近年來，在部分建筑中,開始廣泛應(yīng)用錯層結(jié)構(gòu)。錯層結(jié)構(gòu)屬于一種具有復(fù)雜性的結(jié)構(gòu)，其平面和豎向均不規(guī)則分布。因為錯層結(jié)構(gòu)屬于建筑方案中不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式，每層樓板由于標高不同、板樓、平面不規(guī)則，豎向的構(gòu)建高度差距相差較大，所以需要設(shè)計者充分結(jié)合當前建筑工程中錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，在設(shè)計原則和一般設(shè)計程序的基礎(chǔ)上，解決錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，以此提升建筑工程質(zhì)量。

1.建筑工程錯層結(jié)構(gòu)的定義與特點

1.1 錯層結(jié)構(gòu)的定義

建筑工程的錯層結(jié)構(gòu)指代的是樓層結(jié)構(gòu)不在同一高度，且房間的上層樓面和下層樓面高度與常規(guī)的截面高度有所區(qū)別。當前部分建筑設(shè)計中普遍運用側(cè)層結(jié)構(gòu)進行建筑設(shè)計，原因在于能夠廣泛應(yīng)用空間，滿足居住者多樣化的需求。但從錯層結(jié)構(gòu)的立場來說，關(guān)于錯層結(jié)構(gòu)的設(shè)計使樓層的標高相差要比一般的常規(guī)結(jié)構(gòu)高，其次是一般的錯層結(jié)構(gòu)不能小于該層面積的30%。

1.2 錯層結(jié)構(gòu)的特點

錯層結(jié)構(gòu)本身具有不規(guī)則的特征，從當前的發(fā)展來看，很多錯層結(jié)構(gòu)在設(shè)計環(huán)節(jié)存在著錯層樓板不連續(xù)、樓板結(jié)構(gòu)下會形成樓板受力減小的問題，除此之外，錯層結(jié)構(gòu)的不規(guī)則對于樓板本身的水平承載力也會存在影響。針對錯層結(jié)構(gòu)，一定要對設(shè)計的數(shù)量和錯層部分豎向的抗側(cè)力構(gòu)件剛度進行調(diào)研，很多錯層結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中于建筑的受力部分，缺少相應(yīng)的抗震性，很容易演變成鋼筋混凝土的短柱體系。因此設(shè)計者需要充分考慮到錯層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造問題，改善構(gòu)件的承載能力和延性[1]。

2.建筑工程錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

錯層式結(jié)構(gòu)的建筑雖層高一樣，但具有更廣闊的使用空間。而且通過對于建筑的錯層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能夠?qū)⒖臻g利用率加以提升，擴寬建筑本身的功能，同時還能夠基于建筑美學(xué)的基礎(chǔ)上提升建筑的美感。因此，從一定程度上來說錯層式結(jié)構(gòu)住宅深受年輕人的喜愛，當前很多建筑建設(shè)時都普遍運用錯層式結(jié)構(gòu)來滿足實際生活和工作的需求。但錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，由于水平荷載力無法抵抗、圈梁無法閉合、墻體強度不同、計算不到位等多種原因的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在部分問題需要解決。

2.1 計算方面的問題

2.1.1 承載能力計算

建筑工程的錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，首先需要進行模型的建立建模，計算時要錯開樓層，按照相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進行整體計算。當一定建筑空間層的設(shè)計中將一層變?yōu)閮蓪訒r，會使得建筑本身的荷載力折減，如果折減過多就會導(dǎo)致整個樓層不安全。其次，樓板剛性假定由于錯層，樓板都相當于開大洞，樓板的剛性假定不能成立。在彈性樓板計算時，需要結(jié)合實際情況進行計算。錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計時錯層處柱子確實是真實的兩個柱子，但計算長度變小了，內(nèi)力值就變小了，在實際鋼筋配筋的時候需要結(jié)合柱子具體的長度進行計算[2]。

