在同一座建筑中,，沿同一高度方向建筑功能經(jīng)常要發(fā)生變化,，上部布置小開間的旅館、住宅,；中部作為辦公用房,；下部樓層則要求提供商場,、餐飲、娛樂等盡可能大的空間,，所以從建筑功能上說,，從上部到下部，其柱網(wǎng),、間隔要求是“從密到稀”,。而從結(jié)構(gòu)功能來看，由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,，上部樓層受力小,，正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大，墻體多,、柱網(wǎng)密,，從上到下柱網(wǎng)及間隔要求是“從稀到密”，而若按照這般設(shè)計(jì),，結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對空間的要求則正好相反,。因此，為了滿足建筑功能要求,，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須進(jìn)行一定的“反常規(guī)設(shè)計(jì)”,，即將上部布置為小空間、下部布置為大空間,；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(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置,，則需要在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

       1,、根據(jù)結(jié)構(gòu)功能分類

       按照轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)功能的不同，一般可分為以下三類：

       （1）建筑上,、下部分之間結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)換,，轉(zhuǎn)換層將上部剪力墻轉(zhuǎn)換為下部框架，以創(chuàng)造一個較大的內(nèi)部自由空間,。這種轉(zhuǎn)換層廣泛用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架——剪力墻結(jié)構(gòu)中,；

       （2）建筑上、下部分之間柱網(wǎng),、軸線的改變,，轉(zhuǎn)換層上、下部分結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變,，而是通過轉(zhuǎn)換層使得下部結(jié)構(gòu)柱距擴(kuò)大,，形成大柱網(wǎng),。這種轉(zhuǎn)換層常用于外框筒的底部形成大入口的情況；

       （3）同時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸線位置,，上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)榭蚣艿耐瑫r,，柱網(wǎng)軸線與上部樓層軸線錯開，形成上,、下結(jié)構(gòu)錯位的布置,。

       2、根據(jù)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)類型分類

       而一般來說,，為了便于根據(jù)轉(zhuǎn)換層本身結(jié)構(gòu)類型來分析和計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)整體,，根據(jù)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)換層歸納為四種基本型式：梁式,、桁架式（及空腹桁架式）,、箱式和厚板式。 

       梁式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層一般在轉(zhuǎn)換層的樓面設(shè)置縱橫交錯的鋼筋混凝上承重大梁,，當(dāng)需要縱橫墻同時轉(zhuǎn)換時,，則需設(shè)置雙向轉(zhuǎn)換梁，它多用于框支剪力墻結(jié)構(gòu)即上層為剪力墻結(jié)構(gòu)下層為框架結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,。

       1、設(shè)計(jì)原則

       1.1.保證剛度

       轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可根據(jù)其建筑功能和結(jié)構(gòu)傳力要求,，沿高層建筑高度方向一處或多處靈活布置(也可根據(jù)建筑功能的要求,，在樓層局部布置轉(zhuǎn)換層)，且自身的這個空間既可作為正常使用樓層,，也可作技術(shù)設(shè)備層，但應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度,，以防止沿豎向剛度過于懸殊,。

       當(dāng)建筑物較高柔(例如框架-筒體結(jié)構(gòu))，整體剛度有可能不足時,，在結(jié)構(gòu)豎向的一定部位設(shè)置水平剛性樓層(即加強(qiáng)層),，人為地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體彎曲效應(yīng)，這時轉(zhuǎn)換層可同建筑物的加強(qiáng)層,、設(shè)備層等統(tǒng)一考慮,。對大底層多塔樓的商住建筑，塔樓的轉(zhuǎn)換層宜設(shè)置在裙房的屋面層,，并加大屋面梁,、板尺寸和厚度，以避免中間出現(xiàn)剛度特別小的樓層,，減小震害,。

       1.2.豎向結(jié)構(gòu)落地

       布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時,，注意使盡可能多的上部豎向結(jié)構(gòu)能向下落地連續(xù)貫通，尤其框架核心筒結(jié)構(gòu)中核心筒應(yīng)上下貫通,，使傳力更為直接,。布置轉(zhuǎn)換層上下主體豎向結(jié)構(gòu)時，注意盡量使水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)傳力直接,，盡量避免多級復(fù)雜轉(zhuǎn)換,，慎重采用傳力復(fù)雜、抗震不利的平厚板轉(zhuǎn)換,，如上下柱網(wǎng)確實(shí)無法對齊時,，盡量采用箱形轉(zhuǎn)換。

       1.3.優(yōu)化轉(zhuǎn)換層

       轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件在平面上的布置,，必須與相鄰層柱網(wǎng)統(tǒng)一考慮,。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時，當(dāng)建筑功能要求不得已采用高位轉(zhuǎn)換時,，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還得優(yōu)先選擇不致引起框支柱柱頂彎矩過大,、柱剪力過大的結(jié)構(gòu)形式，如斜腹桿析架(包括支撐),、空腹析架和寬扁梁等,，同時應(yīng)注意其滿足強(qiáng)度剛度要求。

