浅谈建筑错层结构设计的问题及抗震措施

摘 要：现代建筑结构楼层越来越高，建筑物错层结构的设计也越来越复杂，建筑物的错层结构由于受力复杂，相对于其他结构的建筑物来说，错层结构的建筑物普遍存在着抗震能力较差的问题。要想保证建错层结构筑物的抗震能力，就要在设计上采取特殊的措施。

关键词：错层结构，设计问题，抗震性能，解决措施

前言

随着建造技术的发展，现在人们对高层错层结构的建筑需求量也越来越大，但是高层错层结构的建筑物，普遍存在着抗压能力较小的问题。相对于其他结构的建筑物来说，错层结构的建筑物普遍存在着抗震性能薄弱的问题，由于错层结构建筑中楼板的高度不一样，会影响到建筑物的整体结构的抗震能力，以下对错层结构建筑的设计问题进行具体研究，对错层建筑的受力特点以及错层结构建筑带来的不利影响进行分析。

1、错层建筑结构的受力特点及其影响因素

1.1错层结构建筑的形成

错层结构可以使有效的室内空间变得更加多样化，从而能够更好地满足人们的多样化需求，也能有效增强建筑的审美性，很好地满足了人们的视觉需求和居住需求。因此在房屋建筑过程中错层结构建筑数量也越来越多，目前错层结构建筑已经成为了我国一种流行的建筑设计风格。

1.2错层建筑结构受力特点的分析

错层建筑结构与其他框架结构的建筑相比，由于建筑楼层是错开的，导致了建筑结构在某些部位形成了竖向的短构件，这些竖向短构件受力集中，不利于提高错层结构建筑抗震性能。因此在错层结构建筑中，短柱问题以及框架剪力墙结构成为了影响错层结构建筑设计的主要因素。错层结构建筑主要有两个方面的缺陷，由于错层结构建筑中楼板被分隔放置，削弱楼板的协调性，降低了错层结构建筑的整体受力能力，从而导致了错层结构建承受的变形内力增加。由此可见，错层结构建筑对建筑物的抗震性能是极为不利的，如何提高建筑物抗震性能也是错层结构建筑设计过程中需要考虑的主要因素。

2、建筑错层结构设计存在的问题

错层结构的建筑主要是指楼层板面高差大于相处楼面梁高，且楼板标高大于600mm以上，此外错层结构的标准要占房屋总面积的30%以上，这种建筑才能被称为错层结构建筑。

2.1错层结构建筑难以计算抗震性能

在错层建筑中，由于每一层的建筑结构平面布局不均匀，导致了每一层的建筑质量有很大的差异，而且楼板的高标分布于不同的平面区域内，从而导致了错层建筑中建筑受力较为复杂。我们难以通过正常的计算模型，来计算出城建筑的抗震压力，从而给错层结构建筑的结构设计工作带来了不利影响。

2.2错层结构建筑的抗震能力较差

在错层结构建筑中，由于每一层的楼板高标不一样，导致了部分侧墙的抗侧力构件刚度不同，使得竖向构件会承担较多的地震作用，由于错层建筑中楼层的高度分布不均，侧墙部分的构件的刚度也不均匀，其受力情况较为复杂，从而导致错层建筑结构的抗震性能大大降低。

3、错层结构建筑设计过程中应注意的问题

由于错层结构建筑结构较为复杂，在设计错层结构建筑过程中，我们要考虑诸多因素，只有在错层结构建筑设计过程中，充分考虑这些注意事项才能更好地提高错层结构建筑的性能。设计人员在设计错层结构建筑的过程中，要优先考虑错层结构的薄弱部位，要充分考虑错层建筑的平面布置以及抗震性能，要增强错层结构侧面墙体的受力性能，以下对错层结构建筑设计过程中需要注意的事项进行具体分析。

