建筑结构错层分析与设计探讨

建筑结构错层分析与设计探讨

夏东亮

身份证号： 411402198909163***

摘要：时代的进步和发展使得人们的生活水平得到了很大程度的提高，人们的居住环境相关要求显得越来越重要，用户对于 建筑环境的需求已经上升到了新的高度，在这样的大背景下，我国建筑设计逐步呈现出了多样化的特点。在建筑工程项目建 设过程中，目前应用非常广泛的一项技术就是错层结构，它在很大程度上使得建筑的实用性以及其整体的空间性能得到了提 升，并且使得人们对于建筑功能性需求的多样化特点得到了满足。但是，目前错层结构存在的问题还有很多，需要进一步研 究优化策略，提高工程的使用寿命和整体的质量，本文从错层结构的定义以及其优缺点进行了分析，提出了相关的几点建议。

关键词：错层结构；建筑工程；分析讨论

建筑错层结构很大程度上提高了建筑内部的空间利用 率，因此得到了设计者和使用者们的青睐。但是不得不说的 是，由于错层结构的应用问题，在很多方面缺乏固定的标准， 使得设计时存在很多不太好把控的因素，影响了建筑工程的 整体质量，其结构的不稳定性留下了一定的安全隐患，严重 时还会威胁到人们的生命和财产安全。

1 建筑结构错层的定义和特点

1.1 建筑结构错层的定义

我们常说的建筑结构错层是指在满足建筑的功能性要 求的情况下，楼层结构不在同一高度，并且存在界面高度差 的结构形式特点的建筑结构设计。通过一定的调研，我们发 现我国的错层建筑结构实际上是具有广泛的多样性特点的， 通常，如果错层结构的规模较小，我们一般不会将其定义为 错层结构。错层结构在进行建设时，需要注意以下几个标准。 首先，楼层标高的差值应该在普通框架结构截面高度差之上； 其次，错层的面积要比这一层的总面的 30%大；最后，剪力 墙结构在竖向刚度要求下往往会受到相对集中的应力，必须 进行综合的设计考虑。以上三点就是建筑结构错层的特点。 建筑结构错层有较为明显的几点特征，相关设计人员必 须清楚的认识，才能在进行建筑结构错层设计时避免出现偏 离其本质特征的失误。首先，错层结构通常没有规则的结构 形式，同时其水平受剪的情况较差。由于很多的错层结构楼 板标高变化较多，在整体的受力位置和受力的形式存在差异， 受力往往在没有辅助措施的情况下难以平衡。其次，错层结 构的各项应力相对来说比较集中，而受力集中，来源复杂， 难以进行准确的分析和鉴定，这在很大程度上使得设计者的 工作难度加大了很多，最后，错层结构的抗震性能往往存在 缺陷。错层结构的不规则特点使得混凝土短柱体系无法起到 稳定的支撑作用，需要增加其他的辅助措施。以上是错层结 构进行定义和评判时需要思考的内容。

2 建筑结构错层的优点和缺点

2.1 建筑结构错层设计在使用过程中的优缺点

建筑结构错层在很大程度上使得楼层的不同平面出现 了复杂的结构形式,使得设计非常的不便利，很有可能造成 一些不必要的设计问题，楼层不同的情况下难以平衡结构功 能的差异性。进行错层式的结构安排可以使得建筑的可利用 空间得到全面的扩充。同时，错层结构的设计在很大程度上 使得建筑美学有了更多的发挥空间，保证建筑本身实用性的 同时，使得建筑整体美观程度提高。但是建筑高差大实际上 给儿童和老人群体的居住带来了困扰，规模较小的建筑也无 法使用，同时还需要有较高的初投资工程才能得以实施。

