王海濤 段曉飛

摘要：錯層是樓板標高大于600mm以上,且超過梁高，錯層的面積必須大于等于整個樓層面積的30%。這種結構,屬于建筑方案不規(guī)則的結構形式。首先是平面,每層的樓板由于標高不同,相當于樓板開大洞,所以平面不規(guī)則; 其次是豎向,由于梁板錯層,豎向構件的剛度會相差很大,所以豎向也不規(guī)則。在試驗和研究中均表明,錯層結構的抗震性能較差,應盡量避免,但是又有市場需求,為解決好這個矛盾,在實際的設計過程中,就要注意采取加強措施。本文探討了高層建筑錯層結構抗震設計。

關鍵詞：高層建筑；錯層；結構；抗震設計

Abstract: The split-level floor elevation is greater than 600mm or more, and more than high beam, split-level area must be greater than or equal to 30% of the entire floor area. This structure belongs to the irregular structure of the building program. The first is flat on each floor a different elevation, which is equivalent to the floor to open a big hole, so the plane is irregular; followed by vertical slab split-level, the stiffness of the vertical elements will vary greatly, so the vertical nor the rules . Trials and studies show that poor seismic performance of the split-level structure should be avoided, but there are market demand, to resolve this contradiction in the actual design process, it is necessary to pay attention to be taken to strengthen measures. This paper discusses the seismic design of high-rise building split-level structure.Key words: high-rise buildings; split-level; structure; seismic design

中圖分類號：TU97文獻標識碼：A 文章編號：

引言

隨著樓市的發(fā)展，人們傳統(tǒng)的居住習俗正逐漸受到新潮理念的挑戰(zhàn)，舊式的居住觀念已被迅速發(fā)展的現(xiàn)代都市生活理念所替代，在住宅的品位和生活質量上人們已提出了一個相當高的要求，這種要求的提高也勢必引起房型的變化，人們要求現(xiàn)在的房型功能更完善、分割更合理、私密性更強。也就是人們對住宅的要求已從以前傳統(tǒng)的實惠型向舒適性、小康性、超前性、休閑性、溫馨型發(fā)展。為此錯層式住宅作為一種新概念房型在各地層出不窮，甚至有愈演愈烈的趨勢，已經從獨立式、聯(lián)立式的低層住宅發(fā)展到多層，又由多層蔓延到高層。

所謂錯層, 就是樓板標高大于600mm以上,且超過梁高。光有了這樣的元素還不能構成錯層結構,錯層的面積必須大于等于整個樓層面積的30%。這種結構,屬于建筑方案不規(guī)則的結構形式。首先是平面,每層的樓板由于標高不同,相當于樓板開大洞,所以平面不規(guī)則; 其次是豎向,由于梁板錯層,豎向構件的剛度會相差很大,所以豎向也不規(guī)則。在試驗和研究中均表明,錯層結構的抗震性能較差,應盡量避免,但是又有市場需求,為解決好這個矛盾,在實際的設計過程中,就要注意采取加強措施。

一、高層建筑錯層結構的特點

錯層結構屬于復雜高層結構，之所以定義為復雜高層結構主要是因為以下特點。

1、錯層結構屬于豎向布置不規(guī)則結構，在錯層部位豎向抗側力構件因計算高度不同而引起剛度突變；剪力墻結構錯層后因建筑使用功能原因易形成錯洞或疊合錯洞剪力墻使洞口布置不規(guī)則；框架結構錯層后形成長短柱混合的不規(guī)則結構，更加不利。

2、由于樓板錯層，故相當于錯層樓板開大洞，樓板會受到較大的削弱而形成平面不規(guī)則結構。

3、錯層附近豎向抗側力構件受力復雜，易形成許多應力集中部位。且限于目前計算軟件的能力尚無法進行精準計算，應根據結構概念進行構造加強。

二、錯層布局方式

錯層住宅的布局方式很多(常見的有左右錯(圖1),前后錯(圖2)、雙層錯(無論哪一種錯層方式(建議每次錯層高差控制0.3m-0.45m之間.

