影響。
3.3 計算工具的選擇 現代信息技術的發展及應用，極大的推動了建筑設計行業的發展，在高層建筑結構設計中，可利用先進的計算機技術對工程項目進行結構設計，并通過各參數的優化，實現工程結構設計的安全化、科學化、先進化和節約化。如仿真模擬軟件、CAD制圖技術等均得到了廣泛的應用。高層建筑設計人員應不斷提高自身的計算機應用水平，提高工程項目結構設計的效率和安全性。
3.4 設計方案的選擇 高層建筑工程項目施工之前，應對工程設計方案的可行性進行科學判定，在對設計方案進行評價時，應從工程的經濟性角度、實用性角度、科學性及安全性等多個因素進行綜合評定，以確保工程項目設計方案能夠按照既定計劃加以實施。
3.5 提高設計技術 高層建筑物結構設計過程中，由于客觀、主觀因素的影響，不可避免的存在一些技術問題，影響了建筑物的安全性。為避免由于建筑物設計問題而帶來的重大安全事故，在設計過程中，應采取有效的控制措施，以杜絕重大災害的發生。如針對短肢剪力墻設置不合理問題，應根據工程實際情況，均勻分布短肢剪力墻，并對墻體的厚度及光滑度進行嚴格的質量控制。墻體控制在0.2-0.3m較為合適并保證墻體表面的光滑度；墻體過薄、過厚或墻體凹凸不平，都對建筑結構的穩定性造成極大的影響；同時，還可將部分剪力墻與較長的墻體進行結合，以提高整個建筑工程的安全性。
3.6 設計者職業素養的提升 高層建筑結構設計的各項問題的解決，最終需要設計人員的參與，因此，提升設計者的職業素養，對于提升高層建筑物的設計質量具有直接影響。設計者應不斷加強專業設計知識的學習，同時還要加強對建筑領域各項技術標準、法律法規知識的學習、以及建筑領域先進設計理念、設計技術、相關的計算機技術的學習，以保障高層建筑設計的先進性和安全性。