建筑工程错层结构设计若干问题思考

张宗霏

(济南万达城建设有限公司，山东 济南 250101)

0 引 言

随着生活质量不断提升，人们对于居住环境也提出更高要求，在这样情况下，建筑模式朝着多元化方向不断发展。从相关调查结果上看，如果在设计过程中合理运用错层结构，在提高整体空间效果方面是能够发挥良好作用的，可以满足居住者多样化的实际要求，因此错层结构在建筑行业当中得到了比较广泛的应用。而如何能够有效设计出错层结构，保证其能够发挥自身应有价值，已经成为设计人员所关注的重要问题。

1 建筑工程错层结构的定义与特点

1.1 错层结构的定义

建筑工程错层结构指的是楼层结构不在同一高度，而且上楼层楼面与下楼层楼面的高度差不小于常规量截面梁高度的一种结构模式。对于这种结构，设计时应当坚持以下标准：首先，楼层标高相差的幅度与常规框架量相比要高；另外，错层结构所占面积应当在该层面积的30%以下。设计人员在进行错层结构设计的过程中，应当注意判断所设计结构是否有效遵循了上述标准。

1.2 错层结构的特点

首先，错层结构的受力并不是十分均匀的。整个错层结构当中存在着很多错层楼板，在不连续楼板整体结构之下，会在无形当中对其受力性能有所影响，甚至可能会导致水平承载力受到消极作用。

其次，整个结构当中存在着比较多的应力集中情况。针对于错层结构而言，其中可能会存在着比较多的薄弱层，错层部位竖向抗侧力构件的刚度相对来说比较大，在众多受力状态下可能就会产生一系列应力集中部位。

最后，从整体的抗震性能上来看，这种结构并不是十分的理想。客观上，错层结构可以看作不规则的竖向结构，该结构很可能会演变为钢筋混凝土当中的短柱体系，所以从构造措施的角度上来说，应适当予以加强。

2 错层式住宅的弊端

2.1 使用层面的弊端

从简单的层面来说，错层式住宅是一套房子。虽然其层高是一致的，但是由于使用功能的不同，导致了空间并不处于同一个平面之上，类似于客厅、卫生间等地方所处的平面高度也存在着一定差异性，并且建筑空间也不存在于同一个层面之上，显然这种结构能够最大限度地提高整个建筑空间的利用率，同时也能够合理拓宽建筑使用功能。同时，在一些特殊情况下，还可以将建筑美学等相关方面知识有效地融入到其中，其最终目的就是希望能够使整个建筑变得更加简洁和美观。客观地说，这种住宅结构模式受到了很多年轻人喜爱与追捧，但是老年人以及孩子对其的欢迎度却比较低，这是因为空间的错落会给老年人和孩子的日常生活带来一些不便。

2.2 结构设计方面存在的问题

一般情况下，错层结构在设计上会产生一些问题，主要包括以下几个方面：首先，建筑结构设计过程中需要遵循的一个重要标准就是保证圈梁闭合，但是在错层结构当中，整个圈梁是无法闭合的；其次，从水平荷载方面来说，也很难能够进行抵抗；另外，在顶层温度方面，整个变化范围比较大；最后，墙体强度存在着一定差异性。

错层结构，由于不同使用功能空间无法处于同一个平面圈，导致圈梁无法闭合，不同层面的两部位接合处容易产生洞口，因此在具体闭合的过程中可能会面临比较大的困难。通过对目前我国所出台的一系列抗震规范的剖析，我们能够清楚看到这些规范中对建筑物抗震方面都有明确要求。所以绝大多数建筑结构都遵循圈梁闭合的理念，就是希望能够保证建筑物具有良好可靠的抗震性能。但是错层结构却无法满足这一要求，其最为典型的一个特征就是结构处于不规则状态，因此一旦发生地震，错层结构就可能会产生弯曲应力，长时间下去就无法发挥其所应有价值，甚至还会对整个建筑结构质量造成比较严重的消极影响。

实际设计过程中，还应当关注顶层温度可能出现的变化，因为顶层温度如果出现比较大的变化，会产生温度应力，其对整个建筑结构可能会产生一定的不良影响，长期以往就会导致错层部位形成相应的弯曲应力以及剪切应力，进而对整个结构的可靠性产生比较大的消极影响。

3 建筑工程错层结构设计的对策与建议

3.1 做好建模的前期工作

为了保证建筑结构错层设计质量满足实际要求，首先需要做到的一点就是要结合实际情况开展良好的建模工作，这也是做好设计的重要基础和前提。而建模的前期工作中最为关键的一点就是要对建筑物荷载进行有效计算，这项工作要求设计人员具备比较理想的计算能力，而不能够采用传统估算模式。最近几年越来越多的建筑设计融入了很多特有的设计方式，例如在设计过程当中加入使用者标志，或者在设计过程中将自然元素有效应用到其中，而实现这些设计的关键所在就是要对建筑材料性能进行充分了解，例如传统材料与新型材料之间所存在的不同，从而保证个性化设计能得以合理实现，同时还应当进行准确的数据计算，才能够保障方案得以有效落实。

3.2 合理设计工程图纸

在开展建筑结构错层设计过程中，设计人员应当保证设计图与施工现场实际情况高度吻合，同时要保证设计满足实际现场施工要求，所以在实际设计过程中应当综合考虑以下几个方面的因素：首先，施工图的绘制应当严格按照相关标准进行，要明确标注施工过程当中所需要注意的一切注意事项以及各个关键环节的关键点，一定要避免出现简单标注或者是不标注问题；其次，当工程图纸设计完毕后，设计人员还应当对图纸进行有效审查与核实，尽可能地发现图纸当中所存在的问题，并在第一时间采取措施加以改正。

3.3 充分考虑建筑施工环境

设计人员在设计之初可能已经对整个建筑物的设计要求有了大致了解，此时还应当充分考虑施工现场目前的实际环境，需要尽可能地做好实地勘察工作。勘察工作内容主要包括建筑物所在的地理位置以及周围环境、地质条件、占地面积等。同时，还要对施工过程中可能出现的问题进行合理分析和推测，并结合实际需要制定针对性对策。

3.4 设计师加强自身素质建设

为了能够最大限度降低设计过程中所存在的问题，设计人员也需要不断提高自身整体素质，这可以从以下几个方面入手：首先，设计人员应当对自身目前的工作有大致的了解和认识，不断提高对整个结构设计的关注力度，以严谨的态度积极有效地开展建筑结构错层设计；其次，设计人员要注重提高自身整体素质，要不断丰富理论知识，同时积极学习国内外领先的一些理念和方法，保证设计的先进性与合理性。

4 结束语

本文对建筑工程错层结构设计若干问题进行了针对性分析。首先，对建筑工程错层结构的定义与特点加以阐述；其次，从使用层面的弊端以及结构设计方面存在的问题加以阐述；最后，结合实际情况提出了几点建筑工程错层结构设计的对策与建议，主要包括做好建模的前期工作、合理设计工程图纸、充分考虑建筑施工环境以及设计师加强自身素质建设。