本篇主要介紹高烈度多層框架結構錯層時如何進行結構設計，以及如何正確地分析電算結果，必要時應手算校核使其滿足規(guī)范及實際設計要求。
前段時間設計一框架結構售樓處，根據建筑使用功能要求，地上部分主要有三大塊功能分區(qū)：沙盤展廳部分為通高一層，層高10.1m；休息洽談及內部辦公區(qū)域分為兩層，層高分別為5.6m和4.5m；樣板間分為三層，層高為3.6x2+3.15m（此部分頂層為坡屋面）；故形成錯層結構，局部平剖面見圖1和圖2。
項目所在地區(qū)抗震烈度分別為8度（0.20g），一組，場地類別為Ⅱ類，丙類設防。地下一層為車庫，運用PKPM進行結構設計計算。
圖1 建筑二層平面布置圖
圖2 建筑剖面
結構的難點和重點
工程規(guī)�？此坪苄�，但是平面和豎向均不規(guī)則，無論躍層柱還是錯層可均歸納為樓板局部不連續(xù)，進而引起樓層側向剛度和抗剪承載力存在突變。使用pkpm軟件進行計算，躍層柱屬于很普遍的情況，主要注意正確定義柱子的計算長度，而錯層屬于比較復雜的情況，也是本工程的難點，按照慣例和個人工程經驗，個人建議計算錯層一般按以下情況對待：當錯層部位相鄰高差不大于樓層樓層普遍梁高且不大于600mm時，按照一個標準層計算，其余情況則應增加標準層來計算設計。
結構計算中的問題和原因
明確計算方法，我們按部就班進行pkpm建模計算，由于錯層和坡屋面的原因，模型分為6個標準層，層高依次為4.8（地下）+3.6+1.8（最先方案）+1.8+2.9+3.15（坡屋面），根據建筑圖按常規(guī)輸入各構件及荷載計算，查看計算結果發(fā)現如下問題：
整體指標方面：地下一層和頂層坡屋面層除外，其余各標準層存在相鄰樓層側向剛度比和抗剪承載力之比不滿足規(guī)范的情況，層間位移角Y方向為1/529，大于1/550，位移比1.30。
配筋方面：錯層處框架柱剪壓比在第一第二標準層超限。
原因分析：計算時為了模擬真實的受力情況，我們將錯層兩側按照兩個標準層來輸入，形成個別樓層層高較小，如第三層為1.8m，與首層3.6m相差很大，造成剛度和抗剪承載力相差過大；錯層柱剪壓比超限也由此而引起。
解決方法
明確問題產生原因，下一步我們就努力減小由于層高差距引起的剛度突變。
在最大化滿足建筑使用的前提下，我們把首層休息辦公區(qū)域層高抬高200mm（樣板間部分3.6m不能變化），即最終的三四標準層層高為2.0m+1.6m，其次加大第三標準層框架梁梁高及梁寬來增加剛度（優(yōu)選梁高，但往往梁高受限，本工程框架柱為700x700，根據建筑要求也不可加大），同時降低下層結構剛度，如減小部分框架梁梁高。
錯層柱超限可通過減小截面削弱其剛度，降低所受地震力，但同時考慮Y向位移角不足，采取加大此排框架柱尺寸至800x800。
根據上述方法，又對個別細節(jié)部位構件反復調整計算，結果顯示側向剛度比、抗剪承載力之比和層間位移角（最大為1/607<1/550）, 最大位移比為Y-偶偏下為1.26，均滿足規(guī)范要求，錯層柱不再超限。
容易忽略的重要指標復核
計算到這里，查看pkpm結果各項都滿足規(guī)范就開始進行繪圖工作為時尚早。
這里還要清楚一點，錯層結構建模中人為的增加了大量的標準層，造成計算中跨層部分位移角和位移比結果失真，不能區(qū)別真實樓層與計算樓層的關系，故必須對實際高度進行手算補充校驗。詳細介紹可參照《建筑結構設計問答及分析》第3.6.3條，針對本工程需要對標高5.6m（休息辦公區(qū)域頂板處，層高5.6m）、標高7.2m（二層樣板間頂板處，層高3.6m）和標高10.1m（二層辦公區(qū)域頂板處，層高4.5m）進行校核，位移角校核見下表1，位移比校核見表2（鑒于篇幅限制，表2只列出X+和Y-兩個方向中位移比最大的一組數據）。
表1.1
表1.2
表2.1
表2.2
通過上表可以看出，手算補充結果中位移角最大值為Y向7.2m標高處，1/616<1/550,滿足規(guī)范要求，但我們注意下與pkpm計算結果里面7.2m標高處比較，1/616>1/632,所以補充驗算是必要的也是必須的。位移比最大值1.25為Y-標高7.2m處，也滿足我們的計算要求。
一些構造措施
到這里我們的方案和計算已基本完成，開始施工圖繪制。本工程雖然屬于多層框架，但錯層受力復雜，我們仍然可以參照《高規(guī)》第10.4節(jié)內容，錯層柱提高抗震等級，箍筋全高加密，同時為了提高錯層柱延性，參照《抗規(guī)》第6.3.6條文說明，錯層柱內設置核芯柱，如圖2；錯層兩側樓板定義彈性膜計算，板厚最小120mm，配筋雙層雙向。
引申和結論
現在隨著建筑功能的多樣化，對結構工程師的要求也越來越高，對結構方案和軟件計算的分析和判斷尤為重要。不能機械的只運用計算機，只要電算結果不超限就認為方案可行甚至合理，也要結合實際情況對計算結果進行評估，必要時必須手算補充驗算，確保工程安全！
圖2 錯層柱內置芯柱大樣圖
