错层结构建模
结构错层处理
2.P-△效应对于多层结构P-Δ效应影响很小。
对于大多数高层结构，P-Δ效应影响将在5%～10%之间。
对于超高层结构，P-Δ效应影响将在10%以上。
所以在分析超高层结构时，应该考虑P-Δ效应影响。
(P-Δ效应对高层建筑结构的影响规律:中间大两端小) 三、对于框架结构： 1.两个相邻楼层错层小于500按一个楼层输入,大于500也按一个楼层输入,把其中一层的梁节点标高全部降(升)上去,相交的地方按层间梁方法再输入一根梁,这样计算书不会出问题.若按两层输入计算书会出现…楼层受剪承载力不能作为计算依据，只能作为参考（只能手工验算了）‟的问题。
剪力墙结构可按两层输。
2.如果错层梁按层间梁建模,在画结构平面图时没有楼板错层梁实际上还是楼层梁，要参与刚度计算；而层间梁不属于楼层不参与刚度计算3.我们设计院的总工是这么给我说的，框架的话，不超过3倍梁高就当一个标准层，剪力墙就应该当两个层来做4.错层梁在500以内按一层来处理，错层部位的柱要加强四、1,如果错层高度不大于框架梁高，可近似归并为同一楼层计算2,错层结构的实现：1)网格生成中定义上节点高，指相对标准层高的高差，定义之后，该节点处的柱、梁均与之同高。
此方法较方便。
2)主梁布置时利用梁顶标高1，2来实现，1指左（下），2指右（上），此方法不能改变柱的标高3)也可在本层修改中用错层斜梁实现基本上就这三种，可以选择适合你的一种。
五、下面结合PKPM软件,谈谈错层结构设计分析中应注意的问题. 1 错层结构的建模方式 1.1 错层框架结构建模 1.修改梁标高方式该方式适用于仅有个别楼层的个别房间错层的情况.PMCAD提供了【上节点高】,【错层斜梁】及单击鼠标右键的快捷构件修改方式,来指定或修改梁两端的标高,使部分房间周边的梁与同楼层其他梁标高不同.根据PKPM软件自动生成楼板,且楼板标高总与周边梁标高对齐的规律,使得这部分房间楼板标高也与该楼层其他楼板标高不同,从而实现了错层设计. 2.增加标准层方式该方式适用于很多楼层大量房间错层的情况.如果仍然使用修改梁标高的方式,虽然可行,但手工计算错层标高繁冗易出错,修改的工作量太大.在PMCAD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地分开,实现相同楼层梁板标高不同的目的. 该方式在工程中广泛应用,下面举例说明该类错层结构的建模过程. 某框架错层结构(图1),平面可均匀地划分为左,中,右三部分.左边1层,层高5m;中间2层,层高4m;右边2层,层高3m.该错层结构由于有5个不同标高的楼板,通过增加标准层后按5个标准层建立模型,楼层的层高取各楼板的高差,建模时仅复制轴网,梁和柱的布置范围按表1操作. 模型各楼层数据表 1 楼层号层高(m)柱布置范围梁布置范围层 1 3 全部右边层 2 1 全部中间层3 1 全部左边层4 1 中间和右边右边层5 2 中间中间1.2 错层剪力墙结构建模错层剪力墙结构也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;同时因为墙在立面上是连续的,也不能以墙确定楼板的标高.楼层标高应通过【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,而错层结构中没有楼板的部分,可以用【楼板开洞/全房间洞】命令将其设置为洞口,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板荷载,而后者保留了开洞处的荷载,设计人员可以灵活选用. 1.3 错层框剪结构建模可综合采用错层框架结构和剪力墙结构的方法. 1.4 错层砌体结构建模单从建模角度看,错层砌体结构可以采用错层混凝土剪力墙的建模方式;但从设计角度看,由于砌体结构按规范要求应采用基底剪力法作分析,而基底剪力法仅适用于平面规则对称的结构,不适用于错层结构分析.因此在抗震设防烈度较高的地区,不宜设计带错层的砌体结构.如楼板高差小于500mm,砌体结构可按没有错层设计;如楼板高差大于500mm,可通过设缝将错层砌体结构转换为不带错层的结构. 1.5 错层多塔结构建模错层多塔结构建模时,可以先用PMCAD按相同的楼层标高建立多塔模型,再利用SATWE前处理"多塔结构补充定义"中的【多塔立面/修改参数】命令,将各塔楼的相关塔段设定为不同的层高. 1.6建模注意事项(1)PM1中的【布层间梁】命令不是用来做错层结构的,其仅用于布置楼层之间的梁(如工业厂房的圈梁),该梁上不生成楼板. (2)PM2中的【楼板错层】命令主要用于设定部分房间楼板不同于本层标高,且高差较小的情况(如卫生间),而不能改变梁的标高,且仅对施工图有效,对计算没有影响,不能用于建立错层模型. 2 错层结构的计算分析 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.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. 