板柱结构的适用高度
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混凝土柱的标准高度一、前言混凝土柱作为建筑物中的重要支撑结构,其高度的标准化对于建筑物的稳定性和安全性具有至关重要的作用。
本文将就混凝土柱的标准高度进行探讨,以期为相关从业人员提供参考。
二、混凝土柱的定义和分类混凝土柱是由混凝土浇筑而成的立柱状结构,其主要作用是承受楼板和屋面等上部结构的重量。
根据其形状和用途,混凝土柱可分为方形柱、圆形柱、矩形柱、T形柱等多种类型。
三、混凝土柱的高度标准化1.国家标准根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定,混凝土结构柱的高度应符合以下规定:(1)对于梁柱体系,柱的高度不应大于跨度的15倍,且不得大于8m;(2)对于框架体系,柱的高度不应大于跨度的10倍,且不得大于10m。
2.实际应用在实际应用中,混凝土柱的高度还需考虑以下因素:(1)建筑物的用途:不同用途的建筑物对柱高度有不同的要求。
例如,高层住宅楼的柱高度一般较小,而商业大厦的柱高度则需要考虑更多的因素。
(2)地震要求:地震是影响混凝土柱高度的重要因素之一。
在地震频繁的地区,应根据地震反应谱对柱高度进行合理的设计。
(3)建筑的结构形式:不同的建筑结构形式对柱高度的要求也有所不同。
例如,框架结构要求柱高度不应过大,而悬挑结构则要求柱高度足够高,以保证结构的稳定性。
四、混凝土柱的高度标准应用案例某商业大厦的柱高度设计如下:1. 地震要求根据当地的地震反应谱,商业大厦的柱高度应不大于6m。
2. 结构形式该商业大厦采用的是框架结构形式,因此柱高度不应大于跨度的10倍,且不得大于10m。
3. 建筑用途商业大厦的柱高度应根据其用途进行合理的设计。
在此案例中,商业大厦的柱高度应考虑到其内部空间的利用率和商业活动的需要,因此柱高度应尽量保持在5m以下。
基于以上三个方面的考虑,该商业大厦的柱高度被设计为4.5m。
五、总结混凝土柱作为建筑物中的重要支撑结构,其高度的标准化对于建筑物的稳定性和安全性具有至关重要的作用。
粱、柱、板截面取值原则
一、柱
按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。
柱的最小边的尺寸为300mm,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。
二、粱
1、框架粱
(1)、粱宽一般取250mm、300mm、350mm
(2)、粱高取跨度的1/10-1/13
2、次粱
(1)宽度为150mm.200mm、250mm
(2)粱高为1/10-1/14
三、板
在一般荷载下,板厚度取板跨的1/36-1/45左右,但不小于100mm (个别房间也不应小于80mm)。
混凝土强度设计值(N/mm2)
纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度(mm)
现浇钢筋混凝土房屋适用最大高度(m)
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)
框架柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%)
框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋白分率(%)
柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λν(ρν=λνf c/f w
不同根数钢筋计算截面面积(mm2)
板宽1000mm内各种钢筋间距时钢筋截面面积表(mm2)
梁内钢筋排成一排时的钢筋最多根数
框架柱每侧纵向受力钢筋最大根数
纵向受拉钢筋的最小锚固长度
框架柱、框架梁加密区箍筋间距及直径
每米箍筋实配面积
每侧3根附加箍筋承受集中荷载能力
每根附加吊筋承受集中荷载能力
抗震框架梁非加密区构造配箍
估算板厚度h/l
估算梁截面(高跨比h/l)
地震作用下弹性层间位移角的限值
受弯构件允许挠度
伸缩缝的最大间距(m)
A级高度高层建筑高宽比的限值。
无梁楼板结构的抗震能力分析及应用(石油天然气克拉玛依工程质量监督站新疆克拉玛依834000)【摘要】无梁楼板结构是一种比较优良的楼板结构,这种结构具有施工简便速度快、楼层净高较高、管道穿行方便等优点,在国内外使用较为广泛的结构形式。
【关键词】无梁楼板;板柱结构;抗震性能;质量控制1. 无梁楼板结构1.1无梁楼板(板柱结构)的抗震性能比较优良,无梁楼板一般指带有柱帽或托板的平板结构形式见图1示;无梁平板,一般指不带柱帽或托板的平板结构形式见图2示。
1.2另外一个近年用的比较多的词即是板柱结构,加抗震墙的称之为板柱——抗震墙结构。
这个词在国外用的较少,一般是用在节点上。
无梁楼板结构,或称板柱结构,是一种比较好的楼板结构,因为这种结构具有施工简便、施工速度快、楼层净高较高(因而在同样净高的条件下,可以降低层高)、管道穿行方便等优点,所以在国外,尤其在北美洲应用很广,包括地震区和非地震区,应用都很普遍。
