建筑工程錯層結構設計相關問題思考

李富春

二十一冶建筑設計研究院（有限責任公司） 甘肅白銀 730900

當前大量建筑中存在錯層結構，需要設計者在設計時，從計算和構造等角度考慮，努力把錯層結構設計的不利影響降到最低。本文從錯層結構設計計算、結構、抗震性差等問題進行分析，以此提升建筑結構的設計質量，解決設計中存在的問題。

1 建筑工程錯層結構的定義與特點

1.1 概念

在現代高層建筑中，錯層結構設計是一種常見的形式。當相鄰樓蓋結構高差超過梁高范圍可確定為錯層結構，此處的梁高應是樓層梁的代表性高度，并不是錯層處的梁截面高度。錯層結構類型多，情況復雜，僅個別樓層或錯層范圍較小的結構可以不被認定為是錯層結構。

1.2 特點

①錯層結構屬于豎向不規則結構，錯層處會形成豎向短構件，形成短柱和短墻，造成結構剛度和受剪承載力的突變。②錯層結構屬于平面不規則結構，錯層兩側樓板不連續，傳遞水平地震作用的能力大大削弱。③錯層結構錯層處豎向抗側力構件和水平耗能構件受力復雜，容易形成應力集中部位[1]。

2 錯層式住宅的弊端

2.1 使用層面的弊端

從簡單面層分析，錯層式建筑的層高是一致的，可是因為使用性能差異，空間處于不同平面，就像衛生間、客廳燈區域所處的平面高度有著一定的差異，同時建筑空間也處于不同層面上，盡管這種結構很大程度上提升了建筑空間利用率。可以擴寬建筑使用性能。在一些特殊情況下，可以將建筑沒學知識融入，從而提升建筑整體的簡潔性和美觀性。

2.2 結構設計方面存在的問題

錯層結構的構造在建筑的抗震規范中雖沒有進行明確的規定，但設計者需要充分結合錯層結構，抗震性較差這一特點。基于錯層結構設計的原則，依據錯層結構設計的特點，使建筑本身的設計符合建筑抗震規范。由于錯層框架本身的抗震性能相較于平面剪力墻較差，平面剪力墻比不規則錯層剪力墻結構性能較好。所以在錯層結構設計時，需要盡量地結合平面規則的結構，要將錯層結構設計的抗震性能要與平面結構相一致[2]。

3 建筑工程錯層結構的加強措施

近年來，我國的科學技術水平在不斷提高，這對建筑行業的發展有著一定的積極影響。在進行建筑項目結構設計的過程中，其主要特點在于建筑結構的實用性以及安全性等方面。除了確保建筑結構設計的安全性之外，還需要對結構的經濟性給予足夠關注。在設計建筑項目結構的過程中，不但需要確保建筑的穩固性，同時還要表現出建筑的經濟效益以及使用價值。

3.1 明確上下樓板高差設計

設計者在設計時對于上下樓板的設計高差需要進行詳細的計算，要結合具體的錯層結構框架對于短柱的特征進行比較。在上下層設計環節，設計者需要依據具體的設計目標，在充分保證樓層的水平荷載分析基礎上，采取技術手段做好錯層位置的扭轉效應研究工作。一般來說，在設計過程中可以靈活運用大跨度結構方式，結合相關梁抗扭問題，加強對于設計的管理[3]。

3.2 建筑工程錯層結構問題的解決

設計者在設計時要針對地梁設計不合理問題進行研究，處理時要謹慎，因為地梁是建筑的基礎，所以在設計中要有效解決地面不均勻沉降的問題。要將地梁作為空架梁，通過數據計算,在忽略梁彎矩的情況下將其剪力傳給框架柱，解決地梁問題；針對設計中存在的兩端變形問題，設計者需要對于錯層處柱箍筋加密，梁箍筋及縱筋需考慮扭轉加大；樓面剛性設計過程中。設計者要結合錯層結構的配筋構造的科學性，針對一些無法完全滿足剛性樓面的結構，采取斜向配筋、雙層配筋、增加梁系梁板等方式來彌補計算的誤差，提升結構的剛性。

3.3 錯層結構的抗震措施

錯層結構在抗震方式上需要結合具體的建筑情況，底部錯層的框架柱軸壓比限制，要保持在合理范圍內。同時要注重錯層所導致的穿層柱增加會在無形當中致使相關樓層地震剪力擴寬，要不斷強化錯層位置的框架柱抗震的荷載力。設計者可以使用Pushovera軟件，在一定地震作用下，對于錯層結構進行詳細的分析，并通過靜力彈塑性推覆的研究。結合建筑本身的結構需求，按照一定的標準對于樓板的正應力進行詳細的計算。科學地處理錯層位置的兩側板厚度，要將厚度盡量提升在140mm，并強化邊緣構件的配筋。

3.4 構造加強

①錯層處的框架柱截面高度不應小于600mm，混凝土強度等級不應低于C30，箍筋應全長加密，且應該滿足短柱的體積配箍率。抗震等級應提高一級。②錯層處的剪力墻厚度抗震時不應小于250mm，并應設置與其垂直的墻肢或扶壁柱，抗震等級應提高一級。混凝土強度等級不應低于C30，應加大水平和豎向分布鋼筋的配筋率。③若錯層處的框架柱和剪力墻不能滿足設計要求時，可在框架柱和剪力墻內設置型鋼，增強框架柱和剪力墻的延性。④若樓層錯層處共用一根梁時，可在梁側加腋，改善水平力的傳遞途徑。⑤加厚錯層附近的樓板厚度、提高樓板配筋率，采用雙層雙向配筋，在錯層邊緣設置暗梁，在樓板角部配置放射筋，改善樓板的水平傳力途徑。

4 結語

綜上所述，伴隨著人們生活水平不斷提升，人們對居住環境的要求也逐漸提升。建筑模式逐漸趨于多元化。伴隨著時代發展的步伐，錯層建筑結構廣泛地應用于我國的建筑領域。根據相關調查表明，當建筑設計過程中應用錯層結構，可以有效的提升建筑空間整體效益。充分滿足人民的多元化需求。充分發揮出錯層結構的價值，需要設計人員引起足夠的關注。