3)错层结构引起楼层概念模糊,如例题本来是2层的框架结构,由于建模和计算的需要,人为地变成了5层,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,对结构抗震很不利. 2.2 错层结构计算分析中应注意的问题(1)根据规范精神,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.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.建议将这些楼板设定为"弹性膜",用SATWE计算时选择"总刚分析方法",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)错层结构属于复杂多高层结构,抗震计算时应选择"考虑双向地震作用";如是高层错层结构,还应选择"考虑偶然偏心".新版SATWE程序允许同时选择以上两项,程序分别计算,取不利情况. (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. (5)SATWE 可自动搜索错层结构中的跃层柱及正确设定其计算长度系数,但内力和配筋只能按楼层分段描述,设计人员可取各段配筋中的最大值出图. (6)目前SATWE没有自动搜索分析短柱和矮墙的功能,需要设计人员手工对这些容易发生脆性破坏的构件采取特别的加强措施. (7)考虑到错层结构计算分析的复杂性和不确定性,除了用SA TWE等软件进行常遇地震下的弹性计算以外,必要时还应采用EPDA程序进行弹塑性动力时程分析和Pushover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. (8)带转换层,加强层,连体,多塔等情况,或建筑各部分层数,结构布置或刚度等有较大不同的错层高层结构,即属于明显不规则的复杂高层建筑,根据建设部令第111号的精神,应进行专项审查,这是保证错层结构设计质量的重要措施. 3 错层结构的方案选择和抗震构造措施由于错层结构在很大程度上违反了计算分析程序的基本假定,使有限元计算未必能得到与实际工程相符的合理结果.如能回避,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. 3.1 尽可能选择没有错层的设计方案高规(JGJ3-2002)10.4.1条规定,抗震设计时,高层建筑宜避免错层,可以参考以下办法:1)如结构的错层楼板高差不大于梁高(或不大于500mm)时,可忽略楼板的高差,按没有错层计算.2)当结构仅有错层梁而没有错层楼板时,可以在PKPM 中用布置层间梁的方式建模,按非错层结构进行计算.3)当房屋不同部位因功能不同使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元,分别按非错层结构计算.4)多塔结构各塔层高不一致时,由于SATWE程序可以分别定义各塔层高及整体计算分塔输出结果,使这类错层多塔结构的建模和计算变得相对方便. 3.2 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剪力墙结构,而不宜采用框架结构(例题仅为说明错层的建模方式,没有推荐之意).4)错层处宜设置通高核心筒,其余部位布置带翼缘的剪力墙,错层处的剪力墙应少开洞,并布置边框柱和边框梁.5)错层楼板应尽量避免"一错到顶",可以每隔几个错层布置整层贯通楼板,板厚不小于150mm,双层双向配筋,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%. 3.3 强化错层结构的抗震构造措施(1)高层建筑错层处框架柱的截面高度不应小于600mm,混凝土不应低于C30,抗震等级应提高一级采用,箍筋应全柱段加密,并从严控制柱的轴压比. (2)错层处平面外受力的剪力墙,其截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于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,水平和竖向分布钢筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%,建议错层处墙肢按照剪力墙底部加强部位的要求增大剪力设计值二、2.P-△效应对于多层结构P-Δ效应影响很小。
建筑工程错层结构设计分析
Doors&Windows 摘
当今时代
2
错层结构是现代高层建筑中的一种常用结构形式错层结构具有着一些突出的优点
3
由于在建筑工程错层结构设计中抗的问题
顶层温度变化大指的是在建筑工程错层结构的顶层部分4
抗震性能的好坏直接关系着建筑工程质量安全的高低
在建筑工程错层结构的设计过程中
无论是在任何建筑结构的设计中
（下转第126页）
建筑规划与设计
123
2019.08
2019.08
Doors &Windows
量的贯通层来提升结构的稳定性建筑结构的安全性直接关系着人民的生命财产安全综上所述（上接第123页）
（上接第124页）
积的阳台则不宜设计吊顶4在户型的优化设计中综上所述2019(14):96.
