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【摘要】针对局部错层结构因楼板不连续导致结构整体性差，错层处出现框架短柱、框架梁发生扭转，使得结构抗震性能降低的问题，就此以一个具体局部错层结构为例，从结构平面布置、理论计算和构造处理等三方面，讨论了局部错层结构设计的措施和详细过程。结果表明，通过以上这些措施综合使用，可有效地减小错层对结构抗震造成的不利影响。
【关键词】局部错层结构；设计；策略分析
局部错层结构是一种在建筑中很常见的现象，随着建筑行业的迅猛发展，针对于这种局部错层结构设计方案也越来越完善。但是在其发展的过程中，也出现了许许多多的难题，例如在建筑的错层结构设计方案指导下，使得局部楼板的连续性大大降低，这种问题就会导致整个建筑物的水平传力出现断点现象，使整个建筑的抗震能力降低，严重的影响了建筑物的工程质量。在工业建筑中，结构错层的现象出现的较为普遍，一般来说，在建筑中不同功能的区域会产生一定的高度差。这种错层式的架构就会将不同功能和不同工艺的建筑空间互相分裂开来，如果一旦出现地震的情况，这种错层式架构极有可能导致整个建筑物的受力不均匀，从而导致建筑物的坍塌现象。针对于这种情况，对于局部错层结构的优化设计就成为了建筑设计领域需要迫切去解决的问题。
1、某省电厂中水处理站的局部错层结构设计策略分析
某省电厂水处理站工程是一项具有重大影响力的工业建筑工程，具有重大的工业效益。由于该工程内部设施众多，工艺要求较高，因此在建筑的设计建设过程中需要利用局部错层结构，电厂是当地重要的电能源泉，一旦出现问题，对于当地的影响是十分巨大的，因此对于电厂水处理站的错层结构一定要使用最优的策略进行设计。该水处理站的设防烈度为7度，设计的基本加速度为0.15g，在局部错层结构的具体设计过程中，对于错层结构薄弱部位的精细化处理是整个工程设计的关键。因此在工程设计中要从多角度入手，在整体的设计理念以及抗震构造措施等方面进行系统的优化设计，对整个建筑的稳定性做到全面的保障。
1.错层结构的平面设置策略
结构平面设计中，其关键的一点就是结构的对称性，结构不对称容易造成整个结构在地震等灾害下发生结构扭转，从而造成角部的抗侧力构件开裂。因此，在此工程错层结构布置的过程中，应尽量将错层结构相对应的两侧构件对称处理，同时还要注意由于错层结构导致的侧向刚度竖向分布不均匀的问题，对于此情况，在设计的過程中应注意错层与其上一层的侧向刚度比不小于0.7[1]。同时，还要注意加强外侧柱的抗侧性，这方面的问题容易造成整个建筑的倾斜，要保证调整后的刚度中心尽量与建筑的质量中心重合，共同保持在一个中心位置。另外，对于柱截面的设计中，要尽量在符合标准的前提下加大错层处的柱截面，这样可以保证整个错层结构的稳定，降低错层处的偏移程度。以上这些平面设置策略，能够充分的保证整个错层结构的稳定，减少由于错层引起的水平位移大和结构扭曲等现象，最大化的减小了由于错层结构的特性所带来的负面影响。
2.错层结构的构造措施
错层结构最大的弱点就是抗震性能差，在地震发生时，错层结构的特性就会导致框架梁的扭曲，而经过相关的研究计算表明，这种扭转所产生的水平位移差与错层楼板的高差有着密切的关系。当错层的楼板高差在500毫米之内时，上下两部分的框架梁便能够实现较好衔接，这样可以使整个框架结构的受力均匀，将地震所产生的作用力有效化解，避免了由于受力不均造成的结构损伤。另外，对于错层处的框架梁来说，可以适当的增加抗扭纵筋和箍筋的使用，这两种材料的合理使用[2]，能够有效的避免框架梁的过度扭曲造成的损害。
如果在建筑物错层楼板间的高差大于500毫米的情况下，上下框架梁之间可采取竖向加腋措施，以保证结构水平方向地震力传递。同时加强柱的构造措施，当地震发生时，通过框架柱的协调作用可以使上下框架梁的水平位移差减小，从而提升整个结构的稳定性。错层处框架柱，抗震等级提高一级，并应满足设防烈度地震（中震）作用下性能水准2的设计要求，进行中震不屈服计算。