2.2 建筑结构错层在结构设计中的不足

前文在分析建筑结构错层设计时我们已经了解到错层 结构设计的特点，错层结构设计往往存在一定程度的技术难 度导致其难以完成较好的设计。往往还会遇到水平负荷较大、 顶层温度变化大、墙体强度差异等问题。不同的空间结构往 往代表着不一样的建筑功能以及整体的性能，在进行错层设 计是很容易造成门窗洞口高度错位的情况。为了提高建筑工 程结构整体的抗震能力，工作人员在进行结构设计时应该要 保证建筑整体的对称性，然而，错层结构设计的方法很大程 度上造成了对称性原则无法很好处理的情况。在进行建筑结 构设计时除了考虑到其稳定性的同时，还要处理建筑顶层的 温度问题，昼夜温差较大的地区，错层结构会使得顶层的屋 面受到不同的变温度负载，造成结构损坏，形成结构内部的 剪力，使得建筑的稳定性受到严重的影响。

3 建筑结构错层设计的优化策略

3.1 提高错层剪力墙体的抗震能力

由于错层结构本身对于抗震能力有很大的损失，为了改 善这一情况，设计人员需要从墙体本身出发来强化它的抗震 性能，从而弥补错层结构所带来的不足。设计者在进行墙体 的选择时，可以从抗震等级、楼板厚度以及墙体楼板的钢筋 等方面入手。首先，做好墙体材料抗震等级的选择需要以整 个建筑的薄弱环节为主要的视角，选择抗震等级合适的墙体 材料。在建筑的非错层区域应该按照规范上的要求进行抗震 等级的确定，而当错层区域进行抗震等级的确定时需要在规 范的基础上再提高至少一个等级。另外，对于剪力承受较大 的墙体应该增加纵筋的配筋量使得其稳定性得到整体的提 升，同样要在非错层区域的墙体厚度抗震等级的选取上提高 一个等级，在优化成本的情况下达到最好的抗震效果。在部 分相对来说比较复杂的楼板结构中，工作人员应该考虑其承 受负载的增加以及本身稳定性的下降，适当的提高楼板的厚 度，一般来说，选择 120mm 的楼板在普通的非错层区的条件 下，错层区域需要选择 180mm 厚度的楼板进行设计。

3.2 利用贯通层的设计来优化结构整体的稳定性

贯通层是目前在错层结构中应用最为广泛的提高稳定 性的措施，也是目前所有错层结构提高稳定性的最可靠的一 种方法。我们常说的贯通层，是指在进行建筑结构错层设计 时，在中间每个若干个错层就插入一个贯穿整层的楼层，并 估计每一个段数和层数。这种设计方法经过一定的处理可以 使得建筑结构内部的问题减少很多，还能在很大程度上减少 错层部分所承受的整体负载，因此，应用得非常广泛。贯通 层的设计一般来说有几种不同的模式，最重要的是要通过分 析错层的受力情况来确定贯通层的设置间隔及设置范围，为 了节约建筑成本，贯通层的设置必须要优化其材料的选择以 及整体的设计费用，最好不要有结构内部的变形。贯通层的 设计整体来说是比较灵活的，只要相关设计人员重视起来， 就能很好的提高建筑结构错层设计的稳定性。

3.3 结构安全性角度的楼板受力方向修正

目前国内最常见的承重结构方式为横墙承重，但是通过 对现阶段建筑行业整体的调研，我们发现横墙承重的建筑结 构模式已经不太适用，甚至没有了优化的空间。在进行错层 结构的设计时应该从墙体和楼板的整体结构中尝试通过一 定的结构安排修正楼板的受力方向，设计一侧纵墙承重后， 在特定的合适的部位转换为横纵墙承重相间的承重设计。这 样不仅可以提高结构的安全性和承载能力，还能优化空间结 构布局中的各种限制因素，使得建筑整体的结构具有较好的 稳定性特征。

4 结束语

现阶段的建筑结构错层设计虽然在目前很多的建筑形 式中成为了主流的存在，同时社会各界也非常的支持，但是不得不说其结构设计存在一些严重的难以处理的问题，还有 很多的设计难题有待解决。错层结构在提高建筑空间利用率 以及美观程度的同时，也使得工程整体的质量控制有增加了 一定的难度，从其利弊占比简单的分析并不能决定它的发展 情况，做好设计规划和防护措施，错层结构在建筑行业有着 较为广泛的应用空间，设计者应该注意错层结构设计过程中 一些常见的问题，并采取相关的优化措施进行处理。

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(09):64-64.

[2]范少杰.建筑结构错层分析与设计探讨[J].港工技 术,2018,55(05):68-73.