淺談建筑錯層結(jié)構(gòu)設計的問題及抗震措施

摘 要：現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)樓層越來越高，建筑物錯層結(jié)構(gòu)的設計也越來越復雜，建筑物的錯層結(jié)構(gòu)由于受力復雜，相對于其他結(jié)構(gòu)的建筑物來說，錯層結(jié)構(gòu)的建筑物普遍存在著抗震能力較差的問題。要想保證建錯層結(jié)構(gòu)筑物的抗震能力，就要在設計上采取特殊的措施。

關鍵詞：錯層結(jié)構(gòu)，設計問題，抗震性能，解決措施

前言

隨著建造技術的發(fā)展，現(xiàn)在人們對高層錯層結(jié)構(gòu)的建筑需求量也越來越大，但是高層錯層結(jié)構(gòu)的建筑物，普遍存在著抗壓能力較小的問題。相對于其他結(jié)構(gòu)的建筑物來說，錯層結(jié)構(gòu)的建筑物普遍存在著抗震性能薄弱的問題，由于錯層結(jié)構(gòu)建筑中樓板的高度不一樣，會影響到建筑物的整體結(jié)構(gòu)的抗震能力，以下對錯層結(jié)構(gòu)建筑的設計問題進行具體研究，對錯層建筑的受力特點以及錯層結(jié)構(gòu)建筑帶來的不利影響進行分析。

1、錯層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點及其影響因素

1.1錯層結(jié)構(gòu)建筑的形成

錯層結(jié)構(gòu)可以使有效的室內(nèi)空間變得更加多樣化，從而能夠更好地滿足人們的多樣化需求，也能有效增強建筑的審美性，很好地滿足了人們的視覺需求和居住需求。因此在房屋建筑過程中錯層結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量也越來越多，目前錯層結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)成為了我國一種流行的建筑設計風格。

1.2錯層建筑結(jié)構(gòu)受力特點的分析

錯層建筑結(jié)構(gòu)與其他框架結(jié)構(gòu)的建筑相比，由于建筑樓層是錯開的，導致了建筑結(jié)構(gòu)在某些部位形成了豎向的短構(gòu)件，這些豎向短構(gòu)件受力集中，不利于提高錯層結(jié)構(gòu)建筑抗震性能。因此在錯層結(jié)構(gòu)建筑中，短柱問題以及框架剪力墻結(jié)構(gòu)成為了影響錯層結(jié)構(gòu)建筑設計的主要因素。錯層結(jié)構(gòu)建筑主要有兩個方面的缺陷，由于錯層結(jié)構(gòu)建筑中樓板被分隔放置，削弱樓板的協(xié)調(diào)性，降低了錯層結(jié)構(gòu)建筑的整體受力能力，從而導致了錯層結(jié)構(gòu)建承受的變形內(nèi)力增加。由此可見，錯層結(jié)構(gòu)建筑對建筑物的抗震性能是極為不利的，如何提高建筑物抗震性能也是錯層結(jié)構(gòu)建筑設計過程中需要考慮的主要因素。

2、建筑錯層結(jié)構(gòu)設計存在的問題

錯層結(jié)構(gòu)的建筑主要是指樓層板面高差大于相處樓面梁高，且樓板標高大于600mm以上，此外錯層結(jié)構(gòu)的標準要占房屋總面積的30%以上，這種建筑才能被稱為錯層結(jié)構(gòu)建筑。

2.1錯層結(jié)構(gòu)建筑難以計算抗震性能

在錯層建筑中，由于每一層的建筑結(jié)構(gòu)平面布局不均勻，導致了每一層的建筑質(zhì)量有很大的差異，而且樓板的高標分布于不同的平面區(qū)域內(nèi)，從而導致了錯層建筑中建筑受力較為復雜。我們難以通過正常的計算模型，來計算出城建筑的抗震壓力，從而給錯層結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設計工作帶來了不利影響。

2.2錯層結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力較差

在錯層結(jié)構(gòu)建筑中，由于每一層的樓板高標不一樣，導致了部分側(cè)墻的抗側(cè)力構(gòu)件剛度不同，使得豎向構(gòu)件會承擔較多的地震作用，由于錯層建筑中樓層的高度分布不均，側(cè)墻部分的構(gòu)件的剛度也不均勻，其受力情況較為復雜，從而導致錯層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能大大降低。

3、錯層結(jié)構(gòu)建筑設計過程中應注意的問題

由于錯層結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)較為復雜，在設計錯層結(jié)構(gòu)建筑過程中，我們要考慮諸多因素，只有在錯層結(jié)構(gòu)建筑設計過程中，充分考慮這些注意事項才能更好地提高錯層結(jié)構(gòu)建筑的性能。設計人員在設計錯層結(jié)構(gòu)建筑的過程中，要優(yōu)先考慮錯層結(jié)構(gòu)的薄弱部位，要充分考慮錯層建筑的平面布置以及抗震性能，要增強錯層結(jié)構(gòu)側(cè)面墻體的受力性能，以下對錯層結(jié)構(gòu)建筑設計過程中需要注意的事項進行具體分析。

