趙 玥

青海鼎正建筑設(shè)計(jì)有限公司

關(guān)于房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)要求及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探析

趙 玥

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科技的進(jìn)步發(fā)展以及城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展，同時(shí)房建形式及其布局也變得日益復(fù)雜，房建室內(nèi)空間為了滿足不同功能的需要，通常會應(yīng)用錯(cuò)層。而房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、專業(yè)性較強(qiáng)的工作，其設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到房建的穩(wěn)定性?；诖?，本文概述了房建錯(cuò)層，對房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)的要求及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了論述分析。

房建錯(cuò)層；特征；影響；要求；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

當(dāng)前建筑錯(cuò)層已得到廣泛應(yīng)用，但是房建錯(cuò)層由于樓板不連續(xù)，會引起構(gòu)件內(nèi)力分配及地震作用沿層高分布的復(fù)雜化，還容易形成不利于抗震的短柱和矮墻，屬于復(fù)雜多高層結(jié)構(gòu)，并且錯(cuò)層在建模、計(jì)算、出圖等各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上都有其特殊性，因此需要加強(qiáng)對其設(shè)計(jì)要求及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。以下就房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)的要求及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

一、建筑錯(cuò)層的概述

《高規(guī)》針對建筑錯(cuò)層有專門章節(jié)論述，除對錯(cuò)層部位進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定外，尚對錯(cuò)層的最大適用高度加以控制。但在實(shí)際工程中錯(cuò)層類型多，情況復(fù)雜，某些錯(cuò)層較小的結(jié)構(gòu)可不視為錯(cuò)層。雖規(guī)范無明確說法，根據(jù)相關(guān)資料可按以下原則把握。(1)錯(cuò)層標(biāo)高相差不大于普通框架梁的截面高度。(2)錯(cuò)層面積較少，不大于該層面積的30% 。(3)平面規(guī)則的剪力墻結(jié)構(gòu)， 當(dāng)縱橫墻體能直接傳遞各錯(cuò)層樓面的樓層剪力(此時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)更要力求剛心質(zhì)心盡量重合)。以上幾種樓板錯(cuò)層不屬于錯(cuò)層.最大適用高度可以不受《高規(guī)》10.l.3 的限制。但錯(cuò)層部位仍應(yīng)按規(guī)范采取加強(qiáng)措施。

房建錯(cuò)層的特征。主要表現(xiàn)為：(1)錯(cuò)層屬于堅(jiān)向布置不規(guī)則結(jié)構(gòu)，在錯(cuò)層部位豎向抗側(cè)力構(gòu)件因計(jì)算高度不同而引起剛度突變；剪力墻結(jié)構(gòu)錯(cuò)層后因房建使用功能原因易形成錯(cuò)洞或疊合錯(cuò)洞剪力墻使洞口布置不規(guī)則；框架結(jié)構(gòu)錯(cuò)層后形成長短往混合的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，更加不利。(2)由于樓板錯(cuò)層，相當(dāng)于錯(cuò)層樓板開大洞，樓板會受到較大的削弱而形成平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。(3)錯(cuò)層附近豎向抗側(cè)力構(gòu)件受力復(fù)雜，易形成許多應(yīng)力集中部位，且限于目前討算軟件的能力尚無法進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)概念進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)。

二、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)的要求

房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)的要求：(1)房建錯(cuò)層的應(yīng)力集中部位主要發(fā)生在錯(cuò)層部位的墻體、柱等豎向構(gòu)件和與其連接的樓板處，其值比正常恒載及活荷載的計(jì)算增大很多，所以在考慮地震力和風(fēng)荷載的荷載組合時(shí)，該部位是結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。所以，錯(cuò)層處的樓板應(yīng)該適當(dāng)加厚，并且應(yīng)配置雙層雙向鋼筋網(wǎng)及提高樓板的配筋率。同時(shí)，應(yīng)考慮存在錯(cuò)層處的整層樓板適當(dāng)加強(qiáng)，增加樓板厚度與配筋率，這樣可以更能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)各抗側(cè)力構(gòu)件之間聯(lián)系。(2)嚴(yán)格控制錯(cuò)層部位的矮墻與短柱的軸壓比，加強(qiáng)其豎向構(gòu)件的承載力與延性，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對樓梯電梯井等計(jì)算高度較高的墻、柱以及房建端部墻柱等豎向構(gòu)件采取適當(dāng)增加截面的措施，錯(cuò)層部位的框架柱截面不應(yīng)小于600mm，混凝土等級不應(yīng)低于C30，箍筋應(yīng)全柱段加密。同時(shí)抗震等級應(yīng)該規(guī)范規(guī)定提高一級。錯(cuò)層部位的剪力墻應(yīng)設(shè)置與之垂直的墻肢或者扶壁柱；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其抗震等級應(yīng)提高一級采用。錯(cuò)層位置的剪力墻混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率在抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.5%。(3)在房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)時(shí)，豎向構(gòu)件在錯(cuò)層部位建議按照底部加強(qiáng)部位的要求增大剪力設(shè)計(jì)值。

