建筑错层结构设计的注意事项与抗震措施

    吕玉国

    摘要：随着我国社会的快速进步以及经济的高速发展，我国的房地产行业迎来了历史性的发展机遇，并且在近些年来也证明了房地产行业的发展的确十分迅速。房地产的迅速发展也带动了建筑行业的发展。建筑行业无论是建筑材料行业还是建筑施工行业其发展速度都是惊人的，而在建筑施工当中建筑结构设计也在不断革新当中，其中较为新颖的一种建筑结构设计就是错层结构设计。这种建筑结构设计有其自身的优越性，但是在设计时也需要注意很多事项，并且在其抗震方面也要采取相应的措施。

    关键词：错层结构；设计；抗震措

    我国经济的快速发展以及国际化的步伐日益加快使得我国人民的视野范围更广，并且对衣食住行的品味也在不断上升。我国是一个对于“家”有着浓厚情怀的国家，这就导致我国人民对于住房的需求量不断攀升，并且人们对于住房的要求也在不断发生着改变，其中就包括对于建筑结构设计的要求变得越来越多样化，例如很多人对于错层结构设计情有独钟。有需求就会有市场，很多开发商与建筑公司发现了人们对于错层结构设计的钟爱就开始大量地在建筑当中应用错层结构设计，这种设计的确较为新颖并且对空间的利用也很有效，不过其在设计上需要注意很多的事项，并且其在抗震方面也与其他结构的建筑有所不同，今天我们就来分析一下关于建筑错层结构设计的注意事项与抗震措施。

    1、建筑错层结构的概念及性能

    建筑错层结构指的就是楼板标高大于600mm以上，目超过梁高。不过值得注意的是单纯的这些标准还不足以构成错层结构，错层的结构标准当中错层所占的面积比例要占到整个房屋比例的百分之三十以上。只有达到了这些标准我们才能称建筑的结构为错层结构。错层结构是一种不规则的建筑结构形式。首先是平面，每层的楼板由于标高不同，相当于楼板开大洞，所以平面不规则，除此之外，由于梁板形成错层折旧导致了竖向构件的刚度会有很大的差距，因此竖向也相对不规则。通过工程试验表明错层结构的抗震性能较差，因此应当尽量避免在地震多发地带建设错层结构。不过我们需要注意的是我国是一个地震多发国家，因此全国很大一部分面积都是不适合于建设错层结构的建筑，可是市场上又对错层结构十分偏爱，这就产生了—个较大的矛盾，而对于这一矛盾最好的调节方法就是在错层结构的抗震性能方面进行改进，从而使其能够具有良好的抗震性能。

    2、错层结构设计的注意事项

    错层建筑结构由于其结构较为特殊，因此在对其进行设计时就需要在很多方面进行注意，在错层结构设计中如果能将这些注意事项较好的落实，那么对于错层结构的性能应当说是有所提升的。在设计时应具体问题具体分析，充分考虑各种不利因素，针对错层结构可能出现的薄弱部位，从建筑平面布置、理论计算及抗震构造措施等方面出发，增强结构的整体受力性能，提高结构的延性。笔者将这些注意事项加以总结，其包括了结构共用柱的设计、结构平面布置的合理性、错层柱及上连梁的加强以及避免在高层钢筋混凝土结构中使用错层结构。下面我们来一一具体分析。

    2.1结构共用柱的设计

    通常的建筑结构当中所使用的结构共用柱都为短柱，这种柱体没有很好的延性，（1）结构的共用柱大多为短柱，而短柱的延性很差，这使得建筑受到本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，非常容易出现剪切性破坏从而使得建筑结构出现破损甚至很容易造成坍塌事故。

    2.2增强结构平面布置的合理性

    结构平面布置的合理化对于任何建筑结构而言都是十分重要的，而对于错层结构而言，其就显得更为重要。在对错层结构进行设计时应当加强对于平面布置的合理性，从而使得错层部位两层的竖向构件刚度相等，对结构平面布置不对称的结构，地震的扭转效应将十分显著，可能造成角部抗侧力构件开裂，在设计中应加强这些部位的配筋，增强抗震构造措施。

    2.3加强错层结构中错层柱及其上连梁的抗扭能力

    错层结构必须较少扭转效应，为了增强错层柱和上连梁的抗扭能力，应当在错层的两侧采用刚度和变形性能比较接近的结构方案，一次来减少扭转效应的出现。并且还能够避免剪力墙和框架柱的重力过于集中，从而使得错层出现结构薄弱部位。

    2.4避免在高层钢筋混凝土结构的房屋中使用错层结构

    我们需要注意的是错层结构虽然被购房者所喜爱但是在钢筋混凝土的高层中使用错层结构设计是十分危险的，一旦发生地震其发生重大事故的几率会大大上升。不过如果必须在高层中使用错层结构设计，那么就必须采用剪力墙的结构以增加其抗震能力。

    3、错层结构的抗震措施

    在错层结构抗震措施当中其首先要关注的是错层结构的特性。错层建筑结构由于在错层短柱存在很大的内力集中，并且错层结构要求短柱之间的协调性，从而使得其一旦发生地震就更加容易发生破损甚至坍塌。因此为了改善错层结构的抗震性能笔者提出了以下几项措施。1.增设撑杆在错层结构中为了提高抗震性能，我们必须根据错层中的结构在必要的地方增设撑杆，撑杆能够使轴力转移普通错层框架结构错层处短柱受的剪力。2.增设剪力墙实践中证明，对于任何结构而言剪力墙的存在都能在绝大的程度上提高建筑的抗震性能。

    3.1运用概念设计的思想确定结构方案、进行结构布置

    在对复杂高层建筑进行设计时，运用概念设计的思想确定结构方案、进行结构布置是十分重要的。在此基础上还要有充分的计算分析手段例如采用二种不同计算程序进行分析对比、相互验证，并采用结构动力分析方法进行补充分析。

    结束语：错层结构以其极好的空间利用，以错落的空间设计成为了越来越多年轻人的选择，这种建筑结构也以极快的速度风靡了我国，但是我们应当清醒地意识到其抗震性能的薄弱。因此错层建筑结构设计的注意事项以及抗震措施直接关系到建筑物内居民的生命财产安全，我们必须对这一方面引起极大的重视。