邢萬寶 山西國控環(huán)球工程有限公司

1 引言

當今時代，隨著我國建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，一方面建筑工程的數(shù)量越來越多及其規(guī)模越來越大，另一方面出現(xiàn)了越來越多的新型建筑結構形式，錯層結構就是其中之一。錯層結構多用于高層建筑當中，它不但可以大大提升建筑的使用性和空間性，并且還能夠更好的滿足人們對居住的多樣化需求。但與此同時，錯層結構的設計難度和設計要求也更高，必須要嚴格把握好相關設計要點，才能夠保證設計方案的科學性與合理性?，F(xiàn)階段在我國的建筑工程錯層結構設計中尚存在著一些問題，本文主要介紹了錯層結構的特點并對相關問題進行了分析，同時提出了幾條可行的建議，僅作拋磚引玉之用。

2 建筑工程錯層結構簡介

2.1 錯層結構的概念

錯層結構是現(xiàn)代高層建筑中的一種常用結構形式，簡單來說，它是指樓層結構非處于同一高度且上、下兩層之間的樓面高差度大于普通梁截面高度、錯層面積大于該層面積的30%的結構形式。從理論上來說，在現(xiàn)實中常見的一些錯層較小的結構并不屬于錯層結構的范疇，所以應注意不要混淆。

2.2 錯層結構的優(yōu)點和缺點

錯層結構具有著一些突出的優(yōu)點，同時也存在著一些缺點，但總體來說其優(yōu)點勝于缺點，瑕不掩瑜，所以在現(xiàn)代建筑工程中得到了十分廣泛的應用。具體來說，首先在錯層結構的優(yōu)點方面，主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，通過錯層結構設計能夠對建筑室內(nèi)空間進行更加充分的開發(fā)和利用；第二，通過錯層結構設計有助于不斷擴大建筑結構的性能，以提高建筑的實用性；第三，通過錯層結構設計可以提高建筑外表的美觀性。而在錯層結構的缺點方面，則主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，由于樓板錯層所致的樓板不連續(xù)情況會大大削弱樓板的作用，所以錯層結構具有結構不規(guī)則且水平剪力差的特點；第二，由于結構不規(guī)則所致的薄弱層較多，且錯層部位豎向抗側力結構受力復雜、剛度較大，所以錯層結構具有應力集中部位多的特點；第三，由于結構豎向不規(guī)則所致的長短柱混合不規(guī)則或洞口布置不規(guī)則情況較多，所以錯層結構具有抗震性較差的特點。

3 目前在建筑工程錯層結構設計中存在的主要問題分析

3.1 圈梁難以閉合

由于在建筑工程錯層結構設計中，不同的功能空間并非處于同一個平面，同時錯層的門窗洞口存在著高度不穩(wěn)定的問題，因此很容易在圈梁位置上遇到洞口，尤其是在樓梯間和外縱墻等地方，這種情況更為常見。而一旦在圈梁位置上遇到洞口，圈梁閉合就會變得比較困難，從而影響到工程質(zhì)量。

3.2 水平荷載難以抵抗

在建筑工程錯層結構設計中經(jīng)常會出現(xiàn)水平荷載難以抵抗的問題，這是因為錯層結構的樓板錯層且不連續(xù)，在其設計過程中無法像普通建筑結構一般通過均勻對稱的布局來保證建筑的穩(wěn)定性和安全性，甚至于錯層結構本身與建筑的抗震設計規(guī)則是相悖的，所以一旦發(fā)生地震，其錯層部位所形成的剪切應力和彎曲應力往往會更大，最終導致水平荷載難以抵抗。

3.3 頂層溫度變化大

頂層溫度變化大指的是在建筑工程錯層結構的頂層部分往往存在著較大的溫差，這種情況容易導致在晝夜溫差較大的天氣情況下時嚴重影響到溫度的應力，進而造成錯層部位所形成的剪切應力和彎曲應力加大，相應的結構承載力的負擔也會加大，最終給結構的穩(wěn)定性帶來十分不利的影響。