三、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

1、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)的計(jì)算分析相對比較復(fù)雜，除了用SATWE等軟件進(jìn)行常遇地震下的彈性計(jì)算以外，還應(yīng)采用EPDA等其他結(jié)構(gòu)計(jì)算程序進(jìn)行彈塑性動力時(shí)程分析和彈塑性靜力分析，這樣對比不同程序計(jì)算結(jié)果，更能清晰的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的相關(guān)問題。

2、依據(jù)《房建混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010中10.4條關(guān)于錯(cuò)層的規(guī)定，錯(cuò)層設(shè)計(jì)時(shí)，錯(cuò)開的樓層不應(yīng)歸并為一個(gè)剛性樓板，計(jì)算分析模型應(yīng)能反映錯(cuò)層影響。也就是說，在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)，對于有錯(cuò)層的結(jié)構(gòu)平面，不能單一的按照剛性樓板假定計(jì)算，應(yīng)考慮在平面內(nèi)樓板剛度削弱的影響，因此在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)，建議采用能夠反映樓板真實(shí)剛度的計(jì)算理論與模型，樓板類型定義建議采用“膜”假定，采用“彈性膜”或者“膜”假定，能夠準(zhǔn)確分析出結(jié)構(gòu)每層每根構(gòu)件的空間狀態(tài)，準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的突變位置與薄弱環(huán)節(jié)。

3、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)在計(jì)算模型的選取上，如采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行地震分析計(jì)算時(shí)，優(yōu)先選擇總剛模型，總剛模型是假定每層樓板上有構(gòu)件相連接的節(jié)點(diǎn)的自由度有兩個(gè)水平平動自由度，彈性板可以影響到此約束，相關(guān)的，也可以不與樓板連接，這樣就能夠相對真實(shí)的反映錯(cuò)層。

4、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)過程中的抗震計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮雙向地震作用，同時(shí)宜相應(yīng)增加振型數(shù)，以保證結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量系數(shù)大于0.9。同時(shí)，應(yīng)按照實(shí)際高度合理的選取墻、柱的計(jì)算高度，錯(cuò)層層高不一致，使有關(guān)樓層間的控制參數(shù)，如層間位移比，層間剛度比，層間受剪承載力比等計(jì)算失真，因此不宜機(jī)械地直接采用這些數(shù)值，而應(yīng)加以分析判斷和手工校核調(diào)整，確定其是否合理。

5、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)中采用計(jì)算軟件分析節(jié)點(diǎn)位移時(shí)，雖然在錯(cuò)層位置定義了彈性板，但是構(gòu)件被認(rèn)為增加彈性節(jié)點(diǎn)而分段，直接影響了計(jì)算高度與長度，所以說層間位移比的分析結(jié)果與實(shí)際是不相符的，錯(cuò)層無樓板的豎向構(gòu)件的層間計(jì)算剛度也比有樓板的豎向構(gòu)件小，因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算與分析時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行手算校核，已達(dá)到一個(gè)比較貼近實(shí)際的計(jì)算結(jié)果。

6、房建錯(cuò)層設(shè)計(jì)中由于錯(cuò)層中出現(xiàn)的矮墻與短柱，現(xiàn)有計(jì)算分析軟件很難達(dá)到自動識別并判定短柱與矮墻的功能，這些構(gòu)件又極易在地震中發(fā)生脆性破壞，這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中主動去判斷哪些構(gòu)件為矮墻與短柱，并采取嚴(yán)格的構(gòu)造加強(qiáng)措施。

結(jié)束語

綜上所述，房建錯(cuò)層由于受力復(fù)雜，抗震性能較差，一旦確定為錯(cuò)層，盡量減少錯(cuò)層的范圍及樓層數(shù)，并且錯(cuò)層的兩側(cè)盡量采用結(jié)構(gòu)布置和側(cè)向剛度相近的結(jié)構(gòu)體系，選擇抗震性能好的剪力墻結(jié)構(gòu)。通過選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，采用較規(guī)則的平面布置體系，加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施，滿足規(guī)范抗震設(shè)計(jì)的要求。

[1]《房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010

[2]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010

[3]胡志霞.抗震分析與設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè).2013(12)