李富春

二十一冶建筑設(shè)計研究院（有限責(zé)任公司） 甘肅白銀 730900

當(dāng)前大量建筑中存在錯層結(jié)構(gòu)，需要設(shè)計者在設(shè)計時，從計算和構(gòu)造等角度考慮，努力把錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計的不利影響降到最低。本文從錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)、抗震性差等問題進(jìn)行分析，以此提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，解決設(shè)計中存在的問題。

1 建筑工程錯層結(jié)構(gòu)的定義與特點(diǎn)

1.1 概念

在現(xiàn)代高層建筑中，錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種常見的形式。當(dāng)相鄰樓蓋結(jié)構(gòu)高差超過梁高范圍可確定為錯層結(jié)構(gòu)，此處的梁高應(yīng)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(jié)構(gòu)類型多，情況復(fù)雜，僅個別樓層或錯層范圍較小的結(jié)構(gòu)可以不被認(rèn)定為是錯層結(jié)構(gòu)。

1.2 特點(diǎn)

①錯層結(jié)構(gòu)屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，錯層處會形成豎向短構(gòu)件，形成短柱和短墻，造成結(jié)構(gòu)剛度和受剪承載力的突變。②錯層結(jié)構(gòu)屬于平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，錯層兩側(cè)樓板不連續(xù)，傳遞水平地震作用的能力大大削弱。③錯層結(jié)構(gòu)錯層處豎向抗側(cè)力構(gòu)件和水平耗能構(gòu)件受力復(fù)雜，容易形成應(yīng)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(wèi)生間、客廳燈區(qū)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(jié)構(gòu)很大程度上提升了建筑空間利用率?？梢詳U(kuò)寬建筑使用性能。在一些特殊情況下，可以將建筑沒學(xué)知識融入，從而提升建筑整體的簡潔性和美觀性。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在的問題

錯層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造在建筑的抗震規(guī)范中雖沒有進(jìn)行明確的規(guī)定，但設(shè)計者需要充分結(jié)合錯層結(jié)構(gòu)，抗震性較差這一特點(diǎn)?；阱e層結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，依據(jù)錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)，使建筑本身的設(shè)計符合建筑抗震規(guī)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(guī)則錯層剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好。所以在錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要盡量地結(jié)合平面規(guī)則的結(jié)構(gòu)，要將錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能要與平面結(jié)構(gòu)相一致[2]。

3 建筑工程錯層結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)措施

近年來，我國的科學(xué)技術(shù)水平在不斷提高，這對建筑行業(yè)的發(fā)展有著一定的積極影響。在進(jìn)行建筑項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，其主要特點(diǎn)在于建筑結(jié)構(gòu)的實用性以及安全性等方面。除了確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性之外，還需要對結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性給予足夠關(guān)注。在設(shè)計建筑項目結(jié)構(gòu)的過程中，不但需要確保建筑的穩(wěn)固性，同時還要表現(xiàn)出建筑的經(jīng)濟(jì)效益以及使用價值。

3.1 明確上下樓板高差設(shè)計

設(shè)計者在設(shè)計時對于上下樓板的設(shè)計高差需要進(jìn)行詳細(xì)的計算，要結(jié)合具體的錯層結(jié)構(gòu)框架對于短柱的特征進(jìn)行比較。在上下層設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計者需要依據(jù)具體的設(shè)計目標(biāo)，在充分保證樓層的水平荷載分析基礎(chǔ)上，采取技術(shù)手段做好錯層位置的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究工作。一般來說，在設(shè)計過程中可以靈活運(yùn)用大跨度結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合相關(guān)梁抗扭問題，加強(qiáng)對于設(shè)計的管理[3]。

3.2 建筑工程錯層結(jié)構(gòu)問題的解決

設(shè)計者在設(shè)計時要針對地梁設(shè)計不合理問題進(jìn)行研究，處理時要謹(jǐn)慎，因為地梁是建筑的基礎(chǔ)，所以在設(shè)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(shù)據(jù)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(shè)計中存在的兩端變形問題，設(shè)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(zhuǎn)加大；樓面剛性設(shè)計過程中。設(shè)計者要結(jié)合錯層結(jié)構(gòu)的配筋構(gòu)造的科學(xué)性，針對一些無法完全滿足剛性樓面的結(jié)構(gòu)，采取斜向配筋、雙層配筋、增加梁系梁板等方式來彌補(bǔ)計算的誤差，提升結(jié)構(gòu)的剛性。

3.3 錯層結(jié)構(gòu)的抗震措施

錯層結(jié)構(gòu)在抗震方式上需要結(jié)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(nèi)。同時要注重錯層所導(dǎo)致的穿層柱增加會在無形當(dāng)中致使相關(guān)樓層地震剪力擴(kuò)寬，要不斷強(qiáng)化錯層位置的框架柱抗震的荷載力。設(shè)計者可以使用Pushovera軟件，在一定地震作用下，對于錯層結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并通過靜力彈塑性推覆的研究。結(jié)合建筑本身的結(jié)構(gòu)需求，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對于樓板的正應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)的計算?？茖W(xué)地處理錯層位置的兩側(cè)板厚度，要將厚度盡量提升在140mm，并強(qiáng)化邊緣構(gòu)件的配筋。

3.4 構(gòu)造加強(qiáng)

①錯層處的框架柱截面高度不應(yīng)小于600mm，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，箍筋應(yīng)全長加密，且應(yīng)該滿足短柱的體積配箍率?？拐鸬燃墤?yīng)提高一級。②錯層處的剪力墻厚度抗震時不應(yīng)小于250mm，并應(yīng)設(shè)置與其垂直的墻肢或扶壁柱，抗震等級應(yīng)提高一級?；炷翉?qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，應(yīng)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(shè)計要求時，可在框架柱和剪力墻內(nèi)設(shè)置型鋼，增強(qiáng)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(cè)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(shè)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(jié)語

綜上所述，伴隨著人們生活水平不斷提升，人們對居住環(huán)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(fā)展的步伐，錯層建筑結(jié)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于我國的建筑領(lǐng)域。根據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，當(dāng)建筑設(shè)計過程中應(yīng)用錯層結(jié)構(gòu)，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(fā)揮出錯層結(jié)構(gòu)的價值，需要設(shè)計人員引起足夠的關(guān)注。