1關(guān)于“抗震措施”與“抗震構(gòu)造措施”的理解

目前,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有部分設(shè)計(jì)人員對“抗震措施”與“抗震構(gòu)造措施”的認(rèn)識不是特別清晰,抗震措施指除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,包括抗震構(gòu)造措施,因此抗震構(gòu)造措施是抗震措施的一部分;對于某一工程抗震措施與抗震構(gòu)造措施的等級可以不同,但是構(gòu)造措施等級必須是在抗震措施等級的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整而來,它們是相關(guān)聯(lián)的;從我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可以看出,目前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主要包括抗震承載力與延性兩個方面,抗震構(gòu)造措施應(yīng)該完全屬于延性的范疇,“延性構(gòu)造的高、中、低要求”與抗震構(gòu)造措施的抗震等級“一、二、三、四”相對應(yīng)(抗震等級一級為高延性,抗震等級四級為低延性);抗震措施中計(jì)算要求部分應(yīng)該屬于抗震承載力范疇,抗震設(shè)計(jì)關(guān)系見圖1。

2關(guān)于鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的理解

獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都很熟悉,對于多層建筑結(jié)構(gòu)在地基承載力不是很低的情況下,通常優(yōu)先選擇采用獨(dú)立基礎(chǔ),但是對于部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員并非能夠完全掌握并做到熟練應(yīng)用。首先,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是按基底反力呈直線分布來進(jìn)行一系列計(jì)算分析的,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,除巖石地基以外,基礎(chǔ)臺階高寬比小于或者等于2.5時(shí),獨(dú)立基礎(chǔ)的外挑剛度可以實(shí)現(xiàn)使基底反力呈直線分布。因此,基礎(chǔ)高寬比是獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的前提;其次,獨(dú)立基礎(chǔ)平面尺寸通常受上部結(jié)構(gòu)荷載、地基承載力特征值(包括承載力修正)以及回填土厚度與地面荷載情況等主要因素有關(guān);上部結(jié)構(gòu)荷載主要可以分為兩種情況,一種為豎向荷載起控制左右,該情況下基礎(chǔ)宜優(yōu)先采用方形或者矩形截面,另一種為豎向荷載較小,彎矩起控制作用,該情況較多發(fā)生于大跨度輕鋼結(jié)構(gòu),該情況下獨(dú)立基礎(chǔ)宜按照矩形設(shè)計(jì);地基承載力特征值對于平面尺寸的影響主要體現(xiàn)在深度承載力修正系數(shù)上,對于寬度修正及承載力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一般無異議。其實(shí),設(shè)計(jì)人員若能深刻理解以下兩點(diǎn),就不難做到對獨(dú)立基礎(chǔ)深度修正的把握:淤深度修正的實(shí)質(zhì)是考慮基礎(chǔ)兩側(cè)的超載壓重能抵抗土體向上滑動,從而使提供土體的穩(wěn)定性;于地基承載力特征值不僅體現(xiàn)在強(qiáng)度上,另一方面亦是地基變形特征的表現(xiàn)形式。只要深刻理解該兩點(diǎn)就可對不同地下情況進(jìn)行靈活應(yīng)用修正深度。例如,某四層工業(yè)廠房,原天然地面標(biāo)高比設(shè)計(jì)地面標(biāo)高底1m,若地基土為砂質(zhì)類土,排水性良好,該種情況下只要要求基礎(chǔ)施工完成后及時(shí)回填填土至設(shè)計(jì)標(biāo)高,獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)完全可以按照設(shè)計(jì)地面標(biāo)高進(jìn)行深度修正,這樣可以大大減小基礎(chǔ)截面尺寸,節(jié)省不必要浪費(fèi)。再次,很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員認(rèn)為,獨(dú)立基礎(chǔ)高度是由沖切與剪切控制的,其實(shí)事實(shí)并非如此;當(dāng)基底凈反力不是很大(一般低于200kPa)情況下,獨(dú)立基礎(chǔ)的截面高度是由構(gòu)造控制的,即基礎(chǔ)臺階高寬比與基礎(chǔ)邊緣高度等因素控制,只有當(dāng)基礎(chǔ)凈反力較大情況下、截面高度才由沖切與剪切控制;另外基礎(chǔ)高度還與混凝土強(qiáng)度、柱縱筋直錨長度(逸20d)等因素有關(guān)?傊Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只有對獨(dú)立基礎(chǔ)與地基土間受力機(jī)理有深刻理解,才能靈活應(yīng)用于實(shí)際工程。

