板柱結(jié)構(gòu)的適用高度

1、關(guān)于板柱結(jié)構(gòu)的適用高度1綜述板柱結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)常被采用的結(jié)構(gòu)體系，它具有不少優(yōu)點，如施工支模及綁扎鋼筋較簡單，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)在遭受較強地震作用時，其板柱節(jié)點的抗震性能不如有梁的梁柱節(jié)點，此外，地震作用產(chǎn)生的不平衡彎矩要由板柱節(jié)點傳遞，它在柱周邊將產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，當剪應(yīng)力很大而又缺乏有效的抗剪措施時，有可能發(fā)生沖切破壞，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的連續(xù)破壞。因此，新的抗震規(guī)范對于板柱抗

2、震墻結(jié)構(gòu)的適用高度，作了較嚴格的規(guī)定。但是，實際工程中，對于板柱結(jié)構(gòu)還是有大量要求的，本文目的，是想提供一些措施，使板柱結(jié)構(gòu)可以建筑得更高一些，以滿足實際需求。震害實例（略）由于板柱結(jié)構(gòu)（無抗震墻者）抗震性能較差，北京市建筑設(shè)計院1992年出版的《結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》中規(guī)定，在抗震設(shè)防烈度為6度的地區(qū)，層數(shù)不能超過四層，房屋總高不能超過16m，7度區(qū)為三層及12m，8度區(qū)為二層及8m。（以上指未設(shè)抗震墻的板柱結(jié)構(gòu)）新的抗震規(guī)范GB5001

3、12001對于板柱結(jié)構(gòu)作了比較嚴格的規(guī)定，例如，對于適用最大高度，6、7、8度區(qū)分別為40，35，30米；抗震墻應(yīng)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(xù)鋼筋，有數(shù)量的要求（抗震規(guī)范6.6.9式）等等。在抗震規(guī)范表6.1.1，現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度中，有板柱抗震墻結(jié)構(gòu)，但是沒有不設(shè)抗震墻的板柱結(jié)構(gòu)，它的意思是，不推薦采用不設(shè)抗震墻的板柱結(jié)構(gòu)。此外，目前有一種說法：抗震規(guī)范對

4、于各種結(jié)構(gòu)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(guī)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(guī)范進行設(shè)計，并遵守規(guī)范的計算、構(gòu)造等一系列要求，各種體系在各設(shè)防烈度時，該規(guī)范的適用范圍，是多少高度。例如，在8度區(qū)，框架抗震墻按該規(guī)范設(shè)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(guī)范內(nèi)容更嚴格的措施（包括計算與構(gòu)造），并經(jīng)過規(guī)定的審查，只要符合要求，是可以超

5、過抗震規(guī)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(guī)范對于板柱抗震墻的適用高度，規(guī)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(jù)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(wù)所的分析報告來看，該工程的設(shè)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

6、按規(guī)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(jié)構(gòu)（樓板為雙向密勒，無梁），層高較高，跨度也較大。此種結(jié)構(gòu)不能抵抗地震是不足為奇的，也不提倡此類結(jié)構(gòu)。1985年墨西哥地震，板柱結(jié)構(gòu)遭受破壞，主要由于板柱節(jié)點抗沖切能力不足，如果按我國新的抗震規(guī)范的要求去設(shè)計，再在沖切方法上作改進，并加強抗震墻的構(gòu)造，這類破壞是可以避免的。綜上所述，板柱結(jié)構(gòu)的破壞主要是：①未布置一定數(shù)量的抗震墻，因而地震作用全由板柱框架承受。由于未

7、布置抗震墻，此種結(jié)構(gòu)的節(jié)點剛度又相對較弱，因此側(cè)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(yīng)，在強震時造成嚴重破壞甚至倒塌是很可能的。②板柱節(jié)點處，樓板抗沖切能力差。在柱子周邊板內(nèi)，未設(shè)置抗沖切的鋼筋，或設(shè)置得不恰當，節(jié)點處不平衡彎矩對樓板造成的附加剪應(yīng)力未適當考慮，柱周邊板的厚度不AS≥NGfy式中，AS——板底連續(xù)鋼筋總截面面積?？砂疵糠较?2AS配置，此鋼筋應(yīng)位于柱截面范圍內(nèi)。NG——各層樓板傳到柱子的軸壓力，取

8、設(shè)計值fy——該連續(xù)鋼筋的抗拉強度設(shè)計值。227應(yīng)考慮由于板柱節(jié)點處的不平衡彎矩引起的附加剪應(yīng)力。23構(gòu)造2318度時宜采用有托板的板柱節(jié)點，托板根部的厚度（包括板厚）不宜小于柱縱筋直徑的16倍。托板的邊長不宜小于4倍板厚及截面相映邊長之和。7度時也宜盡可能設(shè)置托板。232宜在柱上板帶中設(shè)置暗梁。暗梁寬度可取柱寬及柱兩側(cè)各1.5倍板厚。暗梁支座上部鋼筋面積應(yīng)不小于柱上板帶鋼筋面積的50%（此鋼筋可作為柱上板帶負彎矩鋼筋的一部分），暗梁下

9、部鋼筋不宜少于上部鋼筋的12。暗梁箍筋的配置：當計算不需要時，箍筋直徑不小于8mm，間距≤34h0肢距≤2h0；當計算需要時，箍筋直徑按計算確定，但不小于10mm，間距≤0.5h0肢距≤1.5h0.h0為板截面有效高度（不包括托板厚度）233柱上板帶支座處暗梁的上部鋼筋，至少14應(yīng)在跨度方向通長。234盡可能采用高效能的“抗剪栓釘”，以提高板柱結(jié)構(gòu)的抗沖切性能。3結(jié)論當設(shè)計及構(gòu)造采取上述全部建議后，作者認為，此類結(jié)構(gòu)的適用高度，可按抗震