的线路连接并将故障信息及时发送到通风空调设备配电控制综上所述场景中的应用需求对通风空调配电控制中心进行调整参考文献建筑规划与设计
126。
错层结构建模位移指标 yjk
错层结构建模位移指标yjk
摘要：
1.错层结构建模的概述
2.位移指标yjk 的定义和意义
3.错层结构建模中yjk 指标的应用
4.yjk 指标在错层结构建模中的优势和局限
正文：
错层结构建模是建筑结构分析中的一种重要方法，它能够有效地模拟结构的空间行为，为结构设计提供有力的依据。
在建筑结构分析中，位移指标是衡量结构位移变化的重要参数，它能够反映结构的稳定性和安全性。
其中，yjk 指标是错层结构建模中的重要位移指标，它表示的是结构在y 方向上的位移变化。
这个指标的定义和意义在于，它能够直观地反映出结构的位移变化情况，为结构设计者提供重要的参考信息。
在错层结构建模中，yjk 指标的应用非常广泛。
它可以用于分析结构的稳定性，也可以用于分析结构的安全性。
更为重要的是，它可以用于预测结构的位移变化，从而为结构设计提供依据。
然而，yjk 指标也有其自身的优势和局限。
一方面，yjk 指标能够直观地反映结构的位移变化，为结构设计提供有力的依据。
另一方面，yjk 指标并不能全面反映结构的位移变化，因为它只能反映结构在y 方向上的位移变化，而无法反映结构在x 和z 方向上的位移变化。
总的来说，错层结构建模中的yjk 指标是一个非常重要的位移指标，它能
够为结构设计提供重要的参考信息。
复杂高层二(错层、连体、多塔)
一、错层结构
何为错层：
1、有关于什么是错层结构有个解释，原文如下：由于建筑使用功能的需要，楼层结构不在
同一高度，当上下楼层楼面高差超过一般梁的截面高度时应按错层结构考虑。
2、
错层的建模：
1、对于框架结构可采用多个标准层的方法，楼层的层高取各楼板之间的高差
；
2、对于剪力墙结构
错层连接部位构件的受力以剪力和扭转为主，破坏形式为剪切脆性破坏。
错层连接部位构件配筋应加强：提高梁箍筋配箍率，柱为短柱箍筋沿全高加密，提高墙体配筋率、减小钢筋间距、增加钢筋直径，提高抗震等级
二、连体结构
各部分振动特性应该一致
8度长悬挑和大跨度都需要进行竖向地震计算
节点设计复杂，如果强连接，则两层塔楼的振动特性要求太高；否则，连体应做成一端铰接，一端滑动，比如弹性橡胶支座。
三、多塔
还是动力振动的影响
水平力传递遇到多个障碍。
多塔的判断，注意嵌固端的选择。
[精品文档]pkpm错层结构设计
![[精品文档]pkpm错层结构设计](https://img.taocdn.com/s3/m/8927294d1ed9ad51f01df238.png)
用pkpm设计错层结构简介：如何利用pkpm进行设计错层结构，过程中的参数设置关键字：错层结构建模方式计算分析错层结构是指在建筑中同层楼板不在同一高度,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,属于复杂多高层结构,因此错层结构在建模,计算,出图等各个设计环节上都有其特殊性,比平层结构的设计要困难得多.下面结合PKPM软件,谈谈错层结构设计分析中应注意的问题.1 错层结构的建模方式1.1 错层框架结构建模1.修改梁标高方式该方式适用于仅有个别楼层的个别房间错层的情况.PMCAD提供了【上节点高】,【错层斜梁】及单击鼠标右键的快捷构件修改方式,来指定或修改梁两端的标高,使部分房间周边的梁与同楼层其他梁标高不同.根据PKPM软件自动生成楼板,且楼板标高总与周边梁标高对齐的规律,使得这部分房间楼板标高也与该楼层其他楼板标高不同,从而实现了错层设计.2.增加标准层方式该方式适用于很多楼层大量房间错层的情况.如果仍然使用修改梁标高的方式,虽然可行,但手工计算错层标高繁冗易出错,修改的工作量太大.在PMCAD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地分开,实现相同楼层梁板标高不同的目的. 该方式在工程中广泛应用,下面举例说明该类错层结构的建模过程.某框架错层结构(图1),平面可均匀地划分为左,中,右三部分.左边1层,层高5m;中间2层,层高4m;右边2层,层高3m.该错层结构由于有5个不同标高的楼板,通过增加标准层后按5个标准层建立模型,楼层的层高取各楼板的高差,建模时仅复制轴网,梁和柱的布置范围按表1操作.模型各楼层数据表1楼层号层高(m)柱布置范围梁布置范围层1 3 全部右边层2 1 全部中间层3 1 全部左边层4 1 中间和右边右边层5 2 中间中间1.2 错层剪力墙结构建模错层剪力墙结构也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;同时因为墙在立面上是连续的,也不能以墙确定楼板的标高.