底框結構設計中常見問題
1)抗震設防不當
商住多層建筑近年來在中、小城市中很常見,即將一層作商場,然后在其上建造住宅或寫字樓等建筑。此種結構形式實際計算屬下柔上剛,對抗震極為不利,如果不加抗震墻,做成底層純框架而上部磚混的結構,在地震區(qū)將存在一些問題。
除底層不設抗震墻外,此類建筑還有超高和超層問題。如某農(nóng)貿市場設層高3.2m的“半地下室”1層(南面開敞,在地面以上,北面埋入土內),市場部分層高為6.5m,并在周邊設置夾層(實際應算作兩層,而其中間部分為1層,結構上按復式框架考慮),其上為6層2.8m高的住宅,因此總高度達26.5m,總層數(shù)為8~9層,超過《建筑抗震設計規(guī)范(GB50011- 2001)》(以下簡稱《抗規(guī)》)中此類建筑在七度地震區(qū)總高度≤22m和總層數(shù)≤7層的規(guī)定。而且由于商場在使用上的要求,框架梁的跨度及荷載都較大,使得梁的截面尺寸較大,而中間柱高度相對較高,從而使得梁的剛度較大,而按《抗規(guī)》要求,抗震結構體系中的混凝土構件,應避免剪切先于彎曲破壞,混凝土的壓潰先于鋼筋屈服,鋼筋錨固粘結先于構件破壞,因此違背了“強剪弱彎、強柱弱梁和強節(jié)點”的設計準則。綜觀某縣級市的多個農(nóng)貿市場及其它大底盤的商住建筑,包括正在建設中的大底盤商住建筑,或多或少均存在上述問題,其設計思路仍然沿用非地震區(qū)的設計思路,如遇地震災害,則上述大底盤建筑因結構上未設防或設防不當,其后果將變得非常嚴重。
2)建筑布置不合理
《抗規(guī)》第3.4.2條明確規(guī)定“建筑及其抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱,并應具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則,結構的側向剛度宜均勻變化,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減少,避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變”。但在實際工作中,建筑布置的合理性往往被忽視。目前的一些建筑設計,由于仍沿襲不設防時的設計思路,將抗震基本要求擱置一邊,為片面追求建筑效果,將底層框架房屋平面上多處凹進凸出,導致各部分質量極不均勻,建筑物外縱墻多處被人為割斷,嚴重影響抗震剛度。此外,在立面上又設置了許多不利于抗震的裝飾物,如某公寓女兒墻竟高達3m以上。,如果上述問題解決得不好,抗震設防問題就會越積越多,一旦發(fā)生大地震,代價將會十分慘重。
3)人為因素
抗震設防問題設計人一定要重視,應當嚴格遵守《抗規(guī)》的相關要求進行設計。在日常設計中注意下面的情況:
a)仔細理解規(guī)范的要求,搞清楚底框結構在地震時的破壞情況。上面幾層砌體結構,由于開間小、橫墻多,不僅重量大,側移剛度也大,而底層框架側移剛度比上層小得多。剛度的急劇變化使得在結構剛柔交接處,應力高度集中,在柱端產(chǎn)生塑性鉸,并使房屋的變形集中發(fā)生在相對薄弱的底層。這種比較薄弱的底層或中間層,可稱之為“軟層”,對于這種“軟層”在抗震設計中應引起足夠重視。
b)底層框架一般為大空間的公共建筑,由于使用功能上的需要,在客觀上給縱橫抗震墻的布置帶來了不少困難。
c)設計人有時未作詳細計算,僅憑習慣上的概念,錯誤地認為底層框架的側向剛度一定比磚房好,縱向框架側向剛度一定比橫向好,而實際上并非如此。
1)抗震設防不當
商住多層建筑近年來在中、小城市中很常見,即將一層作商場,然后在其上建造住宅或寫字樓等建筑。此種結構形式實際計算屬下柔上剛,對抗震極為不利,如果不加抗震墻,做成底層純框架而上部磚混的結構,在地震區(qū)將存在一些問題。
除底層不設抗震墻外,此類建筑還有超高和超層問題。如某農(nóng)貿市場設層高3.2m的“半地下室”1層(南面開敞,在地面以上,北面埋入土內),市場部分層高為6.5m,并在周邊設置夾層(實際應算作兩層,而其中間部分為1層,結構上按復式框架考慮),其上為6層2.8m高的住宅,因此總高度達26.5m,總層數(shù)為8~9層,超過《建筑抗震設計規(guī)范(GB50011- 2001)》(以下簡稱《抗規(guī)》)中此類建筑在七度地震區(qū)總高度≤22m和總層數(shù)≤7層的規(guī)定。而且由于商場在使用上的要求,框架梁的跨度及荷載都較大,使得梁的截面尺寸較大,而中間柱高度相對較高,從而使得梁的剛度較大,而按《抗規(guī)》要求,抗震結構體系中的混凝土構件,應避免剪切先于彎曲破壞,混凝土的壓潰先于鋼筋屈服,鋼筋錨固粘結先于構件破壞,因此違背了“強剪弱彎、強柱弱梁和強節(jié)點”的設計準則。綜觀某縣級市的多個農(nóng)貿市場及其它大底盤的商住建筑,包括正在建設中的大底盤商住建筑,或多或少均存在上述問題,其設計思路仍然沿用非地震區(qū)的設計思路,如遇地震災害,則上述大底盤建筑因結構上未設防或設防不當,其后果將變得非常嚴重。
2)建筑布置不合理
《抗規(guī)》第3.4.2條明確規(guī)定“建筑及其抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱,并應具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則,結構的側向剛度宜均勻變化,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減少,避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變”。但在實際工作中,建筑布置的合理性往往被忽視。目前的一些建筑設計,由于仍沿襲不設防時的設計思路,將抗震基本要求擱置一邊,為片面追求建筑效果,將底層框架房屋平面上多處凹進凸出,導致各部分質量極不均勻,建筑物外縱墻多處被人為割斷,嚴重影響抗震剛度。此外,在立面上又設置了許多不利于抗震的裝飾物,如某公寓女兒墻竟高達3m以上。,如果上述問題解決得不好,抗震設防問題就會越積越多,一旦發(fā)生大地震,代價將會十分慘重。
3)人為因素
抗震設防問題設計人一定要重視,應當嚴格遵守《抗規(guī)》的相關要求進行設計。在日常設計中注意下面的情況:
a)仔細理解規(guī)范的要求,搞清楚底框結構在地震時的破壞情況。上面幾層砌體結構,由于開間小、橫墻多,不僅重量大,側移剛度也大,而底層框架側移剛度比上層小得多。剛度的急劇變化使得在結構剛柔交接處,應力高度集中,在柱端產(chǎn)生塑性鉸,并使房屋的變形集中發(fā)生在相對薄弱的底層。這種比較薄弱的底層或中間層,可稱之為“軟層”,對于這種“軟層”在抗震設計中應引起足夠重視。
b)底層框架一般為大空間的公共建筑,由于使用功能上的需要,在客觀上給縱橫抗震墻的布置帶來了不少困難。
c)設計人有時未作詳細計算,僅憑習慣上的概念,錯誤地認為底層框架的側向剛度一定比磚房好,縱向框架側向剛度一定比橫向好,而實際上并非如此。