3.1結(jié)構(gòu)共用柱的設計

在建筑結(jié)構(gòu)中經(jīng)常將短柱作為結(jié)構(gòu)共用柱，但是在錯層結(jié)構(gòu)建筑中，要選擇延展性較強的柱體作為結(jié)構(gòu)共用柱。在錯層結(jié)構(gòu)中使用短柱，會減弱建筑物的抗震性能，倘若本地區(qū)受到高于設設烈度的地震影響時，會導致建筑結(jié)構(gòu)被破壞，嚴重者會導致建筑的坍塌。

3.2注重錯層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置

對于任何建筑物來說，優(yōu)化建筑的平面布置都是尤為重要的，尤其是對于錯層結(jié)構(gòu)的建筑物來說。在錯層結(jié)構(gòu)建筑中，由于錯層結(jié)構(gòu)建筑每層樓板標高不同，導致了錯層結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，因此在錯層結(jié)構(gòu)建筑設計中，要尤其重視建筑物的平面布置問題。在錯層建筑的設計過程中，要保證平面布置的合理性，保證錯層結(jié)構(gòu)中不同部位的豎向構(gòu)件剛度相等，這樣才能有效解決錯層建筑結(jié)構(gòu)平面布置不對稱的問題，從而能夠很好地提升錯層結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力，能夠有效避免促成結(jié)構(gòu)建筑的抗側(cè)力構(gòu)件開裂。

3.3增強錯層柱和上連梁抗扭能力

為了更好地提錯層結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力，就要減少錯層結(jié)構(gòu)建筑的扭轉(zhuǎn)效應，要增強錯層結(jié)構(gòu)建筑中錯層柱和上連梁的扭轉(zhuǎn)能力，從而能夠有效減少錯層結(jié)構(gòu)建筑的扭轉(zhuǎn)效應，這樣一來還能有效避免錯層結(jié)構(gòu)建筑中剪力墻和框架柱的重力過于集中的問題，有利于減少錯層結(jié)構(gòu)建筑中的薄弱部位。

4、錯層結(jié)構(gòu)建筑抗震措施的分析

4.1增設撐桿

由于錯層結(jié)構(gòu)建筑抗震性能較差，導致了錯層結(jié)構(gòu)建筑很容易出現(xiàn)變形，這要求我們在課程結(jié)構(gòu)建筑設計過程中，要采取一定的防范性措施。在普通的錯層結(jié)構(gòu)的建筑中，我們可以根據(jù)建筑的實際需要增設撐桿，通過在錯層框架結(jié)構(gòu)錯層處增設撐桿，可以有效利用撐桿的軸力，來轉(zhuǎn)移錯層結(jié)構(gòu)中短柱所受的剪力。增設撐桿是為了更好地提高錯層結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能，因此我們必須在錯層結(jié)構(gòu)建筑中必要的地方增設撐桿。

4.2完善抗震性能的計算工作

為了更好地提高錯層結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能，就要求設計人員要重視起錯層結(jié)構(gòu)的抗震設計工作，在計算錯層結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力時，尤其要注意不能將錯開的樓層看著一個剛性樓板。因而在計算過程中不能按照剛性樓板假定進行計算，要充分考慮到錯層結(jié)構(gòu)建筑中樓板剛度的削弱作用。在選擇分析模型時，樓板的定義應該采用“彈性膜”假定，這樣才能更好地分析出錯層結(jié)構(gòu)建筑中每層樓板的空間狀態(tài)，能夠幫助我們準確地發(fā)現(xiàn)樓板的突變位置，從而能夠有效解決錯層結(jié)構(gòu)建筑中抗震設計薄弱環(huán)節(jié)。

4.3考慮雙向地震的作用

在錯層結(jié)構(gòu)建筑中，進行抗震計算時，要考慮雙向地震的作用，建筑結(jié)構(gòu)的有效質(zhì)量系數(shù)應該大于0.9，此外，由于錯層結(jié)構(gòu)建筑物的高度不一致，在樓層面的控制過程中，我們要依據(jù)實際情況，合理選擇樓層間的控制參數(shù)，要充分考慮層間受剪承載力比、層間剛度比的失真情況，要對相應的數(shù)值進行校準，確保使用數(shù)值的合理性。

5、結(jié)束語

隨著時代變化和我國城市化建設的發(fā)展，錯層結(jié)構(gòu)建筑得到了廣大消費者的喜愛，錯層結(jié)構(gòu)建筑能夠很好地提高房屋整體的審美性能，很多消費者對促成結(jié)構(gòu)設計情有獨鐘，這也使得錯層結(jié)構(gòu)建筑成為了建筑設計的新潮流。但是在錯層結(jié)構(gòu)的設計過程中，有很多需要注意的問題，由于錯層結(jié)構(gòu)建筑具有一定的特殊性，其抗震性能較其它結(jié)構(gòu)的建筑物來說相對較差，因此錯層結(jié)構(gòu)建筑的設計者要充分考慮建筑物的抗震性能，要采取一定的措施，改善促成結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能。

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作者簡介：

姓名：蔡偉 （1982.09.09） 性別：男 ，陜西省西安市人，學歷：本科 專業(yè)：土木工程。單位名稱：機械工業(yè)勘察設計研究院有限公司。