有關(guān)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的探討

董德立

【摘要】由于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，《高規(guī)》有較嚴(yán)限制，且《高規(guī)》對(duì)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的界定較模糊，有必要對(duì)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)識(shí)，積極地尋找相應(yīng)合理的對(duì)策，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免錯(cuò)層。

【關(guān)鍵詞】錯(cuò)層;錯(cuò)層結(jié)構(gòu);超限

1、幾種錯(cuò)層的規(guī)定及認(rèn)識(shí)

1.1一般認(rèn)為，當(dāng)樓層結(jié)構(gòu)不在同一高度，當(dāng)上下樓層樓面高差超過(guò)一般梁截面高度時(shí)應(yīng)按錯(cuò)層結(jié)構(gòu)考慮。有文獻(xiàn)認(rèn)為一般梁截面高度為600，即高差超過(guò)600為錯(cuò)層。

1.2《廣東高規(guī)補(bǔ)充》規(guī)定 9.4.4條，樓層板面高差大于相連處樓面梁高或板面高差小于相連處樓面梁高但樓板間垂直凈距大于支承梁梁寬時(shí)稱為錯(cuò)層。

1.3北京院《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》規(guī)定，如下圖：

1.3.1樓面錯(cuò)層高度h0大于相鄰高側(cè)的梁高h(yuǎn)1時(shí)，為樓面錯(cuò)層（圖一）

1.3.2兩側(cè)樓板橫向用同一砼梁相連，但樓板間垂直凈距h2大于支承梁寬的1.5倍時(shí)，為樓面錯(cuò)層（圖二）。

1.3.3當(dāng)兩側(cè)樓板橫向用同一根梁相連，雖然h2<1.5b，但縱向梁凈距>b時(shí)，（圖三）為樓面錯(cuò)層。

1.3.4當(dāng)較大錯(cuò)層面積大于該層總面積30%時(shí)，為樓層錯(cuò)層。

北京院技術(shù)措施較為詳細(xì)，具有可操作性，且北京地區(qū)大部分為8度區(qū)，廣東地區(qū)大部分為7度抗震設(shè)防區(qū)，但針對(duì)錯(cuò)層的界定，廣東比北京控制嚴(yán)，故我們可采用北京院規(guī)定。

2、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)

2.1錯(cuò)層結(jié)構(gòu)是指多數(shù)樓層同時(shí)前后、左右錯(cuò)層，屬于復(fù)雜連接的結(jié)構(gòu)。僅前后錯(cuò)層或左右錯(cuò)層屬于樓板不連續(xù)超限。錯(cuò)層結(jié)構(gòu)為一次超限。

2.2僅局部樓板錯(cuò)層或個(gè)別樓層有夾層不計(jì)入錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。

2.3 地下室頂板內(nèi)外形成高差不算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。地下室頂板高差可在采取合適的處理措施之后，再適當(dāng)降低室內(nèi)頂板標(biāo)高回填。

2.4樓層高差不大于該樓層一般框架梁高度，不算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。

2.5錯(cuò)層面積不大于30%，不算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。

2.6平面規(guī)則、質(zhì)心和剛心接近重合的剪力墻結(jié)構(gòu)，縱橫墻體能直接傳遞各錯(cuò)層樓面的樓層剪力時(shí)，不算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。

2.7能夠采取技術(shù)措施消除錯(cuò)層時(shí)，不算錯(cuò)層結(jié)

3、避免錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的對(duì)策

3.1大錯(cuò)層——由于建筑方案有其設(shè)計(jì)意圖或市場(chǎng)賣點(diǎn)需求，故僅有如下措施：

3.1.1調(diào)整建筑方案。此方法操作具有難度，要跟銷售價(jià)格來(lái)定，若銷售價(jià)位高，利潤(rùn)大則可不調(diào)整，若銷售價(jià)位低，利潤(rùn)空間小，則應(yīng)調(diào)整。

3.1.2將大錯(cuò)層調(diào)整為小錯(cuò)層。規(guī)避錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的成本上升。

3.1.3通過(guò)設(shè)縫將錯(cuò)層部份隔開。此方法在整體方案中較難實(shí)現(xiàn)，若為裙房與塔樓局部錯(cuò)層，應(yīng)設(shè)法設(shè)縫隔開;若塔樓中住宅錯(cuò)層，該部分較難實(shí)施。

