摘要：隨著保障性住宅工程的快速推進(jìn)，如何做好保障性住房的結(jié)構(gòu)設(shè)計，防止和減少質(zhì)量通病的產(chǎn)生，進(jìn)一步提高保障性住宅工程質(zhì)量，是設(shè)計人員面臨的一個重要課題。本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，對保障性住宅高層剪力墻結(jié)構(gòu)中常見的問題從平面不規(guī)則處理和剪力墻連梁超筋處理兩個方面作了一些簡單的探討。

　　關(guān)鍵詞：建筑工程師評職論文,核心期刊論文發(fā)表,保障性住宅工程,平面不規(guī)則,剪力墻連梁超筋

　　一、平面不規(guī)則處理

　　保障性住宅工程受制于戶數(shù)和戶型面積，高層剪力墻住宅的建筑平面經(jīng)常會出現(xiàn)不規(guī)則的情況：平面凹進(jìn)或凸出深度過大、細(xì)腰形平面和樓板的寬度急劇變化。結(jié)構(gòu)在地震作用下除發(fā)生平移振動外，還會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動。震害調(diào)查表明，扭轉(zhuǎn)作用會加重結(jié)構(gòu)的地震破壞，甚至在某些情況下(由于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)能力位列其諸多能力的最弱項，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的少量增加將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)明顯的破)將成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要因素;依照《上海市超限高層建筑工程抗震設(shè)計指南》，應(yīng)避免具有下述情況之一：

　　(1)、結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)或凸出的一側(cè)尺寸大于其凹凸方向相應(yīng)結(jié)構(gòu)投影尺寸的40%。

　　(2)、平面中部兩側(cè)收進(jìn)超過平面寬度的50%，或使中部兩側(cè)收進(jìn)超過平面寬度的30%且細(xì)腰部分的長度大于其有效寬度的2倍。

　　(3)、有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的40%。

　　在考慮偶然偏心影響的地震作用下，一般建筑都存在樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值1.2倍的情況，依照《上海市超限高層建筑工程抗震設(shè)計指南》，應(yīng)避免同時具有下述兩項或兩項以上不規(guī)則情況：

　　(1)、結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的長度大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%;或凸出的長度大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%，且凸出的寬度小于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%或小于凸出長度的50%。

　　(2)、細(xì)腰形平面中部兩側(cè)收進(jìn)超過平面寬度的30%;

　　(3)、有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%。

　　針對以上情況的相對應(yīng)的措施如下：

　　(1)、對于平面凹進(jìn)凸出，在凹凸根部和端部設(shè)置與抗側(cè)力構(gòu)件平面內(nèi)相連的拉梁和拉板，拉板寬度不少于2000mm;若拉梁處無抗側(cè)力構(gòu)件，應(yīng)設(shè)相應(yīng)方向的抗側(cè)力構(gòu)件，如框架柱或者長度大于3倍墻厚的墻肢;

　　(2)、對于細(xì)腰形平面，在細(xì)腰中部兩側(cè)設(shè)置拉梁和拉板;

　　(3)、對于樓板寬度急劇變化的，應(yīng)設(shè)置拉梁或拉板;

　　(4)、調(diào)整結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置，減少質(zhì)心和剛心之間的偏心，減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移比小于1.3;

　　(5)、拉板、平面中樓板間連接較弱部位的樓板均宜加厚20mm以上，并采用雙層雙向貫通配筋;

　　(6)、樓板開大洞的情況，應(yīng)加強(qiáng)洞口周圍樓板的厚度和配筋;

　　(7)、屋面層的凹口位置應(yīng)設(shè)拉梁或拉板，屋面樓板厚度宜加厚20mm以上，并采用雙層雙向貫通配筋;

　　(8)、地下室凹凸處外墻和頂、底板宜貫通，以加強(qiáng)地下室的整體抗彎剛度;

　　(9)、結(jié)構(gòu)拉板是否應(yīng)計入建筑總面積應(yīng)征詢規(guī)劃主管部門意見，若不能實施拉板(拉梁)措施時，建筑布置應(yīng)作合理調(diào)整，或者作為平面特別不規(guī)則超限高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)防專項審查。