这种结构广泛应用于住宅、办公楼、停车楼以及其他工业与民用建筑。
这些国家最常用的楼板形式是“无梁平板”,也即无柱帽也无托板的平板,整个楼板厚度是同一的。
这种结构模板最简单,施工速度可以更快。
1.3无梁楼板结构1906 年第一次在美国芝加哥建成。
当时并没有很科学的设计方法,是作为专利产品出售。
由业主将需要的柱网尺寸(当时一般是20ft×20ft,约相当于6m×6m)、层高、层数、荷载大小(当时允许的活荷载一般为100lb/ft2,约相当于5kn /m2)等等数据,提交承包商,由他们按合约时间建造完成,然后按合约规定,在4个左右区格(即柱网)内,进行堆载试验,一般加载时间为1~3d,到时候板无明显下垂、开裂等现象,即作为完成合约,交付使用。
以后,随着技术发展,有了计算方法,即现在还常用的“经验系数法”:mo=1/8qly(lx-2/3c)2 (1)美国规范规定,计算跨度lx按净跨ln计算,如两边支承柱中——中跨度为l0,假定ln= 0.9l0,则按净跨计算的m0,大约是按中——中跨度计算的80% 。
高层建筑结构课后习题答案【篇一:高层建筑试题及答案】)填空题1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2002)规定:把或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2.高层建筑设计时应该遵循的原则是。
3.复杂高层结构包括4.8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的和结构应考虑竖向地震作用。
5.高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系,剪力墙结构体系,框架—剪力墙结构体系,筒体结构体系,板柱—剪力墙结构体系;水平向承重体系有现浇楼盖体系,叠合楼盖体系,预制板楼盖体系,组合楼盖体系。
6.高层结构平面布置时,应使其平面的和尽可能靠近,以减少。
7.《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构。
9第二章高层建筑结构设计基本原则(一)填空题1.天然地基是指的地基。
2.当埋置深度小于或小于,且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础,一般称为浅基础。
3,为了增强基础的整体性,常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁,将条形基础联系起来。
4.基础的埋置深度一般不宜小于m,且基础顶面应低于设计地面mm以上,以免基础外露。
5.在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础,其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18—1/20。
6.当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。
7.当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置,其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。
8.当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带时,应进行验算。
9.基床系数即地基在任一点发生单位沉降时,在该处单位面积上所需施加压力值。
10.偏心受压基础的基底压应力应满足还应防止基础转动过大。
附件超限高层建筑工程界定标准根据国家建设部《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》确定的超限高层建筑工程界定标准,结合我省实际予以细化,归纳整理如下:一、房屋高度超过以下规定的高层建筑属于超限高层建 筑(一)现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(M)烈 度 结构类型6 7 8 9框架 60 55 45 25 框架-抗震墙 130 120 100 50 抗震墙 140 120 100 60 部分框支抗震墙 120 100 80 不应采用框架-核心筒 150 130 100 70 筒中筒 180 150 120 80 板柱-抗震墙 40 35 30 不应采用注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构;3、部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构;4、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度;5、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(以上摘自《建筑抗震设计规范》表6.1.1)《建筑抗震设计规范》第6.1.1条还规定:平面和竖向均不 规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低(规范条文说明规定“一般降低20%左右”)。
