在我國高層建筑發(fā)展的早期階段，所設(shè)計(jì)建造的高層建筑大都為單一用途，例如高層住宅、高層旅館、高層辦公樓等。近年來高層建筑發(fā)展迅速，建筑朝體型復(fù)雜、功能多樣的綜合性方向發(fā)展，因而相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式也復(fù)雜多樣。后來陸續(xù)開始在高層住宅底層設(shè)置生活福利設(shè)施，并且開始大量興建集吃、住、辦公、購物、停車等為一體的多功能綜合性高層建筑，尤其是在城市主干道兩側(cè)，并已成為現(xiàn)代高層建筑的一大趨勢。
高層建筑功能綜合化的優(yōu)點(diǎn)：
(1)將各種使用功能的建筑單元集中布置并上下組合在一起，使用上更方便省時(shí)，為人們提供良好的生活環(huán)境和工作條件，適應(yīng)現(xiàn)代社會高效率、快節(jié)奏生活的需要；
（2）集中緊湊的建筑布置，達(dá)到建筑面積利用率，相應(yīng)集中緊湊的管道線路，有利于節(jié)約建設(shè)投資及減少能源消耗，也有利于物業(yè)治理，節(jié)約治理經(jīng)費(fèi)；
（3）可減少建筑占地面積，節(jié)約土地費(fèi)用，增加城市的綠化面積。
一、多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)
從建筑使用功能而言，在設(shè)計(jì)中，通常將大柱網(wǎng)的購物商場、餐廳、娛樂設(shè)施設(shè)于多功能綜合性高層建筑的下層部分，而將較小柱網(wǎng)、較小開間的住宅、公寓、旅館、辦公功能的建筑設(shè)于中、上層部分。這種建筑使用功能的特點(diǎn)相應(yīng)決定了多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)。由于不同建筑使用功能要求不同的空間劃分布置，相應(yīng)地，要求不同的結(jié)構(gòu)形式，如何將他們之間通過合理地轉(zhuǎn)換過渡，沿豎向組合在一起，就成為多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的要害技術(shù)。這對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的問題，需要設(shè)置一種稱為“轉(zhuǎn)換層”的結(jié)構(gòu)形式，來完成上下不同柱網(wǎng)、不同開間、不同結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，簡單地說，就是上下兩層的結(jié)構(gòu)不一樣，必需設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換層來“承上啟下”。結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換層概念，主要是指在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系中，合理解決豎向結(jié)構(gòu)的突變性轉(zhuǎn)化和平面的連續(xù)性變化的結(jié)構(gòu)單元體系。它在主要滿足結(jié)構(gòu)安全功能要求的同時(shí)，多數(shù)情況下解決一些非凡技術(shù)性建筑功能要求。比如在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層空間內(nèi)布置管道、設(shè)備等等。這種轉(zhuǎn)換層廣泛應(yīng)用于剪力墻結(jié)構(gòu)及框架—剪力墻等結(jié)構(gòu)體系中。
二、轉(zhuǎn)換層的類型及其工程實(shí)例按照不同的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換功能
轉(zhuǎn)換層可分為三種類型：
1、高層建筑上層與下層的結(jié)構(gòu)形式不同，通過轉(zhuǎn)換層完成其從上層至下層不同結(jié)構(gòu)形式的變化。
1）工程實(shí)例之一—北京南洋飯店。地面以上24層，總高度為85m。第1～4層為框架結(jié)構(gòu)，第6層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)，第5層為轉(zhuǎn)換層，剪力墻的托梁高度為4.5m，底層柱直徑為1.6m；
2）工程實(shí)例之二－廣東肇慶星湖大酒店，34層，總高度為118.4m，6層以上客房采用剪力墻結(jié)構(gòu)，5層處設(shè)置轉(zhuǎn)換大梁，截面尺寸為0.5m×2.5m，轉(zhuǎn)換為下層的框架結(jié)構(gòu)。
2、高層建筑上層與下層的結(jié)構(gòu)形式不變，但通過轉(zhuǎn)換層完成其從上層到下層不同柱網(wǎng)軸線布置的變化。
1）工程實(shí)例之一－香港新鴻基中心，51層，總高度為178.6m，筒中筒結(jié)構(gòu)體系。1～4層為大空間商業(yè)用房，5層以上為辦公樓。外框筒柱距為2.4m，為解決底層大柱網(wǎng)入口處上、下不同結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)軸線的轉(zhuǎn)換，采用截面尺寸為2.0m×5.5米的預(yù)應(yīng)力混凝土大梁，將下層柱距擴(kuò)大為16.8m和12m；
2）工程實(shí)例之二－香港康樂中心，52層，總高度為178.7m，筒中筒結(jié)構(gòu)體系，外筒為薄壁剪力墻筒，墻厚由底部的500mm變化到頂部的150mm，墻上開由圓形的窗洞。在底層入口進(jìn)行了轉(zhuǎn)換：通過采用截面尺寸為2.2m×3.56m的預(yù)應(yīng)力混凝土大梁作為轉(zhuǎn)換大梁，將外筒全部豎向荷載通過10根外柱傳至下部基礎(chǔ)。
3、通過轉(zhuǎn)換層同時(shí)完成高層建筑上層與下層結(jié)構(gòu)形式與柱網(wǎng)軸線布置的變化。
