建筑工程错层结构设计问题分析

张志伟 苏畅

摘要：随着现在我国经济以及社会的快速的发展，我国的居民的生活水平得到了很大的提高，并且现在我国的城镇化水平得到了很快的发展，导致现在我国的高层建筑工程的数量越来越多，高层建筑工程当中最为典型的结构就是错层结构。错层结构因为能够有效的增加建筑物本身的功能，能够使得建筑对于空间的使用效果得到显著的提升等优点被很多的建筑设计师所青睐，并且广泛的应用到了实际的高层建筑工程当中。错层结构的专业性比较高，这也就导致了现在很多的错层结构的设计当中存在着很多的问题，本文主要分析了这些问题以及相应的解决措施。

关键词：建筑工程；错层结构；设计问题；分析

引言

随着现在人们收入的逐渐提高，人们对于自己的生活品质的注重程度越来越高了，住宅与现在人们的生活是息息相关的，现在的人们对于建筑提出了更多的要求，对于一个建筑空间当中不同的空间是有着不同的功能需求的，为了能够更好的在有限的空间当中使建筑物能够发挥出更多的功能，我们需要做的就是采用一种更加合理的利用建筑空间的结构设计方法，错层结构设计就是能够合理的满足现在人们对于建筑物要求的一种设计方法。错层结构当中的错层就是指的建筑物的楼板的实际高度超过了六百毫米以上，并且高度超过来原来的梁的高度，当然错层结构的特点不仅仅是这一点，同时在建筑物的面积方面也是有着自己的要求，错层结构当中错层的结构需要达到楼层总面积的百分之三十。

一、 错层结构的定义

在《高规》当中针对错层结构有专门的章节来进行相关的介绍，其中除了对于错层结构的部位进行详细的规定之外，还针对错层结构的最大适用高度进行了一定的控制。但是在实际的建筑工程当中，错层结构的错层类型却是十分的复杂多变的，某些错层比较小的结构可以不看做错层结构。虽然在《高规》当中没有进行相关的规定，但是按照相关的资料分析，我们可以按照以下的原则来对错层结构进行把握。第一点，错层的面积比较小，没有达到建筑物该层面积的百分之三十。第二点，楼层的标高相差不大于普通的框架梁的截面高度。第三點，平面规则的剪力墙结构，当纵横墙体能够直接传递各错层楼面之间的楼层剪切力。上面所说的这三种结构虽然都是属于楼板的错层结构，但是不属于建筑物错层结构。

二、 错层结构的特点

错层结构在现在的建筑工程当中是非常的复杂的一种结构，在相应的错层区域需要根据实际进行施工的工程来进行科学的计算，然后在对建筑的抗侧力构建进行设置。同时在实际的设计建设过程当中还会出现这种情况，那就是在进行计算的过程当中因为计算的高度不同而造成一定的结构刚度的变化。在剪力墙结构进行了错位之后十分容易因为建筑物的使用功能造成错动或者是叠合错动，剪力墙使得洞孔的布置出现了不规则的情况。框架在经过了错层结构之后形成了长短柱混合的不规则的结构，这样对于建筑物来说更加的不利。由于楼板的错层就相当于进行了错层的楼板进行了开大洞，这样往往会导致楼板受到极大的削弱而形成了平面的不规则的结构。并且在建筑工程的错层结构附近的竖向抗侧力构建的受力是非常的复杂的，这样在很多部位就比较容易形成应力集中。并且现在的计算机软件对于这种复杂的应力还不能够进行精确的计算，所以说我们需要根据相关的结构概念来对构造进行相应的加强。

三、 建筑工程错层结构设计当中的问题以及改善措施

（一） 竖向不规则结构

建筑工程当中的错层结构是竖向不规则结构，这种不规则的结构主要就是体现在在结算结果当中上下楼层侧向刚度是不能够满足《高规》当中的4.4.2条的要求的。在实际的工程当中出现这种情况的时候应该首先对方案来进行调整，使得竖向不规则的严重程度得到一定的改善，但是由于建筑工程错层结构本身的特点，这种竖向不规则性是无法得到彻底的解决的。我们竖向不规则的情况比较严重的时候可以参照《高规》5.1.14条来针对薄弱层的要求进行相关的计算以及调整，并且采取相关的构造措施来进行改善。

（三） 平面不规则结构

由于建筑工程错层结构还是平面不规则结构，那么为了能够更好的改善错层结构的平面不规则性，我们可以采取下面的几点措施来进行调整。首先我们在进行建模计算的时候被错开的楼层应该各自的参加结构整体的建模，而不只是单独的对这些错开的楼层进行一层计算。对于框架结构来说错层结构是比较容易实现的，但是对于剪力墙结构来说就比较的容易发生洞口跨越结构楼层的情况。在这个时候我们需要做的就是将跨层洞口按照相应的层高来分为两个不同的洞口，在下层洞口的上方我们需要设置100高连梁。有学者曾经对一个正常的结构分别的按照实际的工程来进行建模，然后对这种简化方法所建立的模型分别采用不同的方法进行计算，当我们采用PMSAP来进行计算的时候简化模型与实际的模型在刚度方面的吻合是非常的理想的，但是当我们采用SATWE这种方法来进行计算的时候简化模型与实际模型之间的差异就是比较大的了，所以说笔者建议结构设计人员在进行设计的时候尽量采用PMSAP这种方法来对错层结构进行计算。再就是我们在对结构的位移比等控制指标进行设计计算的时候不能够采用楼板强制无限刚假定，而是应该采用分块无限刚假定。而且对于位移比来说已更改采用楼层位移比，而不是应该采用空间位移比。因为建筑工程错层结构当中"层"这一概念与正常的建筑结构当中的"层"的概念是有着比较大的不同的。按照上面所说的方法进行控制就是合理的，但是应该事先与施工图审查机构进行一定的沟通。在建筑工程错层结构当中很多楼板之间并不是存在着相互的联系的，这也就给建筑工程带来了很多的问题，为了能够更好的避免在建筑工程错层结构当中的不连续的的位置设置相应数量的贯通楼层来进行沟通。指的就是在建筑工程当中的连续的几个错层的楼层之间设置一个不错层的楼层，对于不错层的楼层的数量以及间隔需要进行合理的规划以及设计，这种方法在现在的房屋建筑工程错层结构当中是比较的常见的，并且这种方法的实施也是相对来说比较容易的。

（三） 错层结构附近的构建受力复杂

建筑工程错层结构附近的构件的受力是非常的复杂的，这也就引起了应力集中的情况，尤其是在错层处竖向的构件发生这种情况的概率以及严重程度都是比较高的。并且现在我们的计算机软件方面对于这种复杂的受力的计算的结果的准确程度是不高的，所以说我们只能够通过简化计算以及构造措施等来对这种情况进行处理。首先我们在进行抗侧力构件的布置的时候需要尽量的减少结构的扭转效应。同时框架结构当中有错层存在的时候对于建筑物的抗震来说是非常的不利的，所以说我们需要对这种情况尽可能的去避免。

结语

随着现在建筑工程的发展以及人们对于建筑物的要求越来越高，错层结构设计在建筑工程设计当中的应用是非常的广泛的，但是现在的错层结构设计当中还是存在着一定的问题，本文主要就是针对这些问题进行了简要介绍并且提出了相应的解决方法。

参考文献

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