3填充墻對主體結(jié)構(gòu)影響

對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)人員往往簡單按照《高規(guī)》第4.3.17條進(jìn)行自振周期折減系數(shù)進(jìn)行取值,通常會忽略填充墻對結(jié)構(gòu)規(guī)則性的影響,規(guī)范中自振周期折減系數(shù)取值是考慮填充墻對主體結(jié)構(gòu)剛度的均勻作用,事實(shí)上,建筑功能布置往往是區(qū)域性的,填充墻布置很難做到整棟建筑均勻。如何能夠準(zhǔn)確判別并減輕填充墻不均勻布置對主體結(jié)構(gòu)的影響,首先,建議建筑設(shè)計(jì)師對不合理布置進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整建筑方案布置往往很難實(shí)現(xiàn);其次、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計(jì),從結(jié)構(gòu)體系以及構(gòu)造上減輕填充墻對主體結(jié)構(gòu)的影響;然后,通過電算與手算相結(jié)合的方式進(jìn)行填充墻不利布置分析,并采用包絡(luò)設(shè)計(jì)的辦法考慮其不利布置的影響。例如,某一底層商業(yè)上部住宅的房屋,一層填充墻很少,上部樓層填充墻較多,若簡單的取同一周期折減系數(shù),計(jì)算結(jié)果可能會掩蓋底層與上部樓層實(shí)際層剛度差異,很難發(fā)現(xiàn)薄弱層或者軟弱層,正確的做法應(yīng)采用同一計(jì)算模型取不同的填充墻對結(jié)構(gòu)周期的折減系數(shù)進(jìn)行分別計(jì)算,手工驗(yàn)算底部商業(yè)層與上層的側(cè)向剛度比,避免軟弱層或者薄弱層的出現(xiàn),這樣使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理、更安全。因此,填充墻不僅僅會導(dǎo)致短柱的問題,還會引起上下層結(jié)構(gòu)剛度的突變以及造成結(jié)構(gòu)平面扭轉(zhuǎn)等不利影響。

4結(jié)語

本文可以總結(jié)為以下幾點(diǎn):

(1)抗震措施與抗震構(gòu)造措施有廣義與俠義之分,正確理解其各自定義本質(zhì),準(zhǔn)確把握才能指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作,使結(jié)構(gòu)能在較低承載力情況下具有較高延性,較高承載力情況下適當(dāng)放寬延性要求,使建筑結(jié)構(gòu)真正做到安全經(jīng)濟(jì)。

(2)正確理解與把握獨(dú)立基礎(chǔ)與地基協(xié)同受力機(jī)理,熟練掌握獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要領(lǐng),在一些復(fù)雜地質(zhì)條件下做到準(zhǔn)確判斷獨(dú)立基礎(chǔ)方案的可行性以及是否需要采取必要的措施。

(3)填充墻的不均勻布置對主體結(jié)構(gòu)往往是不利的,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該能夠準(zhǔn)確判斷填充墻的影響結(jié)果并采取相應(yīng)加強(qiáng)措施。

本文通過工程中常見幾個問題進(jìn)行簡單論述與分析,并結(jié)合本人近幾年工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)給出一些設(shè)計(jì)建議,為今后同行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師提供必要的參考。因本人知識技術(shù)水平及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的限制,可能會有更好的設(shè)計(jì)理論與方法,我們結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該從設(shè)計(jì)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提升自己專業(yè)基礎(chǔ)知識與業(yè)務(wù)能力。

參考文獻(xiàn)

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