楼层标高应通过【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,而错层结构中没有楼板的部分,可以用【楼板开洞/全房间洞】命令将其设置为洞口,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板荷载,而后者保留了开洞处的荷载,设计人员可以灵活选用.1.3 错层框剪结构建模可综合采用错层框架结构和剪力墙结构的方法.1.4 错层砌体结构建模单从建模角度看,错层砌体结构可以采用错层混凝土剪力墙的建模方式;但从设计角度看,由于砌体结构按规范要求应采用基底剪力法作分析,而基底剪力法仅适用于平面规则对称的结构,不适用于错层结构分析.因此在抗震设防烈度较高的地区,不宜设计带错层的砌体结构.如楼板高差小于500mm,砌体结构可按没有错层设计;如楼板高差大于500mm,可通过设缝将错层砌体结构转换为不带错层的结构.1.5 错层多塔结构建模错层多塔结构建模时,可以先用PMCAD按相同的楼层标高建立多塔模型,再利用SATWE前处理"多塔结构补充定义"中的【多塔立面/修改参数】命令,将各塔楼的相关塔段设定为不同的层高.1.6建模注意事项(1)PM1中的【布层间梁】命令不是用来做错层结构的,其仅用于布置楼层之间的梁(如工业厂房的圈梁),该梁上不生成楼板.(2)PM2中的【楼板错层】命令主要用于设定部分房间楼板不同于本层标高,且高差较小的情况(如卫生间),而不能改变梁的标高,且仅对施工图有效,对计算没有影响,不能用于建立错层模型.2 错层结构的计算分析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.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.3)错层结构引起楼层概念模糊,如例题本来是2层的框架结构,由于建模和计算的需要,人为地变成了5层,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,对结构抗震很不利. 2.2 错层结构计算分析中应注意的问题(1)根据规范精神,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.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.建议将这些楼板设定为"弹性膜",用SATWE计算时选择"总刚分析方法",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)错层结构属于复杂多高层结构,抗震计算时应选择"考虑双向地震作用";如是高层错层结构,还应选择"考虑偶然偏心".新版SATWE程序允许同时选择以上两项,程序分别计算,取不利情况.(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.(5)SATWE可自动搜索错层结构中的跃层柱及正确设定其计算长度系数,但内力和配筋只能按楼层分段描述,设计人员可取各段配筋中的最大值出图.(6)目前SATWE没有自动搜索分析短柱和矮墙的功能,需要设计人员手工对这些容易发生脆性破坏的构件采取特别的加强措施.(7)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EPDA程序进行弹塑性动力时程分析和Pushover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.(8)带转换层,加强层,连体,多塔等情况,或建筑各部分层数,结构布置或刚度等有较大不同的错层高层结构,即属于明显不规则的复杂高层建筑,根据建设部令第111号的精神,应进行专项审查,这是保证错层结构设计质量的重要措施.3 错层结构的方案选择和抗震构造措施由于错层结构在很大程度上违反了计算分析程序的基本假定,使有限元计算未必能得到与实际工程相符的合理结果.如能回避,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.3.1 尽可能选择没有错层的设计方案高规(JGJ3-2002)10.4.1条规定,抗震设计时,高层建筑宜避免错层,可以参考以下办法:1)如结构的错层楼板高差不大于梁高(或不大于500mm)时,可忽略楼板的高差,按没有错层计算.2)当结构仅有错层梁而没有错层楼板时,可以在PKPM中用布置层间梁的方式建模,按非错层结构进行计算.3)当房屋不同部位因功能不同使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元,分别按非错层结构计算.4)多塔结构各塔层高不一致时,由于SATWE程序可以分别定义各塔层高及整体计算分塔输出结果,使这类错层多塔结构的建模和计算变得相对方便.3.2 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剪力墙结构,而不宜采用框架结构(例题仅为说明错层的建模方式,没有推荐之意).4)错层处宜设置通高核心筒,其余部位布置带翼缘的剪力墙,错层处的剪力墙应少开洞,并布置边框柱和边框梁.5)错层楼板应尽量避免"一错到顶",可以每隔几个错层布置整层贯通楼板,板厚不小于150mm,双层双向配筋,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%.3.3 强化错层结构的抗震构造措施(1)高层建筑错层处框架柱的截面高度不应小于600mm,混凝土不应低于C30,抗震等级应提高一级采用,箍筋应全柱段加密,并从严控制柱的轴压比.