3.1结构共用柱的设计

在建筑结构中经常将短柱作为结构共用柱，但是在错层结构建筑中，要选择延展性较强的柱体作为结构共用柱。在错层结构中使用短柱，会减弱建筑物的抗震性能，倘若本地区受到高于设设烈度的地震影响时，会导致建筑结构被破坏，严重者会导致建筑的坍塌。

3.2注重错层建筑的结构平面布置

对于任何建筑物来说，优化建筑的平面布置都是尤为重要的，尤其是对于错层结构的建筑物来说。在错层结构建筑中，由于错层结构建筑每层楼板标高不同，导致了错层结构平面不规则，因此在错层结构建筑设计中，要尤其重视建筑物的平面布置问题。在错层建筑的设计过程中，要保证平面布置的合理性，保证错层结构中不同部位的竖向构件刚度相等，这样才能有效解决错层建筑结构平面布置不对称的问题，从而能够很好地提升错层结构建筑的抗震能力，能够有效避免促成结构建筑的抗侧力构件开裂。

3.3增强错层柱和上连梁抗扭能力

为了更好地提错层结构建筑的抗震能力，就要减少错层结构建筑的扭转效应，要增强错层结构建筑中错层柱和上连梁的扭转能力，从而能够有效减少错层结构建筑的扭转效应，这样一来还能有效避免错层结构建筑中剪力墙和框架柱的重力过于集中的问题，有利于减少错层结构建筑中的薄弱部位。

4、错层结构建筑抗震措施的分析

4.1增设撑杆

由于错层结构建筑抗震性能较差，导致了错层结构建筑很容易出现变形，这要求我们在课程结构建筑设计过程中，要采取一定的防范性措施。在普通的错层结构的建筑中，我们可以根据建筑的实际需要增设撑杆，通过在错层框架结构错层处增设撑杆，可以有效利用撑杆的轴力，来转移错层结构中短柱所受的剪力。增设撑杆是为了更好地提高错层结构建筑的抗震性能，因此我们必须在错层结构建筑中必要的地方增设撑杆。

4.2完善抗震性能的计算工作

为了更好地提高错层结构建筑的抗震性能，就要求设计人员要重视起错层结构的抗震设计工作，在计算错层结构建筑的抗震能力时，尤其要注意不能将错开的楼层看着一个刚性楼板。因而在计算过程中不能按照刚性楼板假定进行计算，要充分考虑到错层结构建筑中楼板刚度的削弱作用。在选择分析模型时，楼板的定义应该采用“弹性膜”假定，这样才能更好地分析出错层结构建筑中每层楼板的空间状态，能够帮助我们准确地发现楼板的突变位置，从而能够有效解决错层结构建筑中抗震设计薄弱环节。

4.3考慮双向地震的作用

在错层结构建筑中，进行抗震计算时，要考虑双向地震的作用，建筑结构的有效质量系数应该大于0.9，此外，由于错层结构建筑物的高度不一致，在楼层面的控制过程中，我们要依据实际情况，合理选择楼层间的控制参数，要充分考虑层间受剪承载力比、层间刚度比的失真情况，要对相应的数值进行校准，确保使用数值的合理性。

5、结束语

随着时代变化和我国城市化建设的发展，错层结构建筑得到了广大消费者的喜爱，错层结构建筑能够很好地提高房屋整体的审美性能，很多消费者对促成结构设计情有独钟，这也使得错层结构建筑成为了建筑设计的新潮流。但是在错层结构的设计过程中，有很多需要注意的问题，由于错层结构建筑具有一定的特殊性，其抗震性能较其它结构的建筑物来说相对较差，因此错层结构建筑的设计者要充分考虑建筑物的抗震性能，要采取一定的措施，改善促成结构建筑的抗震性能。

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作者简介：

姓名：蔡伟 （1982.09.09） 性别：男 ，陕西省西安市人，学历：本科 专业：土木工程。单位名称：机械工业勘察设计研究院有限公司。