对“错层结构”问题处理的探讨
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【摘要】：本文通过对一个工程实例的介绍，探讨错层结构问题的处理，从设计角度总结几点处理的方法，同时加强构造措施，以供参考。
【关键词】：错层结构模型调整构造措施
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1.前言
随着经济的发展，城市的公共建筑越来越多，功能的要求也越来越复杂，有的公共建筑要求有大空间，对于结构而言则意味着柱子要截断或局部几层通高；有的公共建筑则要求配合建筑有错落不齐的外观效果，对于结构而就要求梁不在同一个平面，与梁相连接的板就形成了错层，与梁相连接的柱就形成了短柱；而更有的公共建筑则要求以上两种情况同时出现。针对这一情况，本文通过一实际工程，探讨对于此类问题的一些处理的方法。
2.工程实例
某酒店，位于陕西洛川县，抗震设防为6度，地下一层，地上12层，地上1~5层为餐饮，6-10层为客房，11层为娱乐室，12层局部为会议室，其中12层层高为4.2米，会议室层高为7.0米，其中圆弧处为宾馆入口，圆型柱子在一，二层通高，局部详图如下图1：
此工程在顶层即有柱子被抽掉又有错层的大空间，所以在处理时就比较复杂。下面结合PKPM软件，谈谈错层结构设计分析中几点处理方法和应注意的问题。
图1
2.1错层结构的建模方式
错层结构是指在建筑中同层楼板不在同以高度，并且高差大于梁高（或大于500mm）的结构类型。错层结构由于楼板不连续，会引起构件内力分配及地震作用沿层高分布的复杂化，错层部位还容易形成不利于抗震的短柱和矮墙，因此错层结构在建模，计算等各个设计环节上都有特殊性，比平面结构的设计要困难得多。在结构中仅局部存在错层构件的虽不属于错层结构，但这些错层构件仍应参考错层结构的规定进行设计。
2.1.1采用楼板错层
PKPM提供了【楼板错层】，使部分房间板与同楼层其他板标高不同，根据PKPM软件自动生成楼板，使得这部分房间楼板标高与该楼层其他楼层标高不同，从而实现了错层设计。
2.1.2 增加标准层方式
在PKPM模型输入时，结构层的划分原则是以楼板为界，通过增加标准层，将错层部分的楼板人为的分开，在有错层部分将板输为“楼板开洞”，实现楼层梁板标高不同的目的。
2.2错层结构的计算分析
2.2.1错层对结构抗震性能的不利影响
1）错层结构的楼板不连续，在没有楼板的区域，存在跃层构件和不受楼板和梁约束的自由节点，使内力计算十分复杂。本工程的入口大厅两层通高的柱子，就属于此类情况。
2）错层结构的各层楼板布置不均匀，不对称，质心和刚心严重偏置，在水平地震作用或风荷载下会发生较大的扭转效应【1】。
3）错层结构引起楼层概念模糊，而采用增加标准层的方法，增加了计算层数，是模型和实际层数不相符。
4）错层结构的层高不一致，容易造成延性较差的短柱，对结构抗震不利。
2.2.2错层结构计算分析中应注意的问题
1）错层结构中，错开的楼层应各自参加结构整体计算，不应归并为一层计算，在配筋计算中，错层楼板不宜简单地按“刚性楼板”假定计算，特别是楼板被洞口切分成狭长板带时，应考虑楼板面内刚度消弱的影响；但在计算楼层位移比时，还应考虑“刚性楼板”假定计算，否则，计算出的位移可能是平面中个别点的局部位移，不能反映结构的整体情况。
2）错层结构属于复杂结构，抗震计算时应选择“考虑双向地震作用”还应考虑“偶然偏心”，计算取不利的情况。
3）在没有楼板的区域可能存在大量的跃层竖向构件和不受梁板约束的自由节点，因此“计算振型个数”需要增多，以保证有效质量系数大于0.9【2】。
4）错层结构层高不一致，使有关楼层间的控制参数，如层间位移比，层间受剪承载力比等计算结果失真。
5）目前SATWE没有自动搜索分析短柱的功能，需要设计人员手工对这些容易发生脆性破环的构件采取特别的加强措施。
2.3 错层结构的方案选择和加强抗震构造措施
2.3.1 优化错层结构设计方案
1）在有可能的情况下，尽量减少错层的范围和错层的楼层数。
2）错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。
3）错层建筑应尽可能采用抗震性能好的混凝土墙结构。
2.3.2强化错层结构的抗震构造措施
（1）高层框架柱形成短柱，全柱段加密，并从严控制柱的轴压比。
（2）错层结构楼板应尽量避免“一错到顶”，如果必须错到顶，可以每隔几层设置贯通楼板，板厚不小于150mm，双层双向配筋。
（3）错层结构中的抗侧力构件抗震等级应提高一级采用。
（4）对于有错层的大空间，适当的考虑大空间的施工荷载，采取适当的加强措施。比如考虑脚手架的荷载，将搭设脚手架的板加强。
3. 结论
以上仅是从此工程实例及在PKPM软件运用中对错层结构的几点理解，然而每个工程都有其自身的特殊性，因此，需要工程师运用所掌握的概念、规范及经验做出具体的分析和采取具体措施。
参考文献
【1】《建筑抗震设计规范》中国建筑工业出版社 2011-12-01
【2】《高层建筑混凝土结构技术规程》中国建筑工业出版社 2011-10-01