建筑工程錯層結構設計問題分析

張志偉 蘇暢

摘要：隨著現在我國經濟以及社會的快速的發展，我國的居民的生活水平得到了很大的提高，并且現在我國的城鎮化水平得到了很快的發展，導致現在我國的高層建筑工程的數量越來越多，高層建筑工程當中最為典型的結構就是錯層結構。錯層結構因為能夠有效的增加建筑物本身的功能，能夠使得建筑對于空間的使用效果得到顯著的提升等優點被很多的建筑設計師所青睞，并且廣泛的應用到了實際的高層建筑工程當中。錯層結構的專業性比較高，這也就導致了現在很多的錯層結構的設計當中存在著很多的問題，本文主要分析了這些問題以及相應的解決措施。

關鍵詞：建筑工程；錯層結構；設計問題；分析

引言

隨著現在人們收入的逐漸提高，人們對于自己的生活品質的注重程度越來越高了，住宅與現在人們的生活是息息相關的，現在的人們對于建筑提出了更多的要求，對于一個建筑空間當中不同的空間是有著不同的功能需求的，為了能夠更好的在有限的空間當中使建筑物能夠發揮出更多的功能，我們需要做的就是采用一種更加合理的利用建筑空間的結構設計方法，錯層結構設計就是能夠合理的滿足現在人們對于建筑物要求的一種設計方法。錯層結構當中的錯層就是指的建筑物的樓板的實際高度超過了六百毫米以上，并且高度超過來原來的梁的高度，當然錯層結構的特點不僅僅是這一點，同時在建筑物的面積方面也是有著自己的要求，錯層結構當中錯層的結構需要達到樓層總面積的百分之三十。

一、 錯層結構的定義

在《高規》當中針對錯層結構有專門的章節來進行相關的介紹，其中除了對于錯層結構的部位進行詳細的規定之外，還針對錯層結構的最大適用高度進行了一定的控制。但是在實際的建筑工程當中，錯層結構的錯層類型卻是十分的復雜多變的，某些錯層比較小的結構可以不看做錯層結構。雖然在《高規》當中沒有進行相關的規定，但是按照相關的資料分析，我們可以按照以下的原則來對錯層結構進行把握。第一點，錯層的面積比較小，沒有達到建筑物該層面積的百分之三十。第二點，樓層的標高相差不大于普通的框架梁的截面高度。第三點，平面規則的剪力墻結構，當縱橫墻體能夠直接傳遞各錯層樓面之間的樓層剪切力。上面所說的這三種結構雖然都是屬于樓板的錯層結構，但是不屬于建筑物錯層結構。

二、 錯層結構的特點

錯層結構在現在的建筑工程當中是非常的復雜的一種結構，在相應的錯層區域需要根據實際進行施工的工程來進行科學的計算，然后在對建筑的抗側力構建進行設置。同時在實際的設計建設過程當中還會出現這種情況，那就是在進行計算的過程當中因為計算的高度不同而造成一定的結構剛度的變化。在剪力墻結構進行了錯位之后十分容易因為建筑物的使用功能造成錯動或者是疊合錯動，剪力墻使得洞孔的布置出現了不規則的情況。框架在經過了錯層結構之后形成了長短柱混合的不規則的結構，這樣對于建筑物來說更加的不利。由于樓板的錯層就相當于進行了錯層的樓板進行了開大洞，這樣往往會導致樓板受到極大的削弱而形成了平面的不規則的結構。并且在建筑工程的錯層結構附近的豎向抗側力構建的受力是非常的復雜的，這樣在很多部位就比較容易形成應力集中。并且現在的計算機軟件對于這種復雜的應力還不能夠進行精確的計算，所以說我們需要根據相關的結構概念來對構造進行相應的加強。

三、 建筑工程錯層結構設計當中的問題以及改善措施

（一） 豎向不規則結構

建筑工程當中的錯層結構是豎向不規則結構，這種不規則的結構主要就是體現在在結算結果當中上下樓層側向剛度是不能夠滿足《高規》當中的4.4.2條的要求的。在實際的工程當中出現這種情況的時候應該首先對方案來進行調整，使得豎向不規則的嚴重程度得到一定的改善，但是由于建筑工程錯層結構本身的特點，這種豎向不規則性是無法得到徹底的解決的。我們豎向不規則的情況比較嚴重的時候可以參照《高規》5.1.14條來針對薄弱層的要求進行相關的計算以及調整，并且采取相關的構造措施來進行改善。

（三） 平面不規則結構

由于建筑工程錯層結構還是平面不規則結構，那么為了能夠更好的改善錯層結構的平面不規則性，我們可以采取下面的幾點措施來進行調整。首先我們在進行建模計算的時候被錯開的樓層應該各自的參加結構整體的建模，而不只是單獨的對這些錯開的樓層進行一層計算。對于框架結構來說錯層結構是比較容易實現的，但是對于剪力墻結構來說就比較的容易發生洞口跨越結構樓層的情況。在這個時候我們需要做的就是將跨層洞口按照相應的層高來分為兩個不同的洞口，在下層洞口的上方我們需要設置100高連梁。有學者曾經對一個正常的結構分別的按照實際的工程來進行建模，然后對這種簡化方法所建立的模型分別采用不同的方法進行計算，當我們采用PMSAP來進行計算的時候簡化模型與實際的模型在剛度方面的吻合是非常的理想的，但是當我們采用SATWE這種方法來進行計算的時候簡化模型與實際模型之間的差異就是比較大的了，所以說筆者建議結構設計人員在進行設計的時候盡量采用PMSAP這種方法來對錯層結構進行計算。再就是我們在對結構的位移比等控制指標進行設計計算的時候不能夠采用樓板強制無限剛假定，而是應該采用分塊無限剛假定。而且對于位移比來說已更改采用樓層位移比，而不是應該采用空間位移比。因為建筑工程錯層結構當中"層"這一概念與正常的建筑結構當中的"層"的概念是有著比較大的不同的。按照上面所說的方法進行控制就是合理的，但是應該事先與施工圖審查機構進行一定的溝通。在建筑工程錯層結構當中很多樓板之間并不是存在著相互的聯系的，這也就給建筑工程帶來了很多的問題，為了能夠更好的避免在建筑工程錯層結構當中的不連續的的位置設置相應數量的貫通樓層來進行溝通。指的就是在建筑工程當中的連續的幾個錯層的樓層之間設置一個不錯層的樓層，對于不錯層的樓層的數量以及間隔需要進行合理的規劃以及設計，這種方法在現在的房屋建筑工程錯層結構當中是比較的常見的，并且這種方法的實施也是相對來說比較容易的。

（三） 錯層結構附近的構建受力復雜

建筑工程錯層結構附近的構件的受力是非常的復雜的，這也就引起了應力集中的情況，尤其是在錯層處豎向的構件發生這種情況的概率以及嚴重程度都是比較高的。并且現在我們的計算機軟件方面對于這種復雜的受力的計算的結果的準確程度是不高的，所以說我們只能夠通過簡化計算以及構造措施等來對這種情況進行處理。首先我們在進行抗側力構件的布置的時候需要盡量的減少結構的扭轉效應。同時框架結構當中有錯層存在的時候對于建筑物的抗震來說是非常的不利的，所以說我們需要對這種情況盡可能的去避免。

結語

隨著現在建筑工程的發展以及人們對于建筑物的要求越來越高，錯層結構設計在建筑工程設計當中的應用是非常的廣泛的，但是現在的錯層結構設計當中還是存在著一定的問題，本文主要就是針對這些問題進行了簡要介紹并且提出了相應的解決方法。

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