　　為浦東新區(qū)北蔡御橋社區(qū)北蔡御橋社區(qū)Z000901單元01-10、01-11地塊動遷安置房建設(shè)項目5#住宅樓右單元標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖，該建筑地下1層地上17層，總高度47.6m，采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度為7度(0.10g)，抗震等級為三級。30軸~32軸區(qū)域b/Bmax=4.25/15.05=0.28<0.40，按照《上海市超限高層建筑工程抗震設(shè)計指南》相關(guān)規(guī)定，其平面不規(guī)則。

　　實際設(shè)計中采取了以下措施：

　　(1)、在30軸~32軸區(qū)域加設(shè)拉梁和拉板，拉板寬度為3.50m，并且拉梁兩側(cè)均有抗側(cè)力構(gòu)件;加設(shè)拉板后，有效樓板寬度b/Bmax=(4.25+3.50)/15.05=0.51>0.5，滿足規(guī)范要求，避免平面不規(guī)則;

　　(2)、在25軸~26軸/T軸~a軸區(qū)域加設(shè)拉梁和拉板，拉板寬度為2.0m，并且拉梁兩側(cè)均有抗側(cè)力構(gòu)件;

　　(3)、拉板和相鄰區(qū)域的板厚和配筋均加強(qiáng)，拉板 “B5”板厚為130mm，樓板配筋為?8@100雙層雙向;“B3” “B4”板厚為130mm，樓板配筋為?8@150雙層雙向。

　　表1數(shù)據(jù)表明，結(jié)構(gòu)自振特性中前兩個周期均為乎動周期，第一扭轉(zhuǎn)周期T3與第一平動周期T1之比：T3/T1=0.67<0.9。在規(guī)定水平力作用下，地震作用下X向及Y向樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與該樓層水平位移平均使的比值分別為1.07和1.16，均小于1.3;地震作用規(guī)定水平力下的X向和Y向最大值層問位移角分別為1/1077和1/1064;各項指標(biāo)均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

　　浦東新區(qū)北蔡南新1號1-2地塊配套商品房項目4#住宅樓標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖，該建筑地下1層地上17層，總高度47.6m，采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度為7度(0.10g)，抗震等級為三級。11軸~14軸凹進(jìn)深度l/Bmax=4.30/11.05=0.39>0.30，16軸~18軸區(qū)域有效樓板寬度b/Bmax=5.00/12.95=0.39<0.40， 22軸~23軸凹進(jìn)深度l/Bmax=3.40/9.75=0.35>0.30，按照《上海市超限高層建筑工程抗震設(shè)計指南》相關(guān)規(guī)定，其平面不規(guī)則。

　　實際設(shè)計中采取了以下措施：

　　(1)、在11軸~14軸區(qū)域加設(shè)拉梁和拉板，拉板寬度為2.0m，并且拉梁兩側(cè)均有抗側(cè)力構(gòu)件;加設(shè)拉板后，凹進(jìn)l/Bmax=(4.30-2.00)/11.05=0.21<0.30，滿足規(guī)范要求，避免平面不規(guī)則;

　　(2)、在16軸~18軸區(qū)域加設(shè)拉梁和拉板，拉板寬度為2.50m，并且拉梁兩側(cè)均有抗側(cè)力構(gòu)件;加設(shè)拉板后，有效樓板寬度b/Bmax=(5.00+2.50)/12.95=0.58>0.5，滿足規(guī)范要求，避免平面不規(guī)則;

　　(3)、在22軸~23軸區(qū)域加設(shè)拉梁和拉板，且拉梁兩側(cè)均有抗側(cè)力構(gòu)件;

　　(4)、拉板和相鄰區(qū)域的板厚和配筋均加強(qiáng)，拉板 “B6”板厚為130mm，樓板配筋為?8@100雙層雙向;“B4” “B5” “B7”板厚為120mm，樓板配筋為?8@150雙層雙向。