(二)钢结构房屋适用的最大高度(M)结 构 类 型 6、7度 8度 9度 框架 110 90 50框架-支撑(抗震墙板)220 200 140筒体(框筒、筒中筒、桁架筒、束筒)和巨型300 260 180 框架注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(以上摘自《建筑抗震设计规范》表8.1.1)《建筑抗震设计规范》第8.1.1条还规定:平面和竖向均不 规则或建造于Ⅳ类场地的钢结构,适用的最大高度应适当降低。
(三)短肢剪力墙较多房屋适用的最大高度(M)《高层建筑混凝土结构技术规程》相关规定:第7.1.2条 高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
板柱抗震墙结构什么是板柱抗震墙结构?就是楼层处不设梁,完全用钢筋混凝土厚板作为承重构件,在地震时,传递水平地震力。
在我国,纯板柱体系是不被润徐的,必须设置剪力墙,这就是板柱剪力墙体系。
在国外,如澳大利亚,应用很多的。
板柱-抗震墙结构抗震设计要求:板柱-抗震墙结构的抗震墙,其抗震构造措施应符合本节规定,尚应符合本规范第6.5 节的有关规定;柱(包括抗震墙端柱)和梁的抗震构造措施应符合本规范第6.3 节的有关规定。
板柱-抗震墙的结构布置,尚应符合下列要求:1、抗震墙厚度不应小于180mm.且不宜小于层高或无支长度的1/20;房屋高度大于12m时,墙厚不应小于200mm。
2、房屋的周边应采用有梁框架,楼、电梯洞口周边宜设置边框梁。
3、8 度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点,托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱纵筋直径的16 倍,托板或柱帽的边长不宜小于 4 倍板厚和柱截面对应边长之和。
4、房屋的地下一层顶板,宜采用梁板结构。
板柱-抗震墙结构的抗震计算,应符合下列要求:1、房屋高度大于12m 时,抗震墙应承担结构的全部地震作用;房屋高度不大于12m 时,抗震墙宜承担结构的全部地震作用。
各层板柱和框架部分应能承担不少于本层地震剪力的20%。
2、板柱结构在地震作用下按等代平面框架分析时,其等代梁的宽度宜采用垂直于等代平面框架方向两侧柱距各l/4。
3、板柱节点应进行冲切承载力的抗震验算,应计入不平衡弯矩引起的冲切,节点处地震作用组合的不平衡弯矩引起的冲切反力设计值应乘以增大系数,一、二、三级板柱的增大系数可分别取1.7、1.5、1.3。
板柱-抗震墙结构的板柱节点构造应符合下列要求:1、无柱帽平板应在柱上板带中设构造暗梁,暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各不大于1.5 倍板厚。
暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的50%,暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的1/2;箍筋直径不应小于8mm,间距不宜大于3/4 倍板厚,肢距不宜大于 2 倍板厚,在暗梁两端应加密。
浅谈板柱结构结构特点摘要:板柱结构在水平荷载作用下的受力特性与框架类似,只不过是无梁,以柱上板带代替了框架梁,是框架结构的一种特殊情况关键词:板柱结构、剪力墙、抗震一、板柱结构、板柱-剪力墙结构在水平荷载作用下的受力特点板柱结构在水平荷载作用下的受力特性与框架类似,只不过是无梁,以柱上板带代替了框架梁,是框架结构的一种特殊情况。
板柱结构的抗侧力刚度比梁柱框架结构差,板柱节点的抗震性能不如梁柱节点的抗震性能。
楼板对柱的约束弱,不像框架梁那样,既能较好地约束框架节点,做到强节点,又能使塑性铰出现在梁端,做到强柱弱梁。
此外,地震作用产生的不平衡弯矩要由板柱节点传递,在柱边将产生较在的附加剪应力,当剪应力很大而又缺乏有效的抗剪措施时,有可能发生冲切破坏,甚至导致结构连续破坏。
因此,单独的板柱结构不能用于抗震设计的建筑,非抗震设计时,建筑物高度有严格限制。
板柱-剪力墙结构的受力特性与框架-剪力墙结构类似,变形特征属弯剪型,接近弯曲型。
地震作用下,剪力墙承担结构的大部分水平荷载,控制结构的水平侧移,提高结构的延性和抗震性能,是板柱-剪力墙结构最主要的抗侧力构件。
但由于板柱部分结构延性差,抗震性能不好,故抗震设计时,板柱-剪力墙结构的建筑物高度也有严格限制。
二、板柱结构震害情况简介及震害分析罗马尼亚布加勒斯特附近发生的7.2级地震,布加勒斯特烈度为8.5度。
一座4层板柱结构(未设剪力墙),柱截面尺寸为700mm*700mm,在地震中完全倒塌。
墨西哥城附近发生的8.1级地震。