3.2較大錯(cuò)層——按北京院《結(jié)構(gòu)技術(shù)措施》對(duì)錯(cuò)層的定義，錯(cuò)層在一定范圍時(shí)可通過(guò)技術(shù)處理達(dá)到非錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的目的。同時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)好項(xiàng)目當(dāng)?shù)厥┕D審查部門的工作。

4、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

4.1錯(cuò)層結(jié)構(gòu)不可以層層錯(cuò)，應(yīng)該每隔三至四層設(shè)置一個(gè)貫通層。也可將上部若干層貫通。貫通層的樓板應(yīng)該按加強(qiáng)層樓板設(shè)計(jì)，樓板厚度不能小于150mm，并且應(yīng)該雙層雙向配筋。

4.2錯(cuò)層處的剪力墻應(yīng)該布置成L 形、T 形、工字形、槽形等，注意剪力墻應(yīng)盡量帶翼緣或有翼墻。宜采用帶邊框剪力墻。

4.3錯(cuò)層結(jié)構(gòu)適合布置貫穿全樓的剪力墻核心筒，并且核心筒的位置要盡可能地布置在錯(cuò)層處。例如電梯井應(yīng)盡量布置在靠近錯(cuò)層處。

4.4在錯(cuò)層處的剪力墻最好不開洞，或者是開到錯(cuò)層以上。

4.5錯(cuò)層兩側(cè)可以采用結(jié)構(gòu)布置和側(cè)向剛度都接近的結(jié)構(gòu)體系，樓板錯(cuò)層處應(yīng)該選擇同一鋼筋混凝土梁將兩側(cè)樓板連成整體。

4.6錯(cuò)層處的框架柱的截面高度應(yīng)不小于600mm，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C30，箍筋應(yīng)該全柱段加密，縱筋配筋率不小于1.5%，體積配箍率不小于1.5%?？梢圆捎眯弯摶炷林蜾摴芑炷林?，以提高構(gòu)件的抗震性能?？蚣苤目拐鸬燃?jí)應(yīng)該提高一級(jí)，如果原本就是特一級(jí)則可以不再提高。

4.7在錯(cuò)層位置的平面內(nèi)外均可以設(shè)置可靠的抗側(cè)力剪力墻，厚度不應(yīng)小于250mm，同時(shí)應(yīng)該設(shè)置與其垂直的墻肢或扶壁柱。錯(cuò)層處剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)提高一級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C30，墻體的水平及豎向分布筋配筋率應(yīng)不低于0.5%。

4.8不宜采用框架和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

4.9錯(cuò)層處剪力墻平面外受力分析按雙向分別采用與剪力墻同截面的柱計(jì)算平面外配筋。

4.10錯(cuò)層結(jié)構(gòu)錯(cuò)開的樓層均應(yīng)參于整體計(jì)算分析，不能采用同一層降標(biāo)高的計(jì)算模型。不屬于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的錯(cuò)層樓面，可采用同層降標(biāo)高模型。

4.11錯(cuò)層結(jié)構(gòu)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。應(yīng)采用每個(gè)局部分塊剛性樓蓋假定進(jìn)行整體計(jì)算，對(duì)樓層位移和層間扭轉(zhuǎn)位移比，需用每個(gè)局部樓蓋四個(gè)角點(diǎn)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)手算復(fù)核;錯(cuò)層部位的內(nèi)力，應(yīng)注意沿樓蓋錯(cuò)層方向和垂直于錯(cuò)層方向的差異，按不利情況設(shè)計(jì)，并進(jìn)行中震的性能設(shè)計(jì)。

考慮到錯(cuò)層結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的復(fù)雜性和不確定性，除了進(jìn)行常遇地震下的彈性計(jì)算以外，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析以便對(duì)比驗(yàn)算。

5、小結(jié)

5.1 結(jié)構(gòu)錯(cuò)層和錯(cuò)層結(jié)構(gòu)是不同的，前者屬于樓板不連續(xù)的平面不規(guī)則類型，后者屬于復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)。

5.2盡量避免設(shè)計(jì)錯(cuò)層結(jié)構(gòu);樓面錯(cuò)層應(yīng)盡量采取措施消除。

5.3應(yīng)注意錯(cuò)層結(jié)構(gòu)計(jì)算控制參數(shù)失真的調(diào)整。

參考資料：

[1]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2010.

[2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2010.

[3]《2010、2015《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查要點(diǎn)》的實(shí)施細(xì)則.

[4]超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)指南 上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司.