       1.4.強(qiáng)化下部,、弱化上部

       為保證下部大開間整體結(jié)構(gòu)有適宜剛度,、強(qiáng)度、延性和抗震能力,，應(yīng)盡量強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度,，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體剛度。對于帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu),，可采取以下措施：強(qiáng)化下部結(jié)構(gòu),，加大筒體及落地墻厚度、提高混凝土強(qiáng)度等級,、必要時可在房屋周邊增置部分剪力墻,、壁式框架或樓梯間筒體、提高抗震能力,；可采取以下措施弱化上部剪力墻：不落地剪力墻開洞,、開口、減小墻厚等,，并盡量避免高位轉(zhuǎn)換,。

       2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

       2.1.控制剛度比

       剛度比主要為了控制轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層,?？拐鹪O(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%,，以更加靈活和自由的設(shè)計(jì)方式使得設(shè)計(jì)的思路可以得到不斷的完善,，滿足實(shí)際使用的需求。以一般的梁式轉(zhuǎn)換層而言,，雖然轉(zhuǎn)換層框支柱在與框支梁的內(nèi)交角處有明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象,，但無論是在垂直荷載或是水平荷載作用下，除柱端截面以外,，框支柱的彎矩和剪力都比較小,，框支柱主要承受軸壓力，轉(zhuǎn)換層以上墻體的垂直荷截不能借助樓板平面內(nèi)的剛度傳遞給落地剪力墻,。

       2.2.結(jié)構(gòu)布置

       帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置除了應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》《高規(guī)》等對于建筑結(jié)構(gòu)的平面及豎向布置的規(guī)定外,，還應(yīng)滿足以下規(guī)定:

       1) 不應(yīng)對邊榀剪力墻進(jìn)行框支轉(zhuǎn)換；不應(yīng)在結(jié)構(gòu)底部抽取角柱,，形成托柱轉(zhuǎn)換,，不應(yīng)在角部剪力墻的底部開設(shè)轉(zhuǎn)角大洞形成框支轉(zhuǎn)換。

       2) 純框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度小,，地震力作用下側(cè)向變形大,，下部為大空間且?guī)мD(zhuǎn)換層框架下柔上剛在地震力作用下非常容易破壞，所以必須設(shè)置落地剪力墻來提高建筑物抗震性能,。

       落地剪力墻和框支柱應(yīng)符合下列條件:

       a．落地剪力墻應(yīng)對稱,、成對布置，優(yōu)先采用型鋼混凝土剪力墻,，相對普通混凝土剪力墻,，型鋼混凝土剪力墻抗震性能好，耗能系數(shù)高,，減少了截面面積,，提高了承載力，能有效降低層最大剪力,、最大位移和層間位移角,。

       b．框支柱可以選用型鋼混凝土柱,、鋼管混凝土柱,、柱內(nèi)部設(shè)置芯柱的鋼筋混凝土柱，這些柱能有效降低軸壓比,，具有承載力大,，延性好的優(yōu)點(diǎn)。

       c．轉(zhuǎn)換層周圍樓板不應(yīng)錯層布置,，不應(yīng)在大空間范圍內(nèi)開大洞口,。樓梯間,、電梯間處周圍的落地剪力墻應(yīng)圍成筒體。

        3) 轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)剛度的突變對建筑物抗震非常不利,，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時首先應(yīng)該增強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,，同時減小轉(zhuǎn)換層上部的抗側(cè)剛度，最終要使轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)剛度相差不大,?？拐鹪O(shè)計(jì)時，結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)不僅與剛度有關(guān),，還與其質(zhì)量有關(guān),。結(jié)構(gòu)的動力性能取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)量、阻尼和剛度,。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中,，轉(zhuǎn)換層一般集中較大的質(zhì)量，其質(zhì)量對下部結(jié)構(gòu)的動力特性影響較大,，但對上部結(jié)構(gòu)的動力特性影響較小,，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用的等效抗側(cè)剛度比意義就不大了。轉(zhuǎn)換層位置越高,，轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形效應(yīng)越大,，轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比的作用更加有限,。

        綜上所述,，根據(jù)地震作用效應(yīng)來控制比較合理，可采用轉(zhuǎn)換層下,、上層結(jié)構(gòu)層間位移角比來控制轉(zhuǎn)換層下上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力和位移突變,。轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)層間位移角比能準(zhǔn)確反映轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度比、質(zhì)量比,、樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力比,，對抗震設(shè)計(jì)有重要的意義。

      2.3.樓蓋結(jié)構(gòu)

       2.3.1.樓蓋作用及選型原則

       樓蓋對于建筑結(jié)構(gòu)作用非常重要,，作用如下:

       1) 承受豎向荷載,，將豎向荷載傳遞給梁、柱,、墻,、基礎(chǔ)。

       2) 提供足夠的面內(nèi)剛度,，傳遞水平荷載到各個豎向抗側(cè)力構(gòu)件,，使得整個結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)工作。

