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摘要：本文对建筑功能的需要、及有效的利用空间，设计了两种方案，同行共勉。
关键词：建筑；错层；结构设计
一 前言
为了建筑功能的需要或者有效地使用空间，建筑设计中常采取错层及局部错层布置。进行错层布置的楼房结构，其承载性能一般较差，不是一种良好的结构体系。如果能满足建筑的需要，并且通过恰当的综合措施来解决结构错层，这样效果会更理想。
二 工程概况
32层剪力墙结构，地下一层。3层商铺，29层住宅，商铺带附跨（每边2跨，单跨6m）。在商铺与住宅第一层连接处，建筑专业要求住宅第一层地面要高于商铺屋顶600mm。总平面图见图一。
图一 建筑总平面图
第一种方案：按错层进行设计。
1 错层结构规范的要求：
《高规》2010规定：10.4.3 错层结构中，错开的楼层不应归并为一个刚性楼板，计算分析模型应能反映错层影响。10.4.4 抗震设计时，错层处框架应符合下列要求：1 截面高度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于C30，箍筋应全柱段加密配置；2 抗震等级应提高一级采用，一级应提高至特一级，但抗震等级已经为特一级时应允许不再提高。10.4.6 错层处平面外受力的剪力墙厚度不应小于250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱。抗震等级应提高一级采用。混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.5%。
2 错层结构对结构抗震的不利影响：（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。（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，在水平地震作用和风荷载下会发生较大的扭转效应。（3）错层结构引起楼层概念模糊，使以层模型为基础的计算分析与实际不符。（4）错层结构的层高不一致，容易造成延性较差的短柱和矮墙，对结构抗震不利。
3 PM建模：采用增加标准层的方式。但由于结构中没有梁，不能以梁确定楼板的标高；同时因为墙在立面是连续的，也不能以墙确定楼板的标高。楼层标高通过【楼层组装】命令在楼层表中设定，程序自动在指定标高处布置整层楼板，而楼层结构中没有楼板的部分，可以用【楼板开洞/全房开洞】命令其设置洞口，或用【修改板厚】命令将板厚设定为0。这两条命令在开洞效果方面完全一致，不同之处仅在于前者在开洞处没有荷载，而后者保留开洞处的荷载。
4 SATWE计算：（1）根据规范精神，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。但各自独立计算的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。将这些楼板设定为“弹性膜”，计算时选择“总刚分析法”，将按两种模型定义的楼板的计算结果进行分析对比。（2）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.（3）抗震计算时应选择“考虑双向地震作用”和 “考虑偶然偏心”。（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、层间刚度比、层间受剪承载力比等计算失真，因此不宜机械地直接采用这些数值，而应加以分析判断和手工校核调整，确定其是否合理。层间位移比计算见图二。（5）SATWE可自动搜索错层结构中的跃层柱及正确设定其长度系数，但内力和配筋只能按楼层分段描述，可取各段配筋中的最大值出图。（6）考虑到错层结构计算分析的复杂性和不确定性，除了用SATWE等软件进行常遇地震下的弹性计算以外，必要时还应采用弹性动力程序分析和弹塑性静力分析，以便对比验算及找出需要加强的薄弱部位。
（a）错层结构 （b）楼层位移比的程序计算
（c）楼层位移比的手算核算
图二 位移比计算示意图
5错层部位的构造措施：对错层部位应优先考虑通过采取恰当的综合措施，消除或减轻错层给结构带来的不利影响。当楼面板变标高处合用同一根梁时，可考虑设置梁侧加腋（见图三）以改善水平力的传力途径。
图三 设置梁侧加腋
第二种方案：不按错层设计
在首层住宅底板上回填600mm炉渣，来实现建筑要求的功能。设计时增加了600mm炉渣的荷载，经计算板厚150mm即可满足要求，再将钢筋贯通连接，即可满足抗震概念设计的要求，也可避免错层结构。
3 结论
第一种方案涉及到了错层结构，错层结构在很大程度上违反了计算程序的基本假定，使有限元计算得不到与实际工程相符合的合理结果。如果能够回避，应尽量采用没有错层结构的设计方案。如不能回避，对错层结构更应当强调概念设计、方案选择和抗震措施的重要性。第二种方案是在楼板上增加了一些荷载，看似不是很合理，但是设计思路简单，易操作。以上两种方案比较的结果，显然是第二种设计方案比较合理，所以本工程采用了第二种方案。
对结构设计中局部降低（或抬高）的楼板，当周围楼板对该下降（或抬高）楼板的约束性强时，可不按错层计算（如同楼板开洞处理），而通过适当的构造处理加强周围楼板（可参考《混凝土高规》第3.4.8条的相关规定），改善楼板的水平传力途径。
参考文献：
[1]GB5011-2010.建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2010
[2]JGJ3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010