(2)错层处平面外受力的剪力墙,其截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于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,水平和竖向分布钢筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%,建议错层处墙肢按照剪力墙底部加强部位的要求增大剪力设计值.总结当采用错层结构时，为了保证结构分析的可靠性，相邻错开的楼层不应归并为一个楼层计算框架错层：建议优先选用在错层处分开建模，即建立不同的楼层特别是错层较大时。
错层结构简介
错层结构分析1、对于错层结构，一般认为其不利因素有两个方面。
首先由于楼板分成数块，且相互错置，消弱了楼板协调结构整体受力的能力。
其次由于楼板错层，在一些部位形成短柱，使受力集中，不利于抗震。
2、分析表明，结构错层总会增大结构的侧向刚度，增加的幅度与错层的位置、梁柱线刚度比、作用荷载方式等多种因素有关。
在整体结构中，错层的构仅是其中的一部分，错层引起的结构刚度增大的幅度还与错层构件在结构中所占的比例有关，如果错层构件越多，则整体侧向刚度增加的幅度越大，反之则增加幅度有限。
3、错层对结构整体性的影响图一、错层结构图二、错层相对变形振型如图一所示的错层结构，A、B两个较为完整的结构之间的联系仅为中间的错层柱或墙。
相对平面刚度无限大的楼板，这些错层柱或墙的弯剪刚度是很小的，因此A、B两部分的联系较微弱。
当两部分变形不协调时，可能会在错层柱或墙中形成较大的内力和变形。
在无错层的结构中，由于楼板刚度可以假设成无限大，因此在分析水平力作用下的内力和变形时，往往将水平力假设成单边作用。
但在错层结构中，这样分析对错层柱或墙是不符合实际情况而且是偏保守的。
因为，实际情况是双边作用（特别在风荷载作用下，迎风面和背风面分别按不同风压系数加载），而其中一面对错层柱或墙来说是有利作用。
在地震作用下，两部分的质量和刚度越接近，错层柱或墙产生的附加内力和变形越小。
在地震作用下，会存在图二所示的两部分结构相向变形而使错层柱或墙变形极大的振型。
但经分析这些都是高振型，所产生的地震力很小，与第一振型相比可以忽略。
错层住宅并非越错越好随着人们生活水平的提高，对房型的要求越来越挑剔，精明的开发商摸透消费者的心理，有建房时也越来越把精力注重于居住生活空间的舒适性，因而相继有了多层住宅、中高层住宅、高层住宅，联体别墅、独立别墅，错层住宅也应运而生。
对于错层住宅的是非利弊，目前还有争议，其中重要一条是住宅设计与抗震安全要求一、错层住宅的概念每套住宅房型的平面，其不同使用功能不在同一平面层上，形成多个不同标高平面的使用空间和变化的视觉效果。
结构计算中遇到结构错层的处理方式(值得收藏)
结构计算中遇到结构错层的处理方式（值得收藏）一．对错层的楼层应采用弹性楼板计算对错层的楼板不应再按照默认的刚性板计算,一般至少应按照弹性膜计算,按照刚性板计算时容易发生错层处短柱的超限.错层处应使用弹性膜（50016）上部结构计算中,软件对于水平的楼板自动按照默认的刚性板计算.当楼板出现错层时,软件默认按照竖向错开的两块或者多块刚性板计算,这种相距过近的刚性板容易导致应力集中、导致某些构件的内力异常现象,其中最常见的是短柱超限.为了避免错层结构的计算异常,可把存在错层楼板的楼层设置为全部或者局部弹性板,至少设置为弹性膜,设置弹性板将增加计算工作量,按照现在YJK的计算能力,这种计算量的增加对计算效率的影响很小.当错层结构出现某些构件超限时,可首先采取的措施就是将超限构件周边的楼板设置为弹性膜或者其他类型的弹性板.1、用户问题第一层中左侧局部梁降标高2m,造成相连的三根柱计算结果超限,什么原因？错层处的柱抗剪超限,查看该柱的构件信息,可见X向组合剪力达到3309kn,截面不满足抗剪要求.查看X向地震的单工况剪力,该柱剪力突变,达到768kn.该柱的纵向配筋也较大.2、查找问题YJK错层处短柱抗剪超限,经查X向地震剪力达到将近800,出现突变增大,而相邻柱的剪力在100-200.剪力出现突变增大的原因是错层高低跨处按照默认的刚性板计算,由于上下两块刚性板作用,容易发生短柱的剪力突变.3、解决方案解决方案是将这里的楼板设置为弹性膜,本例设为弹性膜再计算后,错层处短柱剪力降为328,X向组合剪力从3309降低到1560,不到原来的一半,不再抗剪超限.该柱的纵向配筋也大大较少.错层处刚性板模型容易剪力突变,解决方案为把楼板设置为弹性膜,这是一个典型常见问题.4、小结上部结构计算中,软件对于水平的楼板自动按照默认的刚性板计算.当楼板出现错层时,软件默认按照竖向错开的两块或者多块刚性板计算,这种相距过近的刚性板容易导致应力集中、导致某些构件的内力异常现象.