2.1.2 周期及位移比的計算

一般程度下錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，對于位移比的定義為最大位移與平均位移的比值，在一定條例中顯示建筑錯層結(jié)構(gòu)整個樓板。錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要結(jié)合一定周期進行位移比的計算，通常情況下會結(jié)合實際情況對于剛性樓板進行假定。雖然實際情況不同，但大體的趨勢還是一致的，不至于是剛性樓板變成彈性樓板。設(shè)計者在設(shè)計時需要充分考慮到錯層結(jié)構(gòu)的不確定性和復(fù)雜性，通過計算軟件和驗算，找到結(jié)構(gòu)中存在的薄弱之處。

2.1.3 錯層對結(jié)構(gòu)抗震能力存在的影響

錯層結(jié)構(gòu)的樓板是不連續(xù)的，在沒有樓板的區(qū)域會存在錯層結(jié)構(gòu)和不受橋梁控制的自由點。因此在設(shè)計過程中需要充分考慮到各層樓板的不均勻、不對稱和剛性位置嚴重偏移等情況。譬如在樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，部分設(shè)計者由于對于樓層概念模糊對于2 層的結(jié)構(gòu)框架，建模計算的時候，人為地變成了3 層。

2.2 構(gòu)造方面的問題分析

錯層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造在建筑的抗震規(guī)范中雖沒有進行明確的規(guī)定，但設(shè)計者需要充分結(jié)合錯層結(jié)構(gòu)，抗震性較差這一特點?；阱e層結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，依據(jù)錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，使建筑本身的設(shè)計符合建筑抗震規(guī)范。由于錯層框架本身的抗震性能相較于平面剪力墻較差，平面剪力墻比不規(guī)則錯層剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好。所以在錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要盡量地結(jié)合平面規(guī)則的結(jié)構(gòu)，要將錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能要與平面結(jié)構(gòu)相一致。

2.3 缺少對于溫度變化的考量

很多設(shè)計者在錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，沒有結(jié)合具體室內(nèi)外環(huán)境的變化進行溫度變化的考量，在促成結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者需要將目光放在頂層溫度的變化上。如果頂層溫度溫差變化較大，就會導(dǎo)致溫度應(yīng)力受到干擾，會對于原本錯層部位所形成相匹敵的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力造成影響，甚至對于錯層結(jié)構(gòu)本身的可靠性造成影響。

3.建筑工程錯層結(jié)構(gòu)的加強措施

3.1 以“抗”為主技術(shù)應(yīng)用

建筑工程錯層結(jié)構(gòu)的設(shè)計者在設(shè)計時要充分考慮到建筑工程組成結(jié)構(gòu)的剛度和強度，并在此基礎(chǔ)上解決建筑結(jié)構(gòu)實際設(shè)計中存在的計算問題。譬如某工程總面積建筑39 萬m2，共建筑6 棟屬于錯層結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員需要基于抗震設(shè)計的需求，將錯層結(jié)構(gòu)等級提升。

在位移比計算的時候，要充分考慮到錯層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，采用兩種及兩種以上的計算軟件進行驗算，找到建筑結(jié)構(gòu)的薄弱之處。對于層高不一致所影響的巖性較差的矮柱和矮墻，也要進行精密的計算。由于錯層結(jié)構(gòu)本身的樓板布置不均勻、不對稱，所以在計算的過程中要充分考慮到樓板洞口所切成的狹長板帶。運用SATWE 等方式選擇總綱分析法，基于樓板區(qū)域存在的大量臥層豎向構(gòu)件和不受約束的自由點進行計算。

尤其是對于錯層的位移比、剛度比、承載比進行計算，避免存在計算失真等問題。需要借助SATWE 等軟件對于躍層柱的長度進行精密計算，配層設(shè)計人員須得對各段的配筋中最大值進行計算。同時要充分考慮到建筑各部分層數(shù)和結(jié)構(gòu)位置以及高度的不同，要明確具體的計算標準。如上述案例中的6 棟建筑共有28 層，其中9層設(shè)計了避難所，17層設(shè)計的設(shè)備層。因此9 層的層高要控制在6m 范圍之內(nèi)，設(shè)計者需要結(jié)合具體的設(shè)計標準，確定錯層的頂部高度要保持在33.95m 范圍內(nèi)。頂層要占據(jù)屋面總高度的29.8%，在設(shè)計的過程中要綜合考慮到標準層框架以及核心筒跨距的參數(shù)，結(jié)合具體的邊柱和邊長，選擇合適的C60 混凝土。同時對于內(nèi)墻的參數(shù)要不斷減少，從300mm 減少值200mm，要結(jié)合相關(guān)調(diào)查明確樓板的厚度參數(shù)，應(yīng)從120mm 結(jié)合具體標準更改設(shè)計為140mm。

