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[摘要]：简要介绍转换层结构设计基本原则、转换方式及设计方法、梁式转换层结构设计
[关键词]：转换方式；设计方法；梁式转换
2010年，我承接了某高层商住楼，此建筑为96.3米的高层建筑，其中一~四层为大空间商场、五~三十二层为住宅，结构形式为带转换层的复杂高层结构（转换层为第四层）。通过对该项目的设计，本人就转换层结构设计进行简单的阐述。
①减少转换布置
转换层上下主体的竖向结构，要注意尽可能布置成上下主体竖向构件连续贯
通，尤其是在核心筒框架结构中，应该尽量使核心筒上下贯通。
②传力直接
布置转换层上下主体竖向构件时，要注意尽可能使水平转换结构传力直接，
尽量避免多级复杂转换，更应尽量避免传力复杂、抗震不利、质量大、耗材多，
不经济、不合理的厚板转换。
③强化下部、弱化上部
为保证下部大开间整体结构有适宜刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量强
化转换层下部主体结构刚度，弱化转换层上部主体刚度，是转换层上下部主体结
构刚度变形的基本特征。上下主体结构总剪切刚度比应小于 2。对于下部框架核心筒、上部剪力墙的带转换层高层商住楼，应强化下部核心筒，如加大核心筒尺寸，加厚核心筒筒壁厚度，提高混凝土强度，必要时可以在房屋周边增置部分剪力墙；同时弱化上部剪力墙，如剪力墙开洞、开口、短肢墙等，并尽量避免高位转换。
④优化
结构抗震设计时，当建筑功能要求不得已采用高位转换时，转换结构还得优
先选择不致引起框支柱柱顶弯矩过大、柱剪力过大的结构形式，如斜腹杆桁架(包
括支撑)、空腹桁架和宽扁梁等，同时应注意其满足强度刚度要求。
⑤计算全面准确
必须将转换结构作为整体结构中的一个重要部分，采取符合实际受力变形状
态的正确计算模型，进行三维空间整体结构计算分析。采用有限元方法对转换层
结构进行局部补充计算时，转换结构以上至少取 2 层结构进入局部计算模型，同时应计算转换层及所有楼层楼盖平面刚度，采用比较符合实际边界条件的正确计算模型。
层间柱网和轴线的转换，同时实现结构形式和轴线位置的转换。转换层又具有多
种形式，如厚板式、深梁式、桁架式、斜柱式等。
①厚板转换：厚板式转换层在解决建筑功能与建筑结构的矛盾方面有其自身
的优势。它可以使高层建筑在转换层上下的墙、柱轴线不受任何限制，因而可以
合理的布置构件，改善整体结构的受力情况。它特别适用于体型复杂、功能繁多
的结构，能够更为灵活的实现建筑物的功能，真正体现高层建筑的优势，这是其
他形式的转换层结构所不能比拟的。厚板转换层结构也有其自身难以克服的缺点，厚板楼盖虽然外形比较简单，但是由于它很厚，其厚度有时达到 3.0m，自重很大，差不多等于 20 层一般楼盖的自重，对抗震不利。在地震作用下，这样大的质量必将引起很大的水平地震作用，而且是作用于一个楼层的水平集中力，它会使下面楼层的层间侧移变得较大。此外，由于厚板楼盖的水平刚度和竖向刚度均很大，相比之下，使得上、下楼层因层间抗侧刚度显得较小，而变成“相对柔弱层”，从而加剧其上、下楼层的塑性变形集中效应，进一步加大上、下楼层的层间侧移值，以至降低这些楼层的结构抗震可靠度，加重其破坏程度。因此对于地震区的高楼，转换层要慎用厚板楼盖。万不得已必须采用厚板楼盖时，一定要采取措施提高其上、下各楼层的结构构件的变形能力；由于没有梁这一种较好的耗能构件，在抗震方面性能不好，所以我国抗震规范对该类转换形式的适应范围最严格，只是用于不抗震和六度区。另外自重很大、耗材偏多、施工要求较高等。
②箱形楼盖是指以上、下两层楼板作为构件的上下翼缘，并在其间设置若干
片单向或双向腹板(竖隔板)后，所形成的箱形水平抗弯构件。转换层箱形楼盖的适用范围与梁式楼盖大致相同，即可用于上下层的构件类型转换，柱网尺寸的扩大以及构件轴线单向错位等。但是箱形楼盖具有比梁式楼盖大得多的承载能力，因此箱形楼盖特别适用于大跨度以及承托大荷载的柱和墙。
③桁架转换：对于下部是商场、娱乐设施而上部是住宅、客房等情况的建筑，
一般在客房或住宅与商场之间设有一个管道设备层，可以利用设备层的空间根据
上，下柱网轴线的位置设置桁架，桁架上部的柱或墙的荷载通过桁架传到下部较
大间距的柱或墙上，而设备管道又可以在桁架的腹内穿行。
