一、采用预应力混凝土板式转换层的优点
（1）高层建筑转换层结构抗裂性明显提升，由于转换层结构需要设计较大的跨度，转换层极易由于不完善的设计方案而产生裂缝，从而导致建筑质量严重下降，然而采用预应力技术建造的转换层结构有了明显更强的抗裂性，保证了高层建筑质量。（2）转换层结构的抗冲切能力得到了有效的提高，所以施工更加方便，不必注意有关冲切的问题。（3）由于施工中采用了预应力技术，使混凝土板中的内部压力分布充分均匀，同时得以有效地控制不同体积大小的混凝土内部的收缩拉力，进而使得混凝土内部的裂缝现象显著减少，保证了高质量的混凝土浇筑施工，转换层整体的抗震性能将随之提高。
二、根据工程实际设计预应力转换层结构
预先进行反复试验，在工程施工开始前，而后设计部门依据工程实际选择使用预应力厚板混凝土板式转换层结构。分析试验结果可知厚板的内应力相较薄板明显偏低，因此在采用预应力厚板转换层结构时，须特别留意板边和板角部分，同时还要保证使用施工中建筑的上层和下层结构刚度系数比较接近，要时刻注意下部结构层，因为当转换层发生位移时，下部结构的塑性变形会相当严重。事实上在施工中除上述两个最重要的问题之外，还会有众多须注意的问题。一般情形下厚板根据柱间距来决定厚度，在建筑内部最大柱间距达到8m时，厚板厚度取间距的1/5～1/3，在设计阶段，考虑到混凝土结构的抗冲切能力，此次选择的厚板厚度取2m，即为柱间距的1/4。厚板设计方案需要同时考虑转换层的局部应力以及转换层的整体预应力结构。综合本工程的各方面因素，设计如下方案：（1）例如程式，解算采用的预应力混凝土板式转换层结构的各项参数，根据解算的结果，更合理的方案是使得薄弱层分布在转换层的下部。根据等效交叉梁系的方法，计算施工中预应力厚板实体。一般是根据支承距离来决定单侧等效交叉梁的宽度，普遍取0.5倍的两段支承距离，同时要考虑到使其宽度不能超过约6倍的板厚度。针对工程实际，由于此次工程转换层上部的十户型结构具有一个明显特征即众多的分户墙，因此要留意暗梁结构的设置，特别是，根据工程实际需求，对于下层的柱子取用1.5m的暗梁宽度，同时厚板厚度与暗梁高度严格一致。本工程采用tbsa4.2版数据处理软件，经过验算后，由于验算与计算的结果吻合，可知设计方案选用的跟中参数适用、合理，因此此次工程采用本方案。（2）同时按照实际的柱和墙体情况输入支座的各项参数，从而计算出内力的合力，同时依旧采用tbsa软件根据输入参数求得转换层的具体荷载值。（3）采用实体三维单元的方法计算厚板的局部具体参数，三维单元法主要采用直角网格的形式，其计算结果精确，同时计算效率非常高。进行单元格划分时，对单元中的要素要认真整理，其原因是要将应力分散至不同区域而不能高度集中在单一部位，避免单元发生变形现象。进行网格的画制工作时，严格控制其数据的量级一致。对于尺寸相近的单元格进行划分，某些单元是有限单元，为方便计算分析，我们将有限单元的厚板均分形成四个不同层区。施工中要特别注意以下两个部位：一是厚板顶部，二是支承柱的边沿区域。由于转换层结构中这两个区域最容易发生开裂。
三、设计转换层结构时的若干要点
1.方案设计不能违背的原则
（1）在高层建筑转换层设计方案中，竖向构件的用量必须严格控制，更少的竖向构件使用量，对应更少的转换设计工作，从而压低了发生刚度变化的可能性，进而能够显著提升高层建筑转换层结构的抗震性能。（2）使转换层结构在建筑整体中处于比较低的部分。（3）特别重视提高转换层结构的质量。明确力的传导防线，从而选择合适的转换层样式，从而使之与项目的实际相结合，提高施工质量。而将刚度尽量压低，从而达到经济性和安全性的各方面考虑。
2.分析转换层结构的设计要点
（1）转换层下部区域结构的刚度分布情况转换层刚度分布合理与否是转换层结构设计方案的重点内容。如果刚度较大，地震反应和结构竖向刚度会出现急速膨胀，转换层上下受力都不均衡，材料使用量也增加，在经济性上也不科学。如果刚度过小，沉降差出现，次应力产生，配筋增加，尤其在转换次梁中更加突出。因此，在转换层设计过程中，竖向刚度的变化是经常遇到的问题，彰显复杂性。在进行抗震设计考虑的时候，要保证位于转换层主体结构的剪切刚度达到技术标准，这样，较大的竖向转换构件就会被派上用场，主要的包括加大混凝土强度以及增加剪力墙等方式。此时，较为突出、值得注意的问题是：筒体截面的扩大使得其在下部结构的总刚度比重增大，需要承载更大的地震荷载，因此，需要高度重视筒体的安全设计，以实现更强的抗震性；在运用剪力墙的时候，要保证刚度在整体上的均衡性，使得刚度与质量中心能够重合，避免出现建筑物的变形。（2）剪力墙作用于结构上下部分的刚度传输为了实现不同结构之间内力的传递，要避免二者刚度的突然变化，可以立足以下两个方面实现解决：首先，在上部，要保证较小的刚度值，减少剪力墙，缩短墙肢；其次，增大下部刚度。在保证使用效能的前提下，设置若干剪力墙，保证布局合理、对称，防止出现集中的情形。（3）合理确定转换层结构的刚度值在进行转换层结构设计的时候，一个重要的值就是转换层结构的刚度值。一旦出现刚度超标的现象，地震反应就会出现，竖向刚度会急剧增大，使得上下层不利于受力和均衡性，另外，材料的需要增加，经济上比较不合理。如果转换层的刚度较小，那么竖向构件之间会出现沉降差，在结构与构件之间形成次应力。此时，就要选择合适的次梁截面尺寸，保证其刚度达标。
3.结合建筑实际特征来设计转换层结构方案
高层建筑转换层设置的目的是为了迎合建筑实际用途，要在结构上充分考虑建筑物自身的特征。首先，充分考虑建筑物外观特点，例如，巨型框架、拱形等，保证受力合理，同时还能满足外观的需要；其次，转换层的结构特点要以建筑物功能为前提，设备层兼顾转换层，要保证转换层空间足够，此时适合使用实腹或空腹桁架代替梁式转换。
四、结语
根据以上研究结论，在高层建筑的转换层设计中，采用预应力混凝土板式结构是非常合理和必要的。当然在预应力技术方案设计时，有些要点问题不容忽视。对转换层结构的考量不仅要分析整体的结构参数，更要将注意力放到暗梁等局部结构的参数。对参国际经济杂志数的计算结果要进行必要的验算和分析，初计算和验算的结果吻合，才能说明方案设计的参数可以使用。
作者：陆冰洋 单位：郑州市建筑设计院
