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1.综述
由于板柱结构(无抗震墙者)抗震性能较差,北京市建筑设计院1992年出版的《结构***技术措施》中规定,在抗震设防烈度为6度的地区,层数不能超过四层,房屋总高不能超过16m,7度区为三层及12m,8度区为二层及8m。(以上指未设抗震墙的板柱结构)新的抗震规范G***011-2001对于板柱结构作了比较严格的规定,例如,对于适用***大高度,6、7、8度区分别为40,35,30米;抗震墙应能承担全部***作用,板柱部分能额外承担全部***作用的20%;沿两个主轴方向通过柱截面的板底连续钢筋,有数量的要求(抗震规范6.6.9式)等等。
在抗震规范表6.1.1,现浇钢筋混凝土房屋适用的***大高度中,有板柱-抗震墙结构,但是没有不设抗震墙的板柱结构,它的意思是,不推荐采用不设抗震墙的板柱结构。
此外,目前有一种说法:抗震规范对于各种结构体系的房屋,都有一个“限制高度”,这是一个误解。的确,包括过去的抗震规范都提出了“适用的***大高度”,但这并不是“限制高度”,它的意思是,在使用该规范进行设计,并遵守规范的计算、构造等一系列要求,各种体系在各设防烈度时,该规范的适用范围,是多少高度。例如,在8度区,框架-抗震墙按该规范设计时,适用到100m高度。如果建筑物高度需要高于100m,就需采取比规范内容更严格的措施(包括计算与构造),并经过规定的审查,只要符合要求,是可以超过抗震规范表6.1.1中的高度的。总之,并无“限高”的说法。如果限制高度,只许建多少米,岂不是限制了科技的进步?
新抗震规范对于板柱-抗震墙的适用高度,规定得较低,这对于一般的高层建筑,是远远不够用的。是否可以建得更高一些,可以根据从震害分析着手:
美国阿拉斯加四季公寓的倒塌,往往被认为是板柱-抗震墙性能不好的一个例证。但从林同炎事务所的分析报告来看,该工程的设计按100%***力由核心筒来承担,在承载力方面也是足够的,只因施工单位在钢筋接头上未按规定施工,才造成严重***。
阿尔及利亚的倒塌事故,是由于该工程为纯板柱结构(楼板为双向密勒,无梁),层高较高,跨度也较大。此种结构不能抵抗***是不足为奇的,也不提倡此类结构。
综上所述,板柱结构的***主要是:
①. 未布置一定数量的抗震墙,因而***作用全由板柱框架承受。由于未布置抗震墙,此种结构的节点刚度又相对较弱,因此侧向位移常较大。由于它延性差,抗弯和变形能力很弱,再加上P-⊿效应,在强震时造成严重***甚至倒塌是很可能的。
②. 板柱节点处,楼板抗冲切能力差。在柱子周边板内,未设置抗冲切的钢筋,或设置得不恰当,节点处不平衡弯矩对楼板造成的附加剪应力未适当考虑,柱周边板的厚度不够,使抗剪箍筋不易充分发挥作用,或柱子纵筋在节点处滑移。
由于这些原因,在强震时使墙板产生冲切***,随之楼板坠落,造成巨大损失。明白了板柱的***原因,采取相应有效的措施之后,板柱-抗震墙结构的抗震性能,将能有很大的提高,其设计强度也将提高。