建筑工程错层结构设计相关问题思考

李富春

二十一冶建筑设计研究院（有限责任公司） 甘肃白银 730900

当前大量建筑中存在错层结构，需要设计者在设计时，从计算和构造等角度考虑，努力把错层结构设计的不利影响降到最低。本文从错层结构设计计算、结构、抗震性差等问题进行分析，以此提升建筑结构的设计质量，解决设计中存在的问题。

1 建筑工程错层结构的定义与特点

1.1 概念

在现代高层建筑中，错层结构设计是一种常见的形式。当相邻楼盖结构高差超过梁高范围可确定为错层结构，此处的梁高应是楼层梁的代表性高度，并不是错层处的梁截面高度。错层结构类型多，情况复杂，仅个别楼层或错层范围较小的结构可以不被认定为是错层结构。

1.2 特点

①错层结构属于竖向不规则结构，错层处会形成竖向短构件，形成短柱和短墙，造成结构刚度和受剪承载力的突变。②错层结构属于平面不规则结构，错层两侧楼板不连续，传递水平地震作用的能力大大削弱。③错层结构错层处竖向抗侧力构件和水平耗能构件受力复杂，容易形成应力集中部位[1]。

2 错层式住宅的弊端

2.1 使用层面的弊端

从简单面层分析，错层式建筑的层高是一致的，可是因为使用性能差异，空间处于不同平面，就像卫生间、客厅灯区域所处的平面高度有着一定的差异，同时建筑空间也处于不同层面上，尽管这种结构很大程度上提升了建筑空间利用率。可以扩宽建筑使用性能。在一些特殊情况下，可以将建筑没学知识融入，从而提升建筑整体的简洁性和美观性。

2.2 结构设计方面存在的问题

错层结构的构造在建筑的抗震规范中虽没有进行明确的规定，但设计者需要充分结合错层结构，抗震性较差这一特点。基于错层结构设计的原则，依据错层结构设计的特点，使建筑本身的设计符合建筑抗震规范。由于错层框架本身的抗震性能相较于平面剪力墙较差，平面剪力墙比不规则错层剪力墙结构性能较好。所以在错层结构设计时，需要尽量地结合平面规则的结构，要将错层结构设计的抗震性能要与平面结构相一致[2]。

3 建筑工程错层结构的加强措施

近年来，我国的科学技术水平在不断提高，这对建筑行业的发展有着一定的积极影响。在进行建筑项目结构设计的过程中，其主要特点在于建筑结构的实用性以及安全性等方面。除了确保建筑结构设计的安全性之外，还需要对结构的经济性给予足够关注。在设计建筑项目结构的过程中，不但需要确保建筑的稳固性，同时还要表现出建筑的经济效益以及使用价值。

3.1 明确上下楼板高差设计

设计者在设计时对于上下楼板的设计高差需要进行详细的计算，要结合具体的错层结构框架对于短柱的特征进行比较。在上下层设计环节，设计者需要依据具体的设计目标，在充分保证楼层的水平荷载分析基础上，采取技术手段做好错层位置的扭转效应研究工作。一般来说，在设计过程中可以灵活运用大跨度结构方式，结合相关梁抗扭问题，加强对于设计的管理[3]。

3.2 建筑工程错层结构问题的解决

设计者在设计时要针对地梁设计不合理问题进行研究，处理时要谨慎，因为地梁是建筑的基础，所以在设计中要有效解决地面不均匀沉降的问题。要将地梁作为空架梁，通过数据计算,在忽略梁弯矩的情况下将其剪力传给框架柱，解决地梁问题；针对设计中存在的两端变形问题，设计者需要对于错层处柱箍筋加密，梁箍筋及纵筋需考虑扭转加大；楼面刚性设计过程中。设计者要结合错层结构的配筋构造的科学性，针对一些无法完全满足刚性楼面的结构，采取斜向配筋、双层配筋、增加梁系梁板等方式来弥补计算的误差，提升结构的刚性。

3.3 错层结构的抗震措施

错层结构在抗震方式上需要结合具体的建筑情况，底部错层的框架柱轴压比限制，要保持在合理范围内。同时要注重错层所导致的穿层柱增加会在无形当中致使相关楼层地震剪力扩宽，要不断强化错层位置的框架柱抗震的荷载力。设计者可以使用Pushovera软件，在一定地震作用下，对于错层结构进行详细的分析，并通过静力弹塑性推覆的研究。结合建筑本身的结构需求，按照一定的标准对于楼板的正应力进行详细的计算。科学地处理错层位置的两侧板厚度，要将厚度尽量提升在140mm，并强化边缘构件的配筋。

3.4 构造加强

①错层处的框架柱截面高度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于C30，箍筋应全长加密，且应该满足短柱的体积配箍率。抗震等级应提高一级。②错层处的剪力墙厚度抗震时不应小于250mm，并应设置与其垂直的墙肢或扶壁柱，抗震等级应提高一级。混凝土强度等级不应低于C30，应加大水平和竖向分布钢筋的配筋率。③若错层处的框架柱和剪力墙不能满足设计要求时，可在框架柱和剪力墙内设置型钢，增强框架柱和剪力墙的延性。④若楼层错层处共用一根梁时，可在梁侧加腋，改善水平力的传递途径。⑤加厚错层附近的楼板厚度、提高楼板配筋率，采用双层双向配筋，在错层边缘设置暗梁，在楼板角部配置放射筋，改善楼板的水平传力途径。

4 结语

综上所述，伴随着人们生活水平不断提升，人们对居住环境的要求也逐渐提升。建筑模式逐渐趋于多元化。伴随着时代发展的步伐，错层建筑结构广泛地应用于我国的建筑领域。根据相关调查表明，当建筑设计过程中应用错层结构，可以有效的提升建筑空间整体效益。充分满足人民的多元化需求。充分发挥出错层结构的价值，需要设计人员引起足够的关注。