为了避免错层结构的计算异常,可把存在错层楼板的楼层设置为全部或者局部弹性板,至少设置为弹性膜,设置弹性板将增加计算工作量,按照现在YJK的计算能力,这种计算量的增加对计算效率的影响很小.当错层结构出现某些构件超限时,可首先采取的措施就是将超限构件周边的楼板设置为弹性膜或者其他类型的弹性板.二．错层处主梁内力不连续（壳元梁例）1、用户问题67247-三层顶上翻大梁中段弯矩等受力异常,主梁内力不连续2、查找问题错层梁出现主梁弯矩不连续,本例跨中错层处的左端弯矩为12374,右端弯矩为4273.这种不连续是由于错层梁的计算模型中存在错层距离长的竖直刚臂（简图中的粉红色线条）.这种计算模型对错层梁的计算就是这个状况,误差较大.为了进行对比,可可先把上翻的大梁降标高为平梁,计算后,跨中梁的弯矩左端与右端基本相同,分别为9419和9437.再将错层梁模型的大梁改为按照壳元梁计算,壳单元梁比杆单元梁计算更接近实际,计算结果跨中梁的弯矩左端与右端基本相同,分别为10306和10304.再将错层梁模型的大梁改为按照实体单元梁计算,实体单元梁比杆单元梁计算更接近实际,计算结果跨中梁的弯矩左端与右端基本相同,分别为11969和11956.3、解决方案梁支座弯矩跨中左跨中右默认的计算模型12742123744273取消错层1728094199437按壳元梁计算165471030610304按实体元计算116761196911956经以上三种情况的比较,这种大截面的上翻错层梁,用杆单元模拟,通过刚臂考虑不同截面之间的偏心影响是失真的,分别改用壳元和实体单元定义该梁重新计算,可以看出可使计算结果更加符合实际情况.4、小结对有截面尺寸大、且较大错层的梁,错层次梁通过施加刚臂方式考虑偏心的影响,但对于刚性板假定下,会导致楼面的刚性板块与刚臂连接的相互作用,对主梁结果影响过大,导致错层主梁弯矩突变,所以这种情况按一般计算方法误差较大,使用降低该梁到平层的方法可以证实计算模型造成的误差,这种情况应该采用壳元或实体单元计算模型.三．错层位置弹性板无网格划分1、用户问题66824-错层板未生成网格划分,地下室顶板处有局部降板,降板处设墙,两侧指定弹性板,计算之后三维显示没有弹性板结果,麻烦帮忙看下,谢谢.2、查找问题经查,在第六标准层的楼板布置中输入了100mm的楼板错层3、解决问题您的梁标高已经降下去了,不用再输入楼板错层,输入为0就行,对于整体计算来说这个楼板错层没有什么用.4、小结好多错层结构,设置了弹性板不能生成网格划分,都是因为输入了楼板错层所致,对于错层来说只要按错层位置的实际标高输入了梁,软件能在错层楼面位置生成楼板,无需再输入这个楼板错层.此参数对整体计算没有作用,只对施工图有微小影响.四．对“构件标高忽略=500”的处理在YJK的配置文件中有个内部控制参数文本,具体路径为,XP系统：C:\Documents and Settings\All Users\ApplicationData\yjkSoft\YJKS1.8\config,WIN7Win10系统：C:\ProgramData\yjkSoft\YJKS1.8\config,控制参数文本为：其中的参数“构件标高忽略”的作用是在计算模型把楼层内梁端之间竖向距离小于该参数值时合并,默认值是500mm,合并500mm高差的梁,继承的是PKPM的做法.具体来说该参数的作用体现在两个方面,第一方面是把位于同一轴线的小于该参数的两根梁自动归并,第二方面是梁交叉连接但高差小于该值时有高差梁变为斜梁,因此该参数是对计算模型的一种简化归并.1、问题1不同楼板错层下的不同计算模型如下工程,同一层内有三种不同的楼板高度,错层值分别为750mm、350mm和400mm.由于参数“构件标高忽略”的默认值为500mm,计算模型在错层值为750mm处的计算模型正常,但是错层值为350mm和400mm处的错层梁变成斜梁,且错层高低跨处生成弹性斜板.这种同一层的三种错层梁的处理可能使计算出现异常,可以人工修改参数“构件标高忽略”值为100mm,此后生成的计算模型错层处都正常了.2、问题2位于同一轴线的平梁和斜梁被归并设置坡道时,常需布置斜的错层梁,如下实例中,当斜梁的高差小于500mm时,计算模型将把斜梁归并,斜的坡道楼板也变成平的楼板了,这显然与实际模型不符.解决方案是人工修改参数“构件标高忽略”值为100mm,此后生成的计算模型错层处都正常了.4、小结在软件的配置文件中的构件的忽略标高,含义为此距离范围内的标高调整,软件都是归并为楼面梁,若是要考虑小于此距离的错层或斜梁的标高调整,可以人工改小此值,在软件的后续版本中会把软件的默认隐含值改小一些.注：1.8.2.1版本后,参数“构件标高忽略”的默认值已从500mm降到了300mm.五．把位于上层的层间梁输到了本层1、用户问题：层间梁结果异常2、查找问题查看单工况内力可以看到主要是恒载内力异常,其他工况都没有问题,可初步判断为施工次序的问题,到前处理查看施工次序示意：可以看到施工模拟不正确.3、解决问题把此部分通过导到空间,导至空间层,再在空间建模模块把此部分层间梁导到第二层.