建筑工程错层结构设计若干问题思考

【摘要】随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平质量有了较大的提高，错层式的居民住宅逐渐被社会接纳认可。错层式建筑主要利用对建筑空间的合理利用性，受到了很多现代人的喜爱，但错层式的建筑在设计方面仍存在一定的不足，仍需不断完善提高。现阶段中，部分错层式的建筑由于结构设计的独特性，其结构方面很有可能有一定的问题，对居住者的生命安全带来了威胁。错层式的结构大多应用于多层砌体中，其存在着一定的局限性，很容易形成钢筋混凝土短柱，下文将结合错层建筑工程进行分析，在错层结构的基础上提出需要注意的问题。

【关键词】建筑工程;错层结构;若干问题;思考探究

由于人们对居住环境有着越来越高的要求，我国建筑在形式方面愈加多样化，近些年来，由于错层式结构有着良好的空间效果与功能，被广泛应用于民用高层建筑中，但在广受关注的背景下，错层结构在设计方面存在著一定的问题，对建筑的质量有着较大的影响，错层结构与普通结构对比，其抗震能力较低，并且受力情况复杂，建筑设计者要对其进行高度的重视。

1、错层结构的定义特点

1.1错层结构的定义

在建筑工程中，错层结构往往是由于建筑功能的需要，在设计中，楼层的结构并不在一样的高度，并且不同楼层之间的高度差要远远高于普通的梁截面高度，在实际的错层结构建筑中，错层结构类型多种多样，并且结构情况较为复杂，部分错层相对来说较小的结构在一定程度上并不能算是错层结构。对错层结构的定义有以下要求。首先，不同楼层之间的高度差要远大于普通框架的高度。其次，错层面积要至少大于错层面积的一小半。最后，错层的竖向抗侧力结构受力复杂，并且有着较多的应力集中部位。

1.2错层结构的特点

对于错层结构来说，本身有着较为鲜明的特点，但这些特点很容易为建筑结构设计师带来一定的困扰。由于错层结构不规则，并且水平剪力交叉，楼板不连续，楼板很难发挥其应用的作用，而形成一定的不规则结构，大大降低楼层水平剪力。由于错层机构的不规则，很容易产生建筑中的薄弱层，值得注意的是，由于受计算机水平的限制，无法精确地计算出受力情况，对结构设计带来了较大的挑战。并且错层结构具有抗震能力差的特点，其剪力墙的结构很容易出现长短柱不规则体系，导致洞口布置不均匀，大大降低错层结构的抗震能力，不符合建筑的稳定安全特性。

2、错层式住宅的优点与不足

2.1使用方面

错层式的住宅，指的是一套房子中，层高相同，但不同功能的空间并不处于同一层面。像是课堂、厨房、卫生间以及卧室等，所处的平面高度是不同的，其建筑空间并不处于同一层次。这样的设计能够更好地提高空间利用率，大大强化了建筑的使用功能，并且符合建筑学中的美感，使得居住者在其中能够更加舒适。错层式的住宅往往更加适用于现代年轻人，对于老人与孩子来说，在行动间会带来较大的不便与不安全。并且错层结构的设计相比较来说更适用于面积相对大的建筑，如果面积较小的建筑采用错层式的结构设计，很有可能会造成成本高，而实用性低的情况。

2.2在结构设计方面的问题

由于错层结构本身的特点，其构建内部分布不均，受力复杂，这样的情况为建筑结构设计带来了较大的困扰，对提高该建筑物的抗震能力也提出了较大的挑战。错层式结构建筑在设计方面主要有四个难点：圈梁很难闭合、水平荷载很难抵抗、墙体强度不同和顶层温度的变化较大。其中，圈梁很难闭合是由于错层结构建筑由于不同功能空间不在同一平面，其门窗洞口的高度是不稳定的，并且圈梁位置往往会出现洞口，从而影响了建筑闭合的情况，在建筑的楼梯与外纵墙部位，圈梁难以闭合的问题相对突出。

为了更好地保证建筑的抗震能力，建筑整体的布局情况要以均为对称为主，并且尽量地避免出现不规则现象，但错层结构的特点就是不规则，其楼板是错层不连续的，如果发生地震情况，错层部位会由于出现更大的剪力，很难承受荷载力，从而降低建筑结构的稳定性，对结构的质量有着严重的消极影响。在设计建筑错层结构的过程中，对顶层的温度变化考虑也较为重要，由于顶层温度差距较大，其温度应力的影响也会随之增加，很容易对错层的部位带来更大的剪力，从而增加了结构承载力的负荷，对结构的安全性带来一定的影响。

3、错层结构的措施

建筑设计人员可以从对抗震等级的选取进行适当的调增，针对不同抗震等级，对楼板的厚度进行加强，增长部分长钢筋等，都可以很好地提高建筑的抗震能力。在对抗震等级选取的过程中，建筑设计人员可以针对不同的建筑部位选用不同的抗震等级，对于不是错层部位的框架，可以采用三级地震等级，对于处于错层处的框架，则可以选择二级地震等级，根据实际情况加强对建筑的纵筋。

对于错层部位受力复杂的情况，建筑很容易产生多个应力集中部位，建筑设计人员在设计过程中可以通过加强楼板厚度的方式提高抗震能力，在设计过程中，针对建筑的具体情况，在下层楼板处增加厚度大约到两百毫米，对其他楼层的楼板厚度则要求不低于一百二十毫米，对于错层范围内的楼板，选择双层双向的方式，不仅能够有效提高结构的稳定性，还能够增加建筑工程的可靠性，大大提高了安全系数。对楼板进行处理的过程中，不仅仅能够通过采用加厚楼板的方式，还能够采用增加长钢筋的方式，能够在保证建筑安全性的基础上有效降低对成本的投入。设计人员在设计建筑过程中可以通过设定贯通层的方式，增加建筑的稳定性。设置贯通层指的是在错层楼层间设置一层不错层的楼层，这种方式对设计人员有更高的要求，需要科学严谨地估算出错层楼层之间的距离楼层数，通过设置不错层楼层的方式，能够有效避免建筑变形的情况出现，降低错层处的负荷。

结语：

在现代生活中，错层式时尚的结构设计，独特的设计特点得到了年轻人的青睐，但在实际建筑结构设计中，错层式建筑仍存在一定的不足，复杂的受力面，对建筑结构质量带来了一定的影响，对人们的居住安全带来了一定的威胁，仍需不断地完善调整，要对错层式结构建筑进行分析，发现其中的问题，并根据结构的具体特点采用适当的方式有效地解决。

参考文献：

[1]秦海锋.建筑工程错层结构设计若干问题分析[J].绿色环保建材，2019（9）.

[2]毛赛兰.建筑工程错层结构设计若干问题分析[J].建材与装饰，2018（05）：97-98.

[3]刘东晓.建筑工程错层结构设计若干问题分析[J].建筑知识，2016（14）：23-24.

作者简介：

吕晓捷（1981.11），女，汉族，辽宁大连人，本科学历，工程师，主要从事项建设工程管理工作。