④梁式楼盖是指在现浇钢筋混凝土楼板上布置单向托梁(纵向或横向)或双向托梁(纵、横向)或斜向托梁，以承托在本层落空的上面各层的承重柱或剪力墙。该种转换形式一般用于底部大空间剪力墙结构，当需要纵横向同时转换时，采用双向梁的布置。对于框筒或筒中筒结构，由于外框筒的柱一般较密，在底部一、二层的出入口处往往不能满足使用要求，有时要求把外筒在局部减少，因而形成上层有柱，下层无柱的情况，有时出入口不止一处，对此情况可以在相应楼层下做一圈转换大梁，把上部柱的荷载通过转换大梁传到下层两边的柱上去。
梁式转换层具有结构简单、受力明确、设计、施工方便的优点，在理论上也
最为成熟，因此被广泛采用。在这类结构的计算中通常是将该层框架按照普通框
架一样计算，从理论上不存在较大的问题，但是应该注意由于转换层结构形式特
点，需要特别注意一些与框架理论检测定相符合的构造问题。
设计中就要考虑下部的刚度要大于上部结构，采用的措施就是下部增加墙体、增
加柱网，而上部逐渐减少墙柱的密度。显然，这在高层建筑设计中是不现实的，
因为高层建筑的使用功能对空间要求却是下部大空间，往上部逐渐减小，因此对
高层建筑结构的设计就要考虑反常规设计方法。
在《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中，规范对转换梁的最小高
度和宽度作如下规定：进行抗震设计时转换梁高不小于其跨度的 1 / 6,非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的 1/8，同时规定转换梁的宽度不小于上部墙体的两倍。从该设计规程中可知，采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度，增强结构的可靠性。
换大梁来支托上部结构，根据其受力特点可分为以下几种形式：
图 1 梁式转换层结构形式
[关键词]：转换方式；设计方法；梁式转换
2010年，我承接了某高层商住楼，此建筑为96.3米的高层建筑，其中一~四层为大空间商场、五~三十二层为住宅，结构形式为带转换层的复杂高层结构（转换层为第四层）。通过对该项目的设计，本人就转换层结构设计进行简单的阐述。
1、转换层结构设计
1.1基本原则
20 世纪 90 年代以来，在国内外高层建筑得到迅速的发展，各种新型结构体系纷纷出现的同时，设计领域中不断提出新的问题。现代高层建筑向多功能、综合用途发展，不同用途的楼层需要大小不同的开间，采用不同的结构形式。因建筑功能需要，下部大开间，上部竖向构件不能全部按需贯通落地，必须在结构中设转换层，通过转换层这一水平转换结构与下部竖向构件连接。带转换层高层建筑是一种不利于结构抗震的高层建筑形式，因此必须采取相应的措施予以保证，其基本原则可归纳如下：①减少转换布置
转换层上下主体的竖向结构，要注意尽可能布置成上下主体竖向构件连续贯
通，尤其是在核心筒框架结构中，应该尽量使核心筒上下贯通。
②传力直接
布置转换层上下主体竖向构件时，要注意尽可能使水平转换结构传力直接，
尽量避免多级复杂转换，更应尽量避免传力复杂、抗震不利、质量大、耗材多，
不经济、不合理的厚板转换。
③强化下部、弱化上部
为保证下部大开间整体结构有适宜刚度、强度、延性和抗震能力，应尽量强
化转换层下部主体结构刚度，弱化转换层上部主体刚度，是转换层上下部主体结
构刚度变形的基本特征。上下主体结构总剪切刚度比应小于 2。对于下部框架核心筒、上部剪力墙的带转换层高层商住楼，应强化下部核心筒，如加大核心筒尺寸，加厚核心筒筒壁厚度，提高混凝土强度，必要时可以在房屋周边增置部分剪力墙；同时弱化上部剪力墙，如剪力墙开洞、开口、短肢墙等，并尽量避免高位转换。
④优化
摘自：毕业论文答辩流程www.udooo.com
转换层结构抗震设计时，当建筑功能要求不得已采用高位转换时，转换结构还得优
先选择不致引起框支柱柱顶弯矩过大、柱剪力过大的结构形式，如斜腹杆桁架(包
括支撑)、空腹桁架和宽扁梁等，同时应注意其满足强度刚度要求。
⑤计算全面准确
必须将转换结构作为整体结构中的一个重要部分，采取符合实际受力变形状
态的正确计算模型，进行三维空间整体结构计算分析。采用有限元方法对转换层
结构进行局部补充计算时，转换结构以上至少取 2 层结构进入局部计算模型，同时应计算转换层及所有楼层楼盖平面刚度，采用比较符合实际边界条件的正确计算模型。
1.2 转换方式及设计方法