[3]朱丙寅.建筑结构设计问答及分析.北京：中國建筑工业出版社，2009
关键词：建筑；错层；结构设计
一 前言
为了建筑功能的需要或者有效地使用空间，建筑设计中常采取错层及局部错层布置。进行错层布置的楼房结构，其承载性能一般较差，不是一种良好的结构体系。如果能满足建筑的需要，并且通过恰当的综合措施来解决结构错层，这样效果会更理想。
二 工程概况
32层剪力墙结构，地下一层。3层商铺，29层住宅，商铺带附跨（每边2跨，单跨6m）。在商铺与住宅第一层连接处，建筑专业要求住宅第一层地面要高于商铺屋顶600mm。总平面图见图一。
图一 建筑总平面图
第一种方案：按错层进行设计。
1 错层结构规范的要求：
《高规》2010规定：10.4.3 错层结构中，错开的楼层不应归并为一个刚性楼板，计算分析模型应能反映错层影响。10.4.4 抗震设计时，错层处框架应符合下列要求：1 截面高度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于C30，箍筋应全柱段加密配置；2 抗震等级应提高一级采用，一级应提高至特一级，但抗震等级已经为特一级时应允许不再提高。10.4.6 错层处平面外受力的剪力墙厚度不应小于250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱。抗震等级应提高一级采用。混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.5%。
2 错层结构对结构抗震的不利影响：（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。（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，在水平地震作用和风荷载下会发生较大的扭转效应。（3）错层结构引起楼层概念模糊，使以层模型为基础的计算分析与实际不符。（4）错层结构的层高不一致，容易造成延性较差的短柱和矮墙，对结构抗震不利。
3 PM建模：采用增加标准层的方式。但由于结构中没有梁，不能以梁确定楼板的标高；同时因为墙在立面是连续的，也不能以墙确定楼板的标高。楼层标高通过【楼层组装】命令在楼层表中设定，程序自动在指定标高处布置整层楼板，而楼层结构中没有楼板的部分，可以用【楼板开洞/全房开洞】命令其设置洞口，或用【修改板厚】命令将板厚设定为0。这两条命令在开洞效果方面完全一致，不同之处仅在于前者在开洞处没有荷载，而后者保留开洞处的荷载。
4 SATWE计算：（1）根据规范精神，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。但各自独立计算的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。将这些楼板设定为“弹性膜”，计算时选择“总刚分析法”，将按两种模型定义的楼板的计算结果进行分析对比。（2）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.（3）抗震计算时应选择“考虑双向地震作用”和 “考虑偶然偏心”。（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、层间刚度比、层间受剪承载力比等计算失真，因此不宜机械地直接采用这些数值，而应加以分析判断和手工校核调整，确定其是否合理。层间位移比计算见图二。（5）SATWE可自动搜索错层结构中的跃层柱及正确设定其长度系数，但内力和配筋只能按楼层分段描述，可取各段配筋中的最大值出图。（6）考虑到错层结构计算分析的复杂性和不确定性，除了用SATWE等软件进行常遇地震下的弹性计算以外，必要时还应采用弹性动力程序分析和弹塑性静力分析，以便对比验算及找出需要加强的薄弱部位。
（a）错层结构 （b）楼层位移比的程序计算
（c）楼层位移比的手算核算
图二 位移比计算示意图
5错层部位的构造措施：对错层部位应优先考虑通过采取恰当的综合措施，消除或减轻错层给结构带来的不利影响。当楼面板变标高处合用同一根梁时，可考虑设置梁侧加腋（见图三）以改善水平力的传力途径。
图三 设置梁侧加腋
第二种方案：不按错层设计
在首层住宅底板上回填600mm炉渣，来实现建筑要求的功能。设计时增加了600mm炉渣的荷载，经计算板厚150mm即可满足要求，再将钢筋贯通连接，即可满足抗震概念设计的要求，也可避免错层结构。
3 结论
第一种方案涉及到了错层结构，错层结构在很大程度上违反了计算程序的基本假定，使有限元计算得不到与实际工程相符合的合理结果。如果能够回避，应尽量采用没有错层结构的设计方案。如不能回避，对错层结构更应当强调概念设计、方案选择和抗震措施的重要性。第二种方案是在楼板上增加了一些荷载，看似不是很合理，但是设计思路简单，易操作。以上两种方案比较的结果，显然是第二种设计方案比较合理，所以本工程采用了第二种方案。
对结构设计中局部降低（或抬高）的楼板，当周围楼板对该下降（或抬高）楼板的约束性强时，可不按错层计算（如同楼板开洞处理），而通过适当的构造处理加强周围楼板（可参考《混凝土高规》第3.4.8条的相关规定），改善楼板的水平传力途径。
参考文献：
[1]GB5011-2010.建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2010
[2]JGJ3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010
[3]朱丙寅.建筑结构设计问答及分析.北京：中國建筑工业出版社，2009