　　表2數(shù)據(jù)表明，結(jié)構(gòu)自振特性中前兩個周期均為乎動周期，第一扭轉(zhuǎn)周期T3與第一平動周期T1之比：T3/T1=0.76<0.9。在規(guī)定水平力作用下，地震作用下X向及Y向樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與該樓層水平位移平均使的比值分別為1.04和1.17，均小于1.3;地震作用規(guī)定水平力下的X向和Y向最大值層問位移角分別為1/1051和1/1025;各項指標(biāo)均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

　　從上述工程的計算結(jié)果來看，依照一定的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整后，對結(jié)構(gòu)的薄弱處針對性地采取了有效的措施和進(jìn)行細(xì)部處理，不僅使結(jié)構(gòu)布置滿足建筑要求，而且結(jié)構(gòu)各項指標(biāo)滿足規(guī)范要求，并達(dá)到較理想的結(jié)果;同時使設(shè)計的結(jié)構(gòu)安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理，使保障性住宅工程得以快速安全的推進(jìn)。

　　二、剪力墻連梁超筋處理

　　連梁是連接各墻肢協(xié)同工作的關(guān)鍵構(gòu)件，5>ln/hb>2.5時連梁以彎曲破壞為主，當(dāng)ln/hb <=2.5其破壞形態(tài)為剪切破壞。在多遇地震作用下，連梁的超筋多為抗剪截面不夠，剪壓比超限，破壞時產(chǎn)生脆性的剪切破壞，不符合強(qiáng)剪弱彎要求，無法確保連梁塑性發(fā)展后其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件有足夠的抗震能力，實際工程中要對連梁的超筋進(jìn)行必要的處理：

　　(1)、連梁調(diào)幅處理：一是在內(nèi)力計算前，直接將連梁的剛度進(jìn)行折減，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.2.1條，在剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁的剛度可予以折減，設(shè)防烈度低時可少折減一些，6、7度時可取0.7;折減系數(shù)不宜小于0.5;二是在內(nèi)力計算后，將連梁的彎矩和剪力組合值乘以折減系數(shù)。采用對連梁彎矩調(diào)幅的方法，考慮連梁的塑性內(nèi)力重分布，降低連梁的計算內(nèi)力，同時應(yīng)加大抗震墻的地震效應(yīng)設(shè)計值，對跨高比較大的連梁效果比較好，而對跨高比較小的連梁效果較差。

　　(2)、加大連梁跨度或減少截面高度：主要是降低連梁的截面高度，從而到達(dá)減小連梁計算內(nèi)力的目的，同時加大抗震墻的地震效應(yīng)設(shè)計值。

　　(3)、連梁的鉸接處理：當(dāng)連梁不作為次梁或主梁的支承梁時，可假定該連梁在大震下的破壞，可對抗震墻按獨(dú)立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析(實際操作可將連梁按兩端鉸接梁處理)，墻肢應(yīng)按兩次計算結(jié)果較大值進(jìn)行配筋設(shè)計(一般連梁鉸接處理后的計算結(jié)果較大)，以保證墻肢的安全。在確保連梁強(qiáng)剪弱彎的前提下，盡可能充分利用連梁的有效截面和剛度吸收地震能量并耗能，合理確定墻肢內(nèi)力及配筋，達(dá)到既滿足抗震設(shè)計要求又節(jié)約投資的目的。

　　(4)、增加梁高：抗彎剛度的增加快于抗剪剛度的增加，效果不明顯。

　　上述措施中，可優(yōu)先采用(1)和(2);當(dāng)采用上述兩種方法后仍然不能解決問題，則可采用上述(3)的處理方法;必要時應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)平面布置，使連梁的承載力滿足要求。

　　三、結(jié)語

　　隨著保障性住宅工程的快速發(fā)展，在設(shè)計中可能會遇見各種問題，需要工程設(shè)計人員不斷的提高自身的知識和業(yè)務(wù)能力，結(jié)合工程的具體狀況，對設(shè)計中遇到的問題進(jìn)行合理分析和科學(xué)判斷，并運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理和完善，保證保障性住宅的設(shè)計質(zhì)量。

　　參考文獻(xiàn)：

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