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建筑設計中板柱結構的適用高度

日期:2013-08-14 18:28:04 來源:www.078045.live 作者:優質論文網

【摘要】 板柱結構是一種經常被采用的結構體系,它具有不少優點,如施工支模及綁扎鋼筋較簡單,結構本身高度較小,可以減少建筑物的層高,從而降低建筑物的造價等等,但由于此種結構在遭受較強地震作用時,其板柱節點的抗震性能不如有梁的梁柱節點,此外,地震作用產生的不平衡彎矩要由板柱節點傳遞,它在柱周邊將產生較大的附加應力,當剪應力很大而又缺乏有效的抗剪措施時,有可能發生沖切破壞,甚至導致結構的連續破壞。因此,新的抗震規范對于板柱-抗震墻結構的適用高度,作了較嚴格的規定。但是,實際工程中,對于板柱結構還是有大量要求的,本文目的,是想提供一些措施,使板柱結構可以建筑得更高一些,以滿足實際需求。
  【關鍵詞】 建筑 板柱結構 使用高度
  
  1.綜述
  由于板柱結構(無抗震墻者)抗震性能較差,北京市建筑設計院1992年出版的《結構專業技術措施》中規定,在抗震設防烈度為6度的地區,層數不能超過四層,房屋總高不能超過16m,7度區為三層及12m,8度區為二層及8m。(以上指未設抗震墻的板柱結構)新的抗震規范GB50011-2001對于板柱結構作了比較嚴格的規定,例如,對于適用最大高度,6、7、8度區分別為40,35,30米;抗震墻應能承擔全部地震作用,板柱部分能額外承擔全部地震作用的20%;沿兩個主軸方向通過柱截面的板底連續鋼筋,有數量的要求(抗震規范6.6.9式)等等。
  在抗震規范表6.1.1,現澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度中,有板柱-抗震墻結構,但是沒有不設抗震墻的板柱結構,它的意思是,不推薦采用不設抗震墻的板柱結構。
  此外,目前有一種說法:抗震規范對于各種結構體系的房屋,都有一個“限制高度”,這是一個誤解。的確,包括過去的抗震規范都提出了“適用的最大高度”,但這并不是“限制高度”,它的意思是,在使用該規范進行設計,并遵守規范的計算、構造等一系列要求,各種體系在各設防烈度時,該規范的適用范圍,是多少高度。例如,在8度區,框架-抗震墻按該規范設計時,適用到100m高度。如果建筑物高度需要高于100m,就需采取比規范內容更嚴格的措施(包括計算與構造),并經過規定的審查,只要符合要求,是可以超過抗震規范表6.1.1中的高度的??傊?并無“限高”的說法。如果限制高度,只許建多少米,豈不是限制了科技的進步?
  新抗震規范對于板柱-抗震墻的適用高度,規定得較低,這對于一般的高層建筑,是遠遠不夠用的。是否可以建得更高一些,可以根據從震害分析著手:
  美國阿拉斯加四季公寓的倒塌,往往被認為是板柱-抗震墻性能不好的一個例證。但從林同炎事務所的分析報告來看,該工程的設計按100%地震力由核心筒來承擔,在承載力方面也是足夠的,只因施工單位在鋼筋接頭上未按規定施工,才造成嚴重破壞。
  阿爾及利亞的倒塌事故,是由于該工程為純板柱結構(樓板為雙向密勒,無梁),層高較高,跨度也較大。此種結構不能抵抗地震是不足為奇的,也不提倡此類結構。
  綜上所述,板柱結構的破壞主要是:
 ?、? 未布置一定數量的抗震墻,因而地震作用全由板柱框架承受。由于未布置抗震墻,此種結構的節點剛度又相對較弱,因此側向位移常較大。由于它延性差,抗彎和變形能力很弱,再加上P-⊿效應,在強震時造成嚴重破壞甚至倒塌是很可能的。
 ?、? 板柱節點處,樓板抗沖切能力差。在柱子周邊板內,未設置抗沖切的鋼筋,或設置得不恰當,節點處不平衡彎矩對樓板造成的附加剪應力未適當考慮,柱周邊板的厚度不夠,使抗剪箍筋不易充分發揮作用,或柱子縱筋在節點處滑移。
  由于這些原因,在強震時使墻板產生沖切破壞,隨之樓板墜落,造成巨大損失。明白了板柱的破壞原因,采取相應有效的措施之后,板柱-抗震墻結構的抗震性能,將能有很大的提高,其設計強度也將提高。
  2.板柱-抗震墻的設計建議
  2.1結構布置
  2.1.1應布置足夠數量的抗震墻(包括核心筒),墻的位置宜避免偏心。
 


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