导到上层重新计算后,结果正常,不再有超限的层间梁：当然即使不调整建模,把手工调整施工次序也能解决此问题,不过建议修还是最好改为更合理的建模方式.4、小结一般层间梁或者错层的梁标高与楼面梁的标高不同,建模时不要把本层的层间梁建在下层,因为软件默认是按楼层顺序进行施工模拟的,所以在下层建入上层的层间梁,会导致在施工模拟时,梁下部无支撑构件使恒载内力异常,一般建模都在一个标准层建模以保证施工模拟符合实际情况.六．用实体单元解决复杂错层的超限问题1、用户问题处于顶部的第九标准层柱子配筋突然增大,不知道是模型哪里有问题.2、查找原因超限部位位于顶层,受力不大,但是由于同一房间错层有两处,导致边框柱被分成三段.查看该柱的构件信息,可见该超限柱地震各工况的剪力异常大,导致该柱抗剪超限,这种情况就是计算模型的应力集中导致的不正常现象.3、解决问题把该层超限处的边框柱和墙体定义为实体单元,计算后再查看结果,可见该短柱的地震工况剪力降低到原来的10%,该柱不再超限.4、小结：对于这种较复杂的错层结构,按实体单元模拟效果更真实,能有效减少应力集中造成的超限.。
浅谈建筑工程错层结构设计
浅谈建筑工程错层结构设计引言随着现在人们收入的逐渐提高，人们对于自己的生活品质的注重程度越来越高了，住宅与现在人们的生活是息息相关的，现在的人们对于建筑提出了更多的要求，对于一个建筑空间当中不同的空间是有着不同的功能需求的，为了能够更好的在有限的空间当中使建筑物能够发挥出更多的功能，我们需要做的就是采用一种更加合理的利用建筑空间的结构设计方法，错层结构设计就是能够合理的满足现在人们对于建筑物要求的一种设计方法。
错层结构当中的错层就是指的建筑物的楼板的实际高度超过了六百毫米以上，并且高度超过来原来的梁的高度，当然错层结构的特点不仅仅是这一点，同时在建筑物的面积方面也是有着自己的要求，错层结构当中错层的结构需要达到楼层总面积的百分之三十。
一、错层结构的定义在《高规》当中针对错层结构有专门的章节来进行相关的介绍，其中除了对于错层结构的部位进行详细的规定之外，还针对错层结构的最大适用高度进行了一定的控制。
但是在实际的建筑工程当中，错层结构的错层类型却是十分的复杂多变的，某些错层比较小的结构可以不看做错层结构。
虽然在《高规》当中没有进行相关的规定，但是按照相关的资料分析，我们可以按照以下的原则来对错层结构进行把握。
第一点，错层的面积比较小，没有达到建筑物该层面积的百分之三十。
第二点，楼层的标高相差不大于普通的框架梁的截面高度。
第三點，平面规则的剪力墙结构，当纵横墙体能够直接传递各错层楼面之间的楼层剪切力。
上面所说的这三种结构虽然都是属于楼板的错层结构，但是不属于建筑物错层结构。
二、错层结构的特点错层结构在现在的建筑工程当中是非常的复杂的一种结构，在相应的错层区域需要根据实际进行施工的工程来进行科学的计算，然后在对建筑的抗侧力构建进行设置。
同时在实际的设计建设过程当中还会出现这种情况，那就是在进行计算的过程当中因为计算的高度不同而造成一定的结构刚度的变化。
在剪力墙结构进行了错位之后十分容易因为建筑物的使用功能造成错动或者是叠合错动，剪力墙使得洞孔的布置出现了不规则的情况。
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错层结构是指在建筑中同层楼板不在同一高度,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,属于复杂多高层结构,因此错层结构在建模,计算,出图
错层结构是指在建筑中同层楼板不在同一高度,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,属于复杂多高层结构,因此错层结构在建模,计算,出图等各个设计环节上都有其特殊性,比平层结构的设计要困难得多.下面结合PKPM软件,谈谈错层结构设计分析中应注意的问题.
1 错层结构的建模方式
1.1 错层框架结构建模
1.修改梁标高方式
该方式适用于仅有个别楼层的个别房间错层的情况.PMCAD提供了【上节点高】,【错层斜梁】及单击鼠标右键的快捷构件修改方式,来指定或修改梁两
端的标高,使部分房间周边的梁与同楼层其他梁标高不同.根据PKPM软件自动生成楼板,且楼板标高总与周边梁标高对齐的规律,使得这部分房间楼板标高也与该楼层其他楼板标高不同,从而实现了错层设计.
2.增加标准层方式
该方式适用于很多楼层大量房间错层的情况.如果仍然使用修改梁标高的方式,虽然可行,但手工计算错层标高繁冗易出错,修改的工作量太大.在PMCAD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地分开,实现相同楼层梁板标高不同的目的. 该方式在工程中广泛应用,下面举例说明该类错层结构的建模过程.某框架错层结构(图1),平面可均匀地划分为左,中,右三部分.左边1层,层高5m;中间2层,层高4m;右边2层,层高3m.该错层结构由于有5个不同标高的楼板,通过增加标准层后按5个标准层建立模型,楼层的层高取各楼板的高差,建模时仅复制轴网,梁和柱的布置范围按表1操作.