板柱结构大量破坏,在地震最严重地区的300多个破坏或倒塌的建筑物中,板柱结构(密肋板)的破坏数量接近普通梁板式框架结构的2倍。
柱将楼板冲切破坏后,许多层楼板叠在一起,柱端部压屈等。
在地面运动引起的地震荷载的反复作用下,加之柱子横向钢筋很少,柱核心区混凝土缺乏约束,致使柱子强度不断降低,有时甚至丧失承载能力,最终导致建筑物倒塌。
大约有半数建筑物的破坏或倒塌是由于板的冲切破坏。
[资料]超限高层建筑工程界定标准1/3超限高层建筑工程界定标准根据国家建设部《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》确定的超限高层建筑工程界定标准,结合我省实际予以细化,归纳整理如下:一、房屋高度超过以下规定的高层建筑属于超限高层建筑(一)现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(M)结构类型烈度6 7 8 9框架 60 55 45 25框架-抗震墙 130 120 100 50抗震墙 140 120 100 60部分框支抗震墙 120 100 80 不应采用框架-核心筒 150 130 100 70筒中筒 180 150 120 80板柱-抗震墙 40 35 30 不应采用注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构;3、部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构;4、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度;5、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(以上摘自《建筑抗震设计规范》表6.1.1)《建筑抗震设计规范》第6.1.1条还规定:平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低(规范条文说明规定“一般降低20%左右”)。
(二)钢结构房屋适用的最大高度(M)结构类型 6、7度 8度 9度框架 110 90 50框架-支撑(抗震墙板) 220 200 140筒体(框筒、筒中筒、桁架筒、束筒)和巨型框架 300 260 180注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);2、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(以上摘自《建筑抗震设计规范》表8.1.1)《建筑抗震设计规范》第8.1.1条还规定:平面和竖向均不规则或建造于Ⅳ类场地的钢结构,适用的最大高度应适当降低。
(三)短肢剪力墙较多房屋适用的最大高度(M)《高层建筑混凝土结构技术规程》相关规定:第7.1.2条高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
板柱结构设计规范篇一:关于板柱结构的适用高度关于板柱结构的适用高度摘要:板柱结构是一种经常被采用的结构体系,新的抗震规范对于板柱-抗震墙结构的适用高度,作了较严格的规定。
因此,对板柱-抗震墙给予一些设计建议。
关键词:板柱结构造价抗震设计建议适用高度Abstract: the slab-column structure is a is often use of the structure system, the new seismic code for seismic wall structure column board the applicable height, has a strict regulations. Therefore, the board column-aseismic walls give some design Suggestions.Keywords: slab-column structure seismic design Suggestions for high cost1.综述板柱结构是一种经常被采用的结构体系,它具有不少优点,如施工支模及绑扎钢筋较简单,结构本身高度较小,可以减少建筑物的层高,从而降低建筑物的造价等等,但由于此种结构在遭受较强地震作用时,其板柱节点的抗震性能不如有梁的梁柱节点,此外,地震作用产生的不平衡弯矩要由板柱节点传递,它在柱周边将产生较大的附加应力,当剪应力很大而又缺乏有效的抗剪措施时,有可能发生冲切破坏,甚至导致结构的连续破坏。
因此,新的抗震规范对于板柱-抗震墙结构的适用高度,作了较严格的规定。
但是,实际工程中,对于板柱结构还是有大量要求的,本文目的,是想提供一些措施,使板柱结构可以建筑得更高一些,以满足实际需求。
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《结构专业技术措施》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。