在基本的工作完成之后，对于错层结构的材料强度也有着相应的要求，加强整体的材料强度，混凝土强度等级不低于C30。通过这些补充措施，能够进一步的加强结构的稳定性，全面的提升该建筑的抗震性能。
2、某住宅小区高层剪力墙局部错层结构设计
上文中我们分析了工业建筑中的错层结构设计，而错层结构在住宅建筑中同样也有所应用，下面我们以某小区为例进行详细分析。
某小区的一幢高层住宅楼，建筑高度在80米左右，地上共有27层，地下2层。由于该建筑相对来说高度较高，因此在设计过程中采用剪力墙结构进行设计，这种结构体系能够充分提升整个错层结构的抗扭曲性。关于抗震的指标来说，按照标准设防类进行设计，抗震设防烈度为8度，设计的基本加速度为0.2g，其中错层结构的剪力墙抗震等级设计提高为特一级，其余的结构设计在一级即可。该小区错层结构的具体设计方案如下图所示。
在局部错层分析的过程中，应当充分考虑在地震作用下由于楼板面内变形对于抗侧力构件的扭曲程度[3]，在计算的过程中，要尽量使用弹性楼板模型进行计算，这样可以准确反映剪力墙在地震发生时对于整个抗侧力构件稳固性的提升效果。另外，对于剪力墙的厚度也要根据相应的分析进行适当的调整。该小区设计在采取了一系列措施之后，刚度比、周期、位移等计算参数均可满足规范相应要求。在计算参数合理的前提下，同时加强构造措施，最终设计达到一个比较满意的结果。
相关规范表明，对于错层剪力墙结构设计，一般情况下8度时，房屋高度不宜大于60m。对于局部错层剪力墙结构，规范并没有明文规定。个人认为，在采取精确细致的计算，并适当提高结构抗震构造措施后，错层结构的局部效应可有效控制。因此，局部错层剪力墙结构的适用高度应比通高的错层剪力墙结构适用高度有所放宽。
总结：
在文章中我们分别通过两个实例来对局部错层结构的优化策略进行了全面分析，通过对于工业建筑和住宅建筑这两种具有代表性的错层结构分析，提出了一系列关于局部错层结构优化设计的具体策略，经过研究表明，这些策略对于建筑工程应用具有重要的实践意义。
参考文献：
[1]徐兰生，张茹.局部错层结构的设计方法与措施[J].甘肃科技，2013，29（1）：114-115.
[2]卢雷.高烈度地区错层结构抗震措施与性能化设计分析[J].商品与质量·建筑与发展，2015.
[3]王超，张华丽.高层剪力墙局部错层结构抗震设计[J].工程建设与设计，2011（4）：54-55.
【关键词】局部错层结构；设计；策略分析
局部错层结构是一种在建筑中很常见的现象，随着建筑行业的迅猛发展，针对于这种局部错层结构设计方案也越来越完善。但是在其发展的过程中，也出现了许许多多的难题，例如在建筑的错层结构设计方案指导下，使得局部楼板的连续性大大降低，这种问题就会导致整个建筑物的水平传力出现断点现象，使整个建筑的抗震能力降低，严重的影响了建筑物的工程质量。在工业建筑中，结构错层的现象出现的较为普遍，一般来说，在建筑中不同功能的区域会产生一定的高度差。这种错层式的架构就会将不同功能和不同工艺的建筑空间互相分裂开来，如果一旦出现地震的情况，这种错层式架构极有可能导致整个建筑物的受力不均匀，从而导致建筑物的坍塌现象。针对于这种情况，对于局部错层结构的优化设计就成为了建筑设计领域需要迫切去解决的问题。
1、某省电厂中水处理站的局部错层结构设计策略分析
某省电厂水处理站工程是一项具有重大影响力的工业建筑工程，具有重大的工业效益。由于该工程内部设施众多，工艺要求较高，因此在建筑的设计建设过程中需要利用局部错层结构，电厂是当地重要的电能源泉，一旦出现问题，对于当地的影响是十分巨大的，因此对于电厂水处理站的错层结构一定要使用最优的策略进行设计。该水处理站的设防烈度为7度，设计的基本加速度为0.15g，在局部错层结构的具体设计过程中，对于错层结构薄弱部位的精细化处理是整个工程设计的关键。因此在工程设计中要从多角度入手，在整体的设计理念以及抗震构造措施等方面进行系统的优化设计，对整个建筑的稳定性做到全面的保障。
1.错层结构的平面设置策略