工程實(shí)例－香港HarberRoadDevelopment大廈。49層，總高度為180m，上層為小柱距框筒結(jié)構(gòu)，通過截面尺寸為1800m(b)×4250m(b)的預(yù)應(yīng)力混凝土大梁的轉(zhuǎn)換，將下層柱距擴(kuò)大為9.6m和12m。
高層建筑功能綜合化的優(yōu)點(diǎn)：
(1)將各種使用功能的建筑單元集中布置并上下組合在一起，使用上更方便省時(shí)，為人們提供良好的生活環(huán)境和工作條件，適應(yīng)現(xiàn)代社會高效率、快節(jié)奏生活的需要；
（2）集中緊湊的建筑布置，達(dá)到建筑面積利用率，相應(yīng)集中緊湊的管道線路，有利于節(jié)約建設(shè)投資及減少能源消耗，也有利于物業(yè)治理，節(jié)約治理經(jīng)費(fèi)；
（3）可減少建筑占地面積，節(jié)約土地費(fèi)用，增加城市的綠化面積。
一、多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)
從建筑使用功能而言，在設(shè)計(jì)中，通常將大柱網(wǎng)的購物商場、餐廳、娛樂設(shè)施設(shè)于多功能綜合性高層建筑的下層部分，而將較小柱網(wǎng)、較小開間的住宅、公寓、旅館、辦公功能的建筑設(shè)于中、上層部分。這種建筑使用功能的特點(diǎn)相應(yīng)決定了多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)。由于不同建筑使用功能要求不同的空間劃分布置，相應(yīng)地，要求不同的結(jié)構(gòu)形式，如何將他們之間通過合理地轉(zhuǎn)換過渡，沿豎向組合在一起，就成為多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系的要害技術(shù)。這對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的問題，需要設(shè)置一種稱為“轉(zhuǎn)換層”的結(jié)構(gòu)形式，來完成上下不同柱網(wǎng)、不同開間、不同結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，簡單地說，就是上下兩層的結(jié)構(gòu)不一樣，必需設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換層來“承上啟下”。結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換層概念，主要是指在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系中，合理解決豎向結(jié)構(gòu)的突變性轉(zhuǎn)化和平面的連續(xù)性變化的結(jié)構(gòu)單元體系。它在主要滿足結(jié)構(gòu)安全功能要求的同時(shí)，多數(shù)情況下解決一些非凡技術(shù)性建筑功能要求。比如在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層空間內(nèi)布置管道、設(shè)備等等。這種轉(zhuǎn)換層廣泛應(yīng)用于剪力墻結(jié)構(gòu)及框架—剪力墻等結(jié)構(gòu)體系中。
二、轉(zhuǎn)換層的類型及其工程實(shí)例按照不同的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換功能
轉(zhuǎn)換層可分為三種類型：
1、高層建筑上層與下層的結(jié)構(gòu)形式不同，通過轉(zhuǎn)換層完成其從上層至下層不同結(jié)構(gòu)形式的變化。
1）工程實(shí)例之一—北京南洋飯店。地面以上24層，總高度為85m。第1～4層為框架結(jié)構(gòu)，第6層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)，第5層為轉(zhuǎn)換層，剪力墻的托梁高度為4.5m，底層柱直徑為1.6m；
2）工程實(shí)例之二－廣東肇慶星湖大酒店，34層，總高度為118.4m，6層以上客房采用剪力墻結(jié)構(gòu)，5層處設(shè)置轉(zhuǎn)換大梁，截面尺寸為0.5m×2.5m，轉(zhuǎn)換為下層的框架結(jié)構(gòu)。
2、高層建筑上層與下層的結(jié)構(gòu)形式不變，但通過轉(zhuǎn)換層完成其從上層到下層不同柱網(wǎng)軸線布置的變化。
1）工程實(shí)例之一－香港新鴻基中心，51層，總高度為178.6m，筒中筒結(jié)構(gòu)體系。1～4層為大空間商業(yè)用房，5層以上為辦公樓。外框筒柱距為2.4m，為解決底層大柱網(wǎng)入口處上、下不同結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)軸線的轉(zhuǎn)換，采用截面尺寸為2.0m×5.5米的預(yù)應(yīng)力混凝土大梁，將下層柱距擴(kuò)大為16.8m和12m；
2）工程實(shí)例之二－香港康樂中心，52層，總高度為178.7m，筒中筒結(jié)構(gòu)體系，外筒為薄壁剪力墻筒，墻厚由底部的500mm變化到頂部的150mm，墻上開由圓形的窗洞。在底層入口進(jìn)行了轉(zhuǎn)換：通過采用截面尺寸為2.2m×3.56m的預(yù)應(yīng)力混凝土大梁作為轉(zhuǎn)換大梁，將外筒全部豎向荷載通過10根外柱傳至下部基礎(chǔ)。
3、通過轉(zhuǎn)換層同時(shí)完成高層建筑上層與下層結(jié)構(gòu)形式與柱網(wǎng)軸線布置的變化。
工程實(shí)例－香港HarberRoadDevelopment大廈。49層，總高度為180m，上層為小柱距框筒結(jié)構(gòu)，通過截面尺寸為1800m(b)×4250m(b)的預(yù)應(yīng)力混凝土大梁的轉(zhuǎn)換，將下層柱距擴(kuò)大為9.6m和12m。