【拓展知识2-5】——关于钢筋混凝土结构高度、高宽比的规范规程规定根据房屋的结构类型和抗震设防烈度,抗震规范对钢筋混凝土房屋最大高度加以限制,见下表。
表1现浇钢筋混凝土结构适用的最大高度(m)
行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010),除满足上表要求的建筑(在高层规程中属于A级高度的高层建筑)外,还规定了B级高度的高层建筑的适用高度,见表2,尽管高度要求有所放松,但对规则性、抗震等级、计算和构造措施等方面的要求相对严格。
此外,高层规程还给出了钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比,见表3。
表2B级高度钢筋混凝土结构适用的最大高度(m)
表3 钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比。
建筑抗震设计常见问题解答(二)钢筋混凝土结构6.4 钢筋混凝土短柱如何定义,短柱受力中有何特点,设计中该怎么处理?短柱:钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比M c/(V c h0)不大于2、反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比H n/h不大于4。
(实际工程中,应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束,如:框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱)。
短柱的变形特征为剪切型、脆性破坏。
短柱的抗震验算:轴压比限值应比一般柱降低0.05,抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%,剪力设计值满足规范6.2.9条式6.2.9-2的要求;构造:箍筋沿柱子全高加密,间距不应大于100mm,宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%,9度时不应小于1.5%,梁柱节点核芯区的体积配箍率不应小于上下柱端的较大值(体积配筋率计算时,可以计入在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋)。
对于剪跨比小于1.5的超短柱要专门研究,如采取增设交叉斜筋、外包钢板箍、设置型钢或将抗震薄弱层转移到相邻的一般楼层。
6.6 GB50011规范6.2.11条的条文说明中提到的“矮墙效应”是指什么,什么情况下应考虑矮墙效应?如何避免矮墙效应?一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型,而对于高宽比(总高度/总宽度)小于2的剪力墙,地震作用下的破坏形态为剪切破坏,类似短柱,属于脆性破坏,称为矮墙效应。
规范的规定主要是针对一般的剪力墙,不包括矮墙。
高宽比小于2的底部框架砖房的剪力墙以及框支结构落地墙在框支层剪力较大,按剪跨比计算也可能出现矮墙效应。
为了避免矮墙效应,可在剪力墙上开竖缝,使之成为高宽比大于2的墙,提高其延性。
6.7 钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的填充墙,在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响?结构计算时应对结构基本周期进行折减。
周期折减系数的取值可参考《建筑抗震设计手册》(中国建筑科学研究院工程抗震研究所主编,中国建筑工业出版社1994年出版):c2. 无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时;括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时;3. 填充墙为轻质材料或外挂墙板时周期折减系数ψT取0.8~0.9。
关于板柱结构的适用高度
1.综述
板柱结构是一种经常被采用的结构体系,它具有不少优点,如施工支模及绑扎钢筋较简单,结构本身高度较小,可以减少建筑物的层高,从而降低建筑物的造价等等,但由于此种结构在遭受较强地震作用时,其板柱节点的抗震性能不如有梁的梁柱节点,此外,地震作用产生的不平衡弯矩要由板柱节点传递,它在柱周边将产生较大的附加应力,当剪应力很大而又缺乏有效的抗剪措施时,有可能发生冲切破坏,甚至导致结构的连续破坏。
因此,新的抗震规范对于板柱-抗震墙结构的适用高度,作了较严格的规定。
但是,实际工程中,对于板柱结构还是有大量要求的,本文目的,是想提供一些措施,使板柱结构可以建筑得更高一些,以满足实际需求。
震害实例(略)