4 提高建筑工程錯層結構設計的科學性與合理性的策略

4.1 增加錯層處剪力墻的厚度，提升結構的抗震性

抗震性能的好壞直接關系著建筑工程質(zhì)量安全的高低，所以在建筑工程錯層結構設計過程中，必須要想方設法提升結構的抗震性。為了提升錯層結構的抗震性，一方面要合理的確定抗震等級，另一方面還要適當?shù)脑黾渝e層處剪力墻的厚度。具體來說，首先在抗震等級的選擇方面，可以根據(jù)不同部位的實際情況選擇不同的抗震等級，一般情況下，如果是針對非錯層部位的框架梁，選擇三級抗震等級即可；而如果是針對錯層處的框架梁，則需要選擇二級抗震等級。因此，錯層處剪力墻的厚度也不能低于二級抗震等級的相關規(guī)定要求，必須要對其進行適當?shù)脑龊瘢瑫r還要適當?shù)募訌娍v筋和箍筋的配筋量，以使之滿足相關要求。如此一來，就能夠使錯層結構的建筑工程既具備足夠的抗震能力，又節(jié)省資源和成本，一舉兩得。

4.2 增加錯層處樓板的厚度，提升結構的可靠性

在建筑工程錯層結構的設計過程中，由于錯層結構的樓板往往存在著受力較復雜的問題，非常容易形成多個應力集中部位，所以為了解決這一問題，切實保障結構質(zhì)量和安全，應當要適當?shù)脑黾渝e層處樓板的厚度。具體來說，在實際設計過程中一般應將一層樓板的嵌固端的厚度控制在180mm左右，而其他各層樓板的厚度則控制在至少120mm。同時，針對錯層范圍內(nèi)的樓板，還可以結合實際情況選擇雙層雙向配筋的形式，這樣可以進一步提升結構的可靠性。此外，通過適當?shù)脑黾硬糠滞ㄩL鋼筋，也可以在一定程度上改善樓板受力復雜的問題，以提升結構的可靠性。

4.3 設置貫通層，提升結構的穩(wěn)定性

無論是在任何建筑結構的設計中，都應當要保證結構的穩(wěn)定性，錯層結構也不例外。在建筑工程錯層結構的設計中，最常用的一種提升結構穩(wěn)定性的可行方式就是通過設置一定量的貫通層來提升結構的穩(wěn)定性。簡單來說，貫通層的設置方式是：每隔幾層錯層樓層即設置一層非錯層樓層。換言之就是說，在錯層樓層之間規(guī)律的穿插上非錯層樓層，從而有效減小錯層處的負荷及控制各部分的變形。需要注意的是，錯層樓層數(shù)并非隨意確定的，而應當在設計時先對每段之間的錯層樓層數(shù)進行科學分析和估算，然后再根據(jù)估算結果進行合理的確定。另外，在設計過程中還需要結合實際情況適當?shù)募哟蟀搴窦疤岣吲浣盥?，或是設置貫通鋼筋，從而進一步提升貫通層的性能。實踐發(fā)現(xiàn)，在某建筑工程錯層結構中設置了貫通層之后，該建筑工程的結構穩(wěn)定性得到了大大增強。

4.4 改變樓板受力方向，提升結構的安全性

建筑結構的安全性直接關系著人民的生命財產(chǎn)安全，而為了提升建筑工程錯層結構的安全性，在其設計過程中可以根據(jù)實際情況對樓板受力方向進行一定的改變。通常的做法是將墻體兩側樓板設計成一側縱墻承重、一側橫墻承重的受力方式，這樣一來就能夠大大減輕墻體的承重壓力，使錯層結構具備足夠的承載力。

5 結語

綜上所述，雖然建筑工程錯層結構存在著很明顯的優(yōu)勢之處，例如其可以更好的提升建筑的使用性和空間性，并滿足現(xiàn)代人對居住的多樣化需求，但同時其缺點也很明顯，尤其是抗震性較差及受力情況復雜。所以，在建筑工程錯層結構的設計過程中，必須要先深入分析存在的問題，再根據(jù)實際情況找出有效的解決方案，嚴格把握好相關設計要點，以切實保障設計方案的科學性與合理性，進而保障工程質(zhì)量與安全。