模型各楼层数据
表1
楼层号层高(m)柱布置范围梁布置范围
层1 3 全部右边
层2 1 全部中间
层3 1 全部左边
层4 1 中间和右边右边
层5 2 中间中间
1.2 错层剪力墙结构建模
错层剪力墙结构也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;同时因为墙在立面上是连续的,也不能以墙确定楼板的标高.楼层标高应通过【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,而错层结构中
没有楼板的部分,可以用【楼板开洞/全房间洞】命令将其设置为洞口,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板荷载,而后者保留了开洞处的荷载,设计人员可以灵活选用.
1.3 错层框剪结构建模
可综合采用错层框架结构和剪力墙结构的方法.
1.4 错层砌体结构建模
单从建模角度看,错层砌体结构可以采用错层混凝土剪力墙的建模方式;但从设计角度看,由于砌体结构按规范要求应采用基底剪力法作分析,而基底剪力法仅适用于平面规则对称的结构,不适用于错层结构分析.因此在抗震设防烈度较高的地区,不宜设计带错层的砌体结构.如楼板高差小于500mm,砌体结构可按没有错层设计;如楼板高差大于500mm,可通过设缝将错层砌体结构转换为不带错层的结构.
1.5 错层多塔结构建模
错层多塔结构建模时,可以先用PMCAD按相同的楼层标高建立多塔模型,再利用SATWE前处理"多塔结构补充定义"中的【多塔立面/修改参数】命令,将各塔楼的相关塔段设定为不同的层高.
1.6建模注意事项
(1)PM1中的【布层间梁】命令不是用来做错层结构的,其仅用于布置楼层之间的梁(如工业厂房的圈梁),该梁上不生成楼板.
(2)PM2中的【楼板错层】命令主要用于设定部分房间楼板不同于本层标高,且高差较小的情况(如卫生间),而不能改变梁的标高,且仅对施工图有效,对计算没有影响,不能用于建立错层模型.
2 错层结构的计算分析
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.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.3)错层结构引起楼层概念模糊,如例题本来是2层的框架结构,由于建模和计算的需要,人为地变成了5层,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,对结构抗震很不利.
2.2 错层结构计算分析中应注意的问题
(1)根据规范精神,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.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.建议将这些楼板设定为"弹性膜",用SATWE计算时选择"总刚分析方法",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)错层结构属于复杂多高层结构,抗震计算时应选择"考虑双向地震作用";如是高层错层结构,还应选择"考虑偶然偏心".新版SATWE程序允许同时选择以上两项,程序分别计算,取不利情况.
(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.
(5)SATWE可自动搜索错层结构中的跃层柱及正确设定其计算长度系数,但内力和配筋只能按楼层分段描述,设计人员可取各段配筋中的最大值出图.
(6)目前SATWE没有自动搜索分析短柱和矮墙的功能,需要设计人员手工对这些
容易发生脆性破坏的构件采取特别的加强措施.
(7)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EPDA程序进行弹塑性动力时程分析和Pushover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.
(8)带转换层,加强层,连体,多塔等情况,或建筑各部分层数,结构布置或刚度等有较大不同的错
层高层结构,即属于明显不规则的复杂高层建筑,根据建设部令第111号的精神,应进行专项审查,这是保证错层结构设计质量的重要措施.
3 错层结构的方案选择和抗震构造措施由于错层结构在很大程度上违反了计算分析程序
的基本假定,使有限元计算未必能得到与实际工程相符的合理结果.如能回避,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.
3.1 尽可能选择没有错层的设计方案
高规(JGJ3-2002)10.4.1条规定,抗震设计时,高层建筑宜避免错层,可以参考以下办法:1)如结构的错层楼板高差不大于梁高(或不大于500mm)时,可忽略楼板的高差,按没有错层计算.2)当结构仅有错层梁而没有错层楼板时,可以在PKPM中用布置层间梁的方式建模,按非错层结构进行计算.3)当房屋不同部位因功能不同使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元,分别按非错层结构计算.4)多塔结构各塔层高不一致时,由于SATWE程序可以分别定义各塔层高及整体计算分塔输出结果,使这类错层多塔结构的建模和计算变得相对方便.
3.2 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剪力墙结构,而不宜采用框架结构(例题仅为说明错层的建模方式,没有推荐之意).4)错层处宜设置通高核心筒,其余部位布置带翼缘的剪力墙,错层处的剪力墙应少开洞,并布置边框柱和边框梁.5)错层楼板应尽量避免"一错到顶",可以每隔几个错层布置整层贯通楼板,板厚不小于150mm,双层双向配筋,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%.
3.3 强化错层结构的抗震构造措施
(1)高层建筑错层处框架柱的截面高度不应小于600mm,混凝土不应低于C30,抗震等级应提高一级采用,箍筋应全柱段加密,并从严控制柱的轴压比.
(2)错层处平面外受力的剪力墙,其截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于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,水平和竖向分布钢筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%,建议错层处墙肢按照剪力墙底部加强部位的要求增大剪力设计值.。