结构平面设计中，其关键的一点就是结构的对称性，结构不对称容易造成整个结构在地震等灾害下发生结构扭转，从而造成角部的抗侧力构件开裂。因此，在此工程错层结构布置的过程中，应尽量将错层结构相对应的两侧构件对称处理，同时还要注意由于错层结构导致的侧向刚度竖向分布不均匀的问题，对于此情况，在设计的過程中应注意错层与其上一层的侧向刚度比不小于0.7[1]。同时，还要注意加强外侧柱的抗侧性，这方面的问题容易造成整个建筑的倾斜，要保证调整后的刚度中心尽量与建筑的质量中心重合，共同保持在一个中心位置。另外，对于柱截面的设计中，要尽量在符合标准的前提下加大错层处的柱截面，这样可以保证整个错层结构的稳定，降低错层处的偏移程度。以上这些平面设置策略，能够充分的保证整个错层结构的稳定，减少由于错层引起的水平位移大和结构扭曲等现象，最大化的减小了由于错层结构的特性所带来的负面影响。
2.错层结构的构造措施
错层结构最大的弱点就是抗震性能差，在地震发生时，错层结构的特性就会导致框架梁的扭曲，而经过相关的研究计算表明，这种扭转所产生的水平位移差与错层楼板的高差有着密切的关系。当错层的楼板高差在500毫米之内时，上下两部分的框架梁便能够实现较好衔接，这样可以使整个框架结构的受力均匀，将地震所产生的作用力有效化解，避免了由于受力不均造成的结构损伤。另外，对于错层处的框架梁来说，可以适当的增加抗扭纵筋和箍筋的使用，这两种材料的合理使用[2]，能够有效的避免框架梁的过度扭曲造成的损害。
如果在建筑物错层楼板间的高差大于500毫米的情况下，上下框架梁之间可采取竖向加腋措施，以保证结构水平方向地震力传递。同时加强柱的构造措施，当地震发生时，通过框架柱的协调作用可以使上下框架梁的水平位移差减小，从而提升整个结构的稳定性。错层处框架柱，抗震等级提高一级，并应满足设防烈度地震（中震）作用下性能水准2的设计要求，进行中震不屈服计算。
在基本的工作完成之后，对于错层结构的材料强度也有着相应的要求，加强整体的材料强度，混凝土强度等级不低于C30。通过这些补充措施，能够进一步的加强结构的稳定性，全面的提升该建筑的抗震性能。
2、某住宅小区高层剪力墙局部错层结构设计
上文中我们分析了工业建筑中的错层结构设计，而错层结构在住宅建筑中同样也有所应用，下面我们以某小区为例进行详细分析。
某小区的一幢高层住宅楼，建筑高度在80米左右，地上共有27层，地下2层。由于该建筑相对来说高度较高，因此在设计过程中采用剪力墙结构进行设计，这种结构体系能够充分提升整个错层结构的抗扭曲性。关于抗震的指标来说，按照标准设防类进行设计，抗震设防烈度为8度，设计的基本加速度为0.2g，其中错层结构的剪力墙抗震等级设计提高为特一级，其余的结构设计在一级即可。该小区错层结构的具体设计方案如下图所示。
在局部错层分析的过程中，应当充分考虑在地震作用下由于楼板面内变形对于抗侧力构件的扭曲程度[3]，在计算的过程中，要尽量使用弹性楼板模型进行计算，这样可以准确反映剪力墙在地震发生时对于整个抗侧力构件稳固性的提升效果。另外，对于剪力墙的厚度也要根据相应的分析进行适当的调整。该小区设计在采取了一系列措施之后，刚度比、周期、位移等计算参数均可满足规范相应要求。在计算参数合理的前提下，同时加强构造措施，最终设计达到一个比较满意的结果。
相关规范表明，对于错层剪力墙结构设计，一般情况下8度时，房屋高度不宜大于60m。对于局部错层剪力墙结构，规范并没有明文规定。个人认为，在采取精确细致的计算，并适当提高结构抗震构造措施后，错层结构的局部效应可有效控制。因此，局部错层剪力墙结构的适用高度应比通高的错层剪力墙结构适用高度有所放宽。
总结：
在文章中我们分别通过两个实例来对局部错层结构的优化策略进行了全面分析，通过对于工业建筑和住宅建筑这两种具有代表性的错层结构分析，提出了一系列关于局部错层结构优化设计的具体策略，经过研究表明，这些策略对于建筑工程应用具有重要的实践意义。
参考文献：
[1]徐兰生，张茹.局部错层结构的设计方法与措施[J].甘肃科技，2013，29（1）：114-115.
[2]卢雷.高烈度地区错层结构抗震措施与性能化设计分析[J].商品与质量·建筑与发展，2015.
[3]王超，张华丽.高层剪力墙局部错层结构抗震设计[J].工程建设与设计，2011（4）：54-55.