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《结构专业技术措施》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GB50011-2001对于板柱结构作了比较严格的规定,例如,对于适用最大高度,6、7、8度区分别为40,35,30米;抗震墙应能承担全部地震作用,板柱部分能额外承担全部地震作用的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
在抗震规范表6.1.1,现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度中,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“适用的最大高度”,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,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%地震力由核心筒来承担,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,才造成严重破坏。
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。
此种结构不能抵抗地震是不足为奇的,也不提倡此类结构。
1985年墨西哥地震,板柱结构遭受破坏,主要由于板柱节点抗冲切能力不足,如果按我国新的抗震规范的要求去设计,再在冲切方法上作改进,并加强抗震墙的构造,这类破坏是可以避免的。
综上所述,板柱结构的破坏主要是:
①.未布置一定数量的抗震墙,因而地震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,在强震时造成严重破坏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破坏,随之楼板坠落,造成巨大损失。
明白了板柱的破坏原因,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。
顺便指出,抗震规范,“框架-核心筒结构中,带有一部分仅承受竖向荷载的无梁楼板时,不作为板柱-抗震墙结构”,此种结构可按框架-核心筒考虑,但应考虑本文“设计建议”中的各条要求。
2.板柱-抗震墙的设计建议
2.1结构布置
2.1.1应布置足够数量的抗震墙(包括核心筒),墙的位置宜避免偏心。
2.1.2在房屋周边,应布置边梁,以形成周边框架。
如在周边布置确有困难,则应在其他部位布置一定数量的框架梁,使结构形成板柱-框架-抗震墙的综合体系。
此种布置,不属于抗震规范中的板柱-抗震墙结构。
2.1.3抗震墙的厚度不应小于180mm,且不应小于层高的1/20,底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200mm,且不应小于层高的1/16(可取层高及无支长度二者中较小值计算)。
2.1.4单片抗震墙的两端应设置端柱,楼层处应设置暗梁。
筒体墙的端部应设置端柱或暗柱,楼层处应设置暗梁。
2.1.5抗震等级的选用:可比抗震规范表,提高一级,但原为一级者,不必提高(房屋高度不超过抗震规范中的规定时,抗震等级不必提高)。
2.2设计计算
2.2.1抗震墙(核心筒)应承担结构的全部地震作用,各层梁柱框架应能承担不少于各层全部地震作用的20%,也即,墙与框架承担的地震作用总和为120%的全部地震作用。
板柱框架不考虑承受地震作用,但仍应按抗震构造。
0.7ft
A S≥N G/fy
式中,A S——板底连续钢筋总截面面积。
可按每方向1/2A S配置,此钢筋应位于柱截面范围内。
N G——各层楼板传到柱子的轴压力,取设计值
fy——该连续钢筋的抗拉强度设计值。
2.2.7应考虑由于板柱节点处的不平衡弯矩引起的附加剪应力。
2.3构造
2.3.18度时宜采用有托板的板柱节点,托板根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱纵筋直径的16倍。
托板的边长不宜小于4倍板厚及截面相映边
长之和。
7度时也宜尽可能设置托板。
2.3.2宜在柱上板带中设置暗梁。
暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各1.5倍板厚。
暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的50%(此钢筋可
作为柱上板带负弯矩钢筋的一部分),暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋
的1/2。
暗梁箍筋的配置:当计算不需要时,箍筋直径不小于8mm,间距≤3/4h0,
肢距≤2h0;当计算需要时,箍筋直径按计算确定,但不小于10mm,
间距≤0.5h0, 肢距≤1.5h0. h0为板截面有效高度(不包括托板厚度)2.3.3柱上板带支座处暗梁的上部钢筋,至少1/4应在跨度方向通长。
2.3.4尽可能采用高效能的“抗剪栓钉”,以提高板柱结构的抗冲切性能。
3.结论
当设计及构造采取上述全部建议后,作者认为,此类结构的适用高度,可按抗震规范表。