建筑工程错层结构设计若干问题思考

吕晓敏

山东博泰建设集团有限公司 山东淄博 255000

1 建筑工程错层结构的定义与特点

1.1 错层结构的定义

建筑工程错层结构主要指楼层结构不在同一高度，且上楼层楼面与下楼层楼面高度差不小于常规梁截面高度的结构模式。从错层结构的立场来讲，其设计标准主要涵盖以下几点：首先，楼层标高相差一定要比常规框架梁的截面高度要高；其次，错层面积一定要不小于该层面积的30%。第三，平面规则的剪力墙结构因竖向刚度不规则，错层附近的竖向抗侧力结构受力复杂，形成较多的应力集中部位。

1.2 错层结构的特点

首先，不规则的结构与水平剪力。从当前的发展趋势来看，在错层结构模式中存在着不少错层的楼板，在不连续楼板结构下，会在无形当中使楼板的受力性能逐渐减少，甚至还会对其水平承载力带来不利影响；其次，应力集中部位较多。针对错层结构模式来说，里面会存在着一定数量的薄弱层，错层部位竖向抗侧力构件刚度较大，在众多受力状态下很容易衍生出多种应力集中部位；最后，没有较强的抗震性能。客观地讲，错层结构可以看作是不规则的竖向结构，该结构很容易演变成钢筋混凝土短柱体系，所以构造措施应加强。

2 建筑工程错层结构设计方面存在的问题

通常情况下，错层结构设计往往涵盖以下几种问题：一是圈梁无法闭合；二是水平荷载无法抵抗；三是顶层温度变化大；四是墙体强度不同。针对第一种情况，究其原因在于错层结构不同使用功能空间不在同一平面，圈梁部位极易遭遇洞口，因此在具体闭合期间存在较大的难度系数，尤其是楼梯间以及外纵墙等相关部位非常明显。为进一步提高抗震性能，在对建筑工程错层结构进行设计期间一定要始终坚持均匀对称的原则不动摇，最大限度地降低不规则现象发生的概率[1]。对相关抗震规范进行深度剖析后可以发现，该规范中也对这些要求进行了严格规范，因此不少建筑结构都遵循了这一理念，为进一步增强建筑的可靠性提供应有的保障。然而从当前的发展趋势来看，错层结构却无法和这一要求保持一致，错层结构的主要特征之一就是结构往往处于不规则的状态，倘若发生地震，那么错层部位就会马上形成相应的弯曲应力，久而久之就不能发挥出应有的价值，甚至还会对结构质量产生严重的影响。在具体设计期间，需要将目光放在顶层温度的变化上面。因为顶层温度倘若产生较大的变化，那么温度应力的干扰也会有所扩大，长此以往就会对错层部位形成与之相匹配的弯曲应力以及剪切应力，继而对结构的可靠性产生较大的影响[2]。

3 建筑工程错层结构的优化措施

3.1 遵循建筑物的实际

社会经济水平提升，使人们对于建筑结构美观性、功能性有了更多要求，同时为了提高建筑影响力，还会在结构设计中添加个性化设计内容，这样对结构本身的承压情况提出了更高要求。因此，在建筑错层结构设计过程中，需要结合作业区域的实际环境，以及建筑结构本身的客观属性进行设计，从而提高整个设计方案的可操作性。在具体操作过程中，设计人员可以借助模拟系统，模拟运行目前所设计的错层方案，根据运行中存在的问题进行参数修改，再次进行模拟运行，使整个设计方案更加满足作业区的实际应用需求，本身也更加具备可操作性。

3.2 确保错层的强度

在建筑错层结构设计环节中，错层的综合强度将会影响到整体建筑结构的应用质量。在高层建筑结构中，高度的增加也会提高结构本身的自重能力，也会对结构本身造成较大的负荷。若不能合理控制，将直接导致错层结构出现刚性突变的情况，造成建筑结构出现形变。对此，在进行建筑错层结构设计中，需要对结构的综合强度进行分析，同时将错层刚度设置在上部结构刚度的70%以上。同时对于错层结构中的剪力墙，在设计过程中可以适当增加其综合厚度，从而提高错层结构的综合强度，提升建筑工程整体的抗震性能。

3.3 合理安排错层位置

目前，城市建筑的主体类型为高层建筑，很多建筑的高度已经超过了60m，部分城市的建筑高度已经突破了100m。在建筑高度不断增加的背景下，建筑结构的受力情况、结构受压分布也变得越来越复杂。在设计错层位置时，需要综合考虑建筑工程的设计高度，结合以往的设计应用经验，再对其进行设计时，应适当降低错层的设计高度，将其设置在三层左右的位置。此类设计方法不会给建筑结构增加过多的负担，同时建筑结构的受力形式也不会发生较大改变，能够有效满足实际的应用需求[3]。

3.4 提高二者的整体性

在建筑结构的组成中，错层结构虽然不属于开放性的受压结构，但是该结构是整体建筑结构中的一部分，可以分担主体结构的载荷内容。在对建筑错层结构进行优化设计时，需要综合考虑建筑结构与错层结构之间的整体性，使其可以组成综合性的整体结构。在具体设计过程中，需要对建筑设计图纸进行了解，明确建筑结构本身的设计参数，结合设计参数的相关内容来确定错层所在位置、结构应用方式、结构应用参数等内容，从而提高建筑工程的可靠性，延长建筑工程的使用寿命。

4 结语

在当下时代发展过程中，虽然错层结构受到了社会各界的高度认可，但是实际情况下还存在很多有待解决的问题，不仅降低了工程的质量水平，而且严重清苦下，还会导致人们的生命财产安全受到威胁。因此，要科学设计错层结构，使其发挥出应有的价值。