转换层按其功能可以分为三类，即实现上下层间结构类型的转换，实现上下层间柱网和轴线的转换，同时实现结构形式和轴线位置的转换。转换层又具有多
种形式，如厚板式、深梁式、桁架式、斜柱式等。
①厚板转换：厚板式转换层在解决建筑功能与建筑结构的矛盾方面有其自身
的优势。它可以使高层建筑在转换层上下的墙、柱轴线不受任何限制，因而可以
合理的布置构件，改善整体结构的受力情况。它特别适用于体型复杂、功能繁多
的结构，能够更为灵活的实现建筑物的功能，真正体现高层建筑的优势，这是其
他形式的转换层结构所不能比拟的。厚板转换层结构也有其自身难以克服的缺点，厚板楼盖虽然外形比较简单，但是由于它很厚，其厚度有时达到 3.0m，自重很大，差不多等于 20 层一般楼盖的自重，对抗震不利。在地震作用下，这样大的质量必将引起很大的水平地震作用，而且是作用于一个楼层的水平集中力，它会使下面楼层的层间侧移变得较大。此外，由于厚板楼盖的水平刚度和竖向刚度均很大，相比之下，使得上、下楼层因层间抗侧刚度显得较小，而变成“相对柔弱层”，从而加剧其上、下楼层的塑性变形集中效应，进一步加大上、下楼层的层间侧移值，以至降低这些楼层的结构抗震可靠度，加重其破坏程度。因此对于地震区的高楼，转换层要慎用厚板楼盖。万不得已必须采用厚板楼盖时，一定要采取措施提高其上、下各楼层的结构构件的变形能力；由于没有梁这一种较好的耗能构件，在抗震方面性能不好，所以我国抗震规范对该类转换形式的适应范围最严格，只是用于不抗震和六度区。另外自重很大、耗材偏多、施工要求较高等。
②箱形楼盖是指以上、下两层楼板作为构件的上下翼缘，并在其间设置若干
片单向或双向腹板(竖隔板)后，所形成的箱形水平抗弯构件。转换层箱形楼盖的适用范围与梁式楼盖大致相同，即可用于上下层的构件类型转换，柱网尺寸的扩大以及构件轴线单向错位等。但是箱形楼盖具有比梁式楼盖大得多的承载能力，因此箱形楼盖特别适用于大跨度以及承托大荷载的柱和墙。
③桁架转换：对于下部是商场、娱乐设施而上部是住宅、客房等情况的建筑，
一般在客房或住宅与商场之间设有一个管道设备层，可以利用设备层的空间根据
上，下柱网轴线的位置设置桁架，桁架上部的柱或墙的荷载通过桁架传到下部较
大间距的柱或墙上，而设备管道又可以在桁架的腹内穿行。
④梁式楼盖是指在现浇钢筋混凝土楼板上布置单向托梁(纵向或横向)或双向托梁(纵、横向)或斜向托梁，以承托在本层落空的上面各层的承重柱或剪力墙。该种转换形式一般用于底部大空间剪力墙结构，当需要纵横向同时转换时，采用双向梁的布置。对于框筒或筒中筒结构，由于外框筒的柱一般较密，在底部一、二层的出入口处往往不能满足使用要求，有时要求把外筒在局部减少，因而形成上层有柱，下层无柱的情况，有时出入口不止一处，对此情况可以在相应楼层下做一圈转换大梁，把上部柱的荷载通过转换大梁传到下层两边的柱上去。
梁式转换层具有结构简单、受力明确、设计、施工方便的优点，在理论上也
最为成熟，因此被广泛采用。在这类结构的计算中通常是将该层框架按照普通框
架一样计算，从理论上不存在较大的问题，但是应该注意由于转换层结构形式特
点，需要特别注意一些与框架理论检测定相符合的构造问题。
2、梁式转换层结构形式和受力分析
我们知道高层建筑结构下部受力比上部大，按常理来说，在高层建筑结构的设计中就要考虑下部的刚度要大于上部结构，采用的措施就是下部增加墙体、增
加柱网，而上部逐渐减少墙柱的密度。显然，这在高层建筑设计中是不现实的，
因为高层建筑的使用功能对空间要求却是下部大空间，往上部逐渐减小，因此对
高层建筑结构的设计就要考虑反常规设计方法。
在《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中，规范对转换梁的最小高
度和宽度作如下规定：进行抗震设计时转换梁高不小于其跨度的 1 / 6,非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的 1/8，同时规定转换梁的宽度不小于上部墙体的两倍。从该设计规程中可知，采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度，增强结构的可靠性。
2.1 梁式转换层的结构形式
实际工程中应用的梁式转换层结构有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构，根据其受力特点可分为以下几种形式：
图 1 梁式转换层结构形式