3.2 明確上下樓板高差設(shè)計

設(shè)計者在設(shè)計時對于上下樓板的設(shè)計高差需要進行詳細的計算，要結(jié)合具體的錯層結(jié)構(gòu)框架對于短柱的特征進行比較。在上下層設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計者需要依據(jù)具體的設(shè)計目標，在充分保證樓層的水平荷載分析基礎(chǔ)上，采取技術(shù)手段做好錯層位置的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究工作。一般來說，在設(shè)計過程中可以靈活運用大跨度結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合相關(guān)梁抗扭問題，加強對于設(shè)計的管理。

3.3 錯層結(jié)構(gòu)的抗震措施

錯層結(jié)構(gòu)在抗震方式上需要結(jié)合具體的建筑情況，底部錯層的框架柱軸壓比限制，要保持在合理范圍內(nèi)。同時要注重錯層所導(dǎo)致的穿層柱增加會在無形當中致使相關(guān)樓層地震剪力擴寬，要不斷強化錯層位置的框架柱抗震的荷載力。設(shè)計者可以使用Pushovera 軟件，在一定地震作用下，對于錯層結(jié)構(gòu)進行詳細的分析，并通過靜力彈塑性推覆的研究。結(jié)合建筑本身的結(jié)構(gòu)需求，按照一定的標準對于樓板的正應(yīng)力進行詳細的計算?？茖W(xué)地處理錯層位置的兩側(cè)板厚度，要將厚度盡量提升在140mm，并強化邊緣構(gòu)件的配筋。

3.4 建筑工程錯層結(jié)構(gòu)問題的解決

設(shè)計者在設(shè)計時要針對地梁設(shè)計不合理問題進行研究，處理時要謹慎，因為地梁是建筑的基礎(chǔ)，所以在設(shè)計中要有效解決地面不均勻沉降的問題。要將地梁作為空架梁，通過數(shù)據(jù)計算,在忽略梁彎矩的情況下將其剪力傳給框架柱，解決地梁問題；針對設(shè)計中存在的兩端變形問題，設(shè)計者需要對于錯層處柱箍筋加密，梁箍筋及縱筋需考慮扭轉(zhuǎn)加大；樓面剛性設(shè)計過程中。設(shè)計者要結(jié)合錯層結(jié)構(gòu)的配筋構(gòu)造的科學(xué)性，針對一些無法完全滿足剛性樓面的結(jié)構(gòu)，采取斜向配筋、雙層配筋、增加梁系梁板等方式來彌補計算的誤差，提升結(jié)構(gòu)的剛性。

由于錯層結(jié)構(gòu)構(gòu)建復(fù)雜，設(shè)計者需要結(jié)合具體情況及依據(jù)《高規(guī)》的具體設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計，錯層處柱的縱筋不能小于1.5%，體積配箍率不能小于1.5%。對于剪力墻設(shè)計時要充分考慮到豎向構(gòu)件受力的復(fù)雜性，針對具體的框架結(jié)構(gòu)進行詳細計算，可以建立單獨的模型，依據(jù)錯層結(jié)構(gòu)平面內(nèi)受剪力墻來求平面外受力，針對具體的計算建立模型。

4.結(jié)束語

綜上所述，當前大量建筑中存在錯層結(jié)構(gòu)，需要設(shè)計者在設(shè)計時，從計算和構(gòu)造等角度考慮，努力把錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計的不利影響降到最低。本文從錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)、抗震性差等問題進行分析，以此提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，解決設(shè)計中存在的問題。