       樓蓋的選型原則: 

       1) 應(yīng)有足夠的承載力和面外剛度。

       2) 應(yīng)有足夠的面內(nèi)剛度,，且整體性好,。

       3) 樓蓋自重要輕。

       2.3.2.樓蓋構(gòu)造

       1) 轉(zhuǎn)換層樓板在平面內(nèi)承受并傳遞很大的內(nèi)力,，其面內(nèi)剛度大小對大空間層豎向構(gòu)件的內(nèi)力分配影響很大,，所以樓板應(yīng)當(dāng)加厚，厚度不小于180cm,，且應(yīng)雙向雙層配筋，樓板中的鋼筋應(yīng)錨固在邊梁或墻體中,，樓蓋建議選用雙向組合梁樓蓋,，這種樓蓋自重輕，抗震性能好,，能有效發(fā)揮鋼梁抗拉和混凝土抗壓作用,。

       2) 頂層樓板厚度不小于120cm,，加厚頂層樓板可有效約束整個高層建筑,，使其能整體工作,；普通地下室頂板厚度不小于160cm；作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室的頂層樓板應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),，厚度不小于180cm,，混凝土強(qiáng)度等級不小于C30,，采用雙向雙層配筋,。

       3) 采用預(yù)應(yīng)力樓板時，應(yīng)考慮合理的施工方案,，采用板邊留縫以張拉和錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋,，或者在板中部預(yù)留后澆帶，待張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后再澆筑,。

       4) 工程實(shí)際表明：在樓板上開樓梯間,、電梯間、管道井以及廚房,、衛(wèi)生間等的小洞,，只要洞口均勻分散，則樓蓋在自身平面內(nèi)仍具有足夠的剛度和良好的整體性,，能很好的傳遞水平荷載,，可以按照自身平面內(nèi)剛度為無限大的假定來分析建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移,。

       5) 設(shè)計(jì)中應(yīng)避免在剪力墻兩側(cè)樓板開洞,。由于假定樓板剛度無限大，計(jì)算中認(rèn)為已發(fā)揮作用,，但由于剪力墻兩側(cè)樓板全部開洞,，造成樓板并不能將水平力有效傳遞給此片剪力墻，實(shí)際受力和計(jì)算假定差異很大,，可能會引起其他抗側(cè)力構(gòu)件的承載力不安全,，所以應(yīng)使樓板洞口盡可能小，并應(yīng)采取其他有效構(gòu)造措施保證水平力能可靠地傳遞到該片剪力墻上,。

        6) 樓板開大洞削弱后,，可采取以下構(gòu)造措施：加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率,，采用雙層雙向配筋,，每層、每向配筋率不少于0.25%,；洞口邊應(yīng)設(shè)邊梁,、暗梁，暗梁寬度為板厚的2倍,，縱向鋼筋配筋率不小于1%,；在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。

       2.3.3.整體轉(zhuǎn)換和局部轉(zhuǎn)換

        整體轉(zhuǎn)換就是某一層全用作轉(zhuǎn)換,，局部轉(zhuǎn)換就是某一層僅局部用來轉(zhuǎn)換,。

整體轉(zhuǎn)換缺點(diǎn)明顯：間接傳力，傳力路徑不直接,，結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)換層分為上下兩部分,，上下結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變，結(jié)構(gòu)抗震性能差,，地震力作用下容易形成薄弱層,，大震時易倒塌。局部轉(zhuǎn)換同樣存在間接傳力,、傳力路徑復(fù)雜的缺點(diǎn),，但由于只是樓層局部用來轉(zhuǎn)換，樓層剛度變化不明顯,，結(jié)構(gòu)整體側(cè)向剛度變化不大,，故而局部轉(zhuǎn)換對建筑的抗震性能影響不大。

       由框支剪力墻和其他落地剪力墻滿足一定間距要求組成的底部大空間部分框支-剪力墻結(jié)構(gòu),，當(dāng)?shù)孛嬉陨系拇罂臻g層數(shù)越多即轉(zhuǎn)換層位置越高時,，轉(zhuǎn)換層上下剛度突變越大,，層間位移角的突變越大，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)也嚴(yán)重,。同時造成落地墻或筒體易受彎產(chǎn)生裂縫,，引起框支柱內(nèi)力增大，轉(zhuǎn)換層上部的墻體易于破壞,，不利于抗震,。

        整體轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn)換層的高度對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能影響很大,，相對而言,，轉(zhuǎn)換層越高，轉(zhuǎn)換層以下各層構(gòu)件的受力越不合理,，延性越差,，因此，剪力墻底部加強(qiáng)部位越高,，對構(gòu)件的抗震等級要求越高,。

       總之，整體轉(zhuǎn)換時,，對轉(zhuǎn)換層樓板及相鄰層樓板的面內(nèi)剛度和整體性有很高的要求,。而對局部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，對樓板的這個要求是局部性的,，只要滿足局部轉(zhuǎn)換部位的水平力傳遞和整體性要求即可,。