圖1

圖2

三、高層建筑錯層結構抗震設計

1、設計要點

高層錯層建筑結構由于在錯層短柱存在很大的內力集中，且錯層框架結構在錯層處的短柱要協(xié)調相互錯開的樓蓋的變形，特別是在地震作用下，更易發(fā)生破壞。為改善普通錯層框架結構的受力性能，主要采取以下措施來解決:

( 1) 在普通錯層框架結構的錯層處根據實際需要增設若干撐桿，用撐桿的軸力來轉移普通錯層框架結構錯層處短柱受的剪力。

( 2) 在普通錯層框架結構的適當位置增設若干剪力墻，用剪力墻來承擔大部分的結構水平剪力。

( 3) 錯層不宜沿建筑通高設置，錯層中應設置一定數量的貫通層，將錯層分為幾個區(qū)段，且每個錯層區(qū)段包含的錯層層數也不宜太多，通層要重點加強。

( 4) 對于電算結果給出的超筋、超限的連梁，在提高其混凝土強度等級，截面調整仍無效果的情況下，可采用鋼骨混凝土連梁加以解決，采用鋼骨時要注意鋼骨和墻體暗柱的連接構造。

( 5) 在對復雜高層建筑進行設計時，運用概念設計的思想確定結構方案、進行結構布置是十分重要的。在此基礎上還要有充分的計算分析手段例如采用二種不同計算程序進行分析對比、相互驗證，并采用結構動力分析方法進行補充分析。

( 6) 對高層錯層建筑在錯層處應在縱橫向布置剪力墻，并使其互相形成扶壁，錯層處布置單獨的框架柱是不可取的。

2、錯層結構設計注意事項

錯層結構應用較廣，如何保證結構安全，采取有效措施正確處理錯層結構就顯得尤為重要。在設計時應具體問題具體分析，充分考慮各種不利因素，針對錯層結構可能出現(xiàn)的薄弱部位從建筑平面布置、理論計算及抗震構造措施等方面出發(fā)，增強結構的整體受力性能，提高結構的延性。

( 1) 結構的共用柱大多為短柱，而短柱的延性很差，在建筑遭受本地區(qū)設防烈度或高于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌，因此對因錯層形成的短柱，應該盡量提高短柱的承載力，減小短柱的截面尺寸，采取各種有效措施提高短柱的延性，改善短柱的抗震性能。

( 2) 盡可能使結構平面布置合理化，使錯層部位兩層的豎向構件剛度相等，對結構平面布置不對稱的結構，地震的扭轉效應將十分顯著，可能造成角部抗側力構件開裂，在設計中應加強這些部位的配筋，增強抗震構造措施。

( 3) 加強錯層結構中錯層柱及其上連梁的抗扭能力，同時使錯層柱與相鄰普通柱的長細比控制在1 ～ 2 之間。

( 4) 在高層建筑中，豎向體型應避免過大的外挑和內收，立面收進部分的尺寸比值應滿足≥0. 75 的要求。

( 5) 對設防烈度較高、抗震等級較高的高層鋼筋混凝土結構，應盡可能限制使用錯層結構，如不可避免，則應用剪力墻結構，并盡量避免上下層樓面剛度突變。

四、結語

1、錯層結構受力復雜, 抗震性能較差, 應盡量回避錯層結構的設計方案。一旦確定為錯層結構, 盡量減少錯層的范圍和錯層的樓層數, 錯層的兩側盡量采用結構布置和側向剛度相近的結構體系, 并盡量選擇抗震性能好的剪力墻結構。通過選擇合理的結構形式, 采用較規(guī)則的平面布置體系, 加強抗震構造措施, 可以滿足規(guī)范抗震設計的要求。

2、對于錯層結構的結構設計, 應更注重于概念設計, 既很好的保證結構的安全性, 又確保收到良好的經濟效果。

3、 根據建設部令第111 號的精神, 對復雜的高層錯層結構應進行專項審查, 這也是保證錯層結構設計質量的重要措施。

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