多層與高層建筑結(jié)構(gòu)的定義
隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢的發(fā)展,大中型城市多高層建筑迅速增多,多高層建筑已成為工業(yè)與民用建筑中最常見的房屋類型。近年來,我國高層建筑發(fā)展十分迅速,各地興建高層建筑層數(shù)已普遍增加。房屋高度150 m以上的高層建筑已超過100棟。國際上諸多國家和地區(qū)對高層建筑結(jié)構(gòu)的界定都在10層以上。為適應(yīng)我國高層建筑的發(fā)展形勢并與國際諸多國家的界定相適應(yīng),我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2002 規(guī)定10層及10 層以上的建筑為高層建筑結(jié)構(gòu)?紤]到有些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的層數(shù)雖未達(dá)到10層,但其房屋高度較高,所以同時規(guī)定高度超過28 m 的民用建筑也為高層建筑結(jié)構(gòu),并把高度為常規(guī)高度的高層建筑稱為A 級高層建筑(最大適用高度見表4-1),把高度超過A 級高度限值的高層建筑稱為B 級高度的高層建筑(最大適用高度見表4-2)。
高層建筑和高層建筑結(jié)構(gòu)兩者的概念有一定的區(qū)別,對房屋建筑,我國不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的定義,例如《高層民用建筑防火設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定10 層及以上的居住建筑和高度超過24 m 的公共建筑為多高層防火設(shè)計的界限。高度與層數(shù)是高層建筑結(jié)構(gòu)的兩個主要指標(biāo),隨著我國的經(jīng)濟(jì)形勢的發(fā)展和工程界關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系積累的工程經(jīng)驗(yàn)及科研成果的逐步增多而發(fā)生變化。如《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3—1991 規(guī)定8層及以上的高層民用建筑結(jié)構(gòu)為多高層建筑結(jié)構(gòu)的適用界限,現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》調(diào)整為10 層及以上為多高層超結(jié)構(gòu)的適用界限。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,高層建筑的高度一般指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房、水箱、構(gòu)架等高度。
多高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一般規(guī)定
抗震設(shè)計主要包括兩個方面的內(nèi)容:一是抗震設(shè)計的概念設(shè)計內(nèi)容,即包括對房屋結(jié)構(gòu)作合理的結(jié)構(gòu)選型和布置以及采”匾目拐鴯乖齏朧┑齲歡是確定合理的計算簡圖和內(nèi)力分析方法,進(jìn)行抗震驗(yàn)算。其中抗震概念設(shè)計對建筑物的抗震性能起決策性和關(guān)鍵性的作用,是抗震設(shè)計的主要和重要內(nèi)容之一。
1. “三水準(zhǔn),兩階段”的設(shè)防原則內(nèi)容
第一水準(zhǔn),當(dāng)建筑物遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時,一般不受損或不需修理可繼續(xù)使用。
第二水準(zhǔn),當(dāng)建物遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度地震影響時,可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。
第三水準(zhǔn),當(dāng)建筑物遭受本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕見地震影響時,不至倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。
三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)的通俗說法為:“小震不壞,設(shè)防烈度地震可修,大震不倒”。“小震不壞”要求建筑結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下滿足承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算要求和建筑彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。“基本地震可修”要求建筑結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有?變形能力),不發(fā)生不可修的脆性破壞。“大震不倒”要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。
兩個階段設(shè)計步驟為:第一階段,對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件
承載力驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)彈性變形驗(yàn)算,對各類結(jié)構(gòu)按規(guī)范規(guī)定采取抗震措施;第二階段,一些規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈性變形驗(yàn)算。
2. 建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
建筑抗震設(shè)防分類是依據(jù)建筑物在地震時和地震后的功能重要程度來分類,按不同的重要性提出不同的抗震安全要求,并采取相應(yīng)的抗震設(shè)計(地震作用和抗震措施)。 (3) 確定抗震等級的幾點(diǎn)說明如下: ① 框架-剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)按基本振型計算地震作用時,若框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%,框架部分按表中框架結(jié)構(gòu)相應(yīng)的抗震等級設(shè)計。剪力墻部分的抗震等級,宜按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻的抗震等級確定,但根據(jù)具體情況,有時也可取和修正后框架部分相同的抗震等級。 ② 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻加強(qiáng)部位以上的一般部位,應(yīng)按剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻確定其抗震等級。 ③ 高層建筑主樓與裙房相連,與主樓連為整體的裙房的抗震等級不應(yīng)低于主樓相應(yīng)部分的抗震等級;裙房屋面部分的主樓上下各一層受剛度與承載力突變影響較大,抗震措施需要適當(dāng)加強(qiáng)。④ 接近或等于高度分界時,應(yīng)結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件適當(dāng)確定抗震等級。⑤ 抗震設(shè)計的高層建筑,當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時,地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用,地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。⑥ 底部帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu),其框支框架和底部加強(qiáng)部位筒體的抗震等級應(yīng)按框支剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用。
4. 抗震概念設(shè)計原則
結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計主要是重視規(guī)范及規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各條規(guī)定,不至于陷入只憑計算的誤區(qū)。若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則,整體性差,則僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算水平,難以保證結(jié)構(gòu)的安全,而且十分不經(jīng)濟(jì)。
結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基本原則如下:
(1) 結(jié)構(gòu)的簡單性:指結(jié)構(gòu)在地震及其他荷載作用下具有明確的和直接的傳力途徑,便于建立完整、準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)計算模型。(2) 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性:建筑平面規(guī)則、平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則、對稱、均勻、減少偏心,使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞,并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào),限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。沿建筑物豎向的結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則、均勻,避免有過大的外挑和內(nèi)收,避免剛度、承載能力和傳力途徑的突變,以限制結(jié)構(gòu)在豎向第一樓層或少數(shù)幾個樓層出現(xiàn)薄弱層,以致在這些部位因產(chǎn)生應(yīng)力集中和過大的變形而使結(jié)構(gòu)不安全。(3) 結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力:結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)平面在兩個主軸方向均具有足夠的剛度和抗震能力,同時還應(yīng)具有抗扭轉(zhuǎn)剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力。框架結(jié)構(gòu)應(yīng)在縱橫兩個方向布置成雙向剛接框架。(4) 結(jié)構(gòu)的整體性:由于設(shè)計內(nèi)力計算模型是建立在樓蓋平面內(nèi)剛度無限大的假定的基礎(chǔ)上,設(shè)計應(yīng)使樓蓋系統(tǒng)有足夠的平面內(nèi)剛度和抗力,并與豎向結(jié)構(gòu)有效連接,從而保證梁、板、柱、墻能共同協(xié)同工作。(5) 抗震房屋應(yīng)盡可能設(shè)置多道抗震防線,并考慮第一防線被突破后,引起內(nèi)力重分布的影響不至于使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)倒塌。(6) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能構(gòu)件應(yīng)具有較高的延性和適當(dāng)?shù)膭偠,承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。(7) 合理控制結(jié)構(gòu)的非彈性部位(塑性鉸區(qū)),掌握結(jié)構(gòu)的屈服過程,實(shí)現(xiàn)合理的屈服機(jī)
制。多高層鋼筋混凝土房屋可以歸納為兩類屈服機(jī)制:一種為總體機(jī)制,另一種為樓層機(jī)制,其他機(jī)制均可由這兩種機(jī)制組合而成。典型的樓層機(jī)制表現(xiàn)為在水平力作用下僅豎向構(gòu)件屈服,而橫向構(gòu)件處于彈性?傮w機(jī)制則表現(xiàn)為所有橫向構(gòu)件屈服而豎向構(gòu)件除根部外均處于彈性狀態(tài)。
4.2 結(jié)構(gòu)體系的分類及其結(jié)構(gòu)布置原則
4.2.1 結(jié)構(gòu)體系的分類
多高層房屋結(jié)構(gòu)體系包括水平結(jié)構(gòu)體系(樓、屋蓋系統(tǒng))和豎向結(jié)構(gòu)體系(墻、柱)。其中水平結(jié)構(gòu)體系中的樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)承受并傳遞豎向荷載給豎向構(gòu)件。并作為剛性樓蓋利用其平面內(nèi)的無限剛度協(xié)調(diào)各抗側(cè)構(gòu)件的變形和位移;豎向構(gòu)件承受并傳遞豎向荷載。豎向結(jié)構(gòu)體系的墻、柱與水平結(jié)構(gòu)體系中的梁板共同組成房屋的抗側(cè)空間結(jié)構(gòu),共同抵抗側(cè)向力作用。多高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、框支剪力
墻結(jié)構(gòu),高層建筑結(jié)構(gòu)體系中還有筒體結(jié)構(gòu)(包括框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu))以及其他復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)形式,如帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)形式,多塔結(jié)構(gòu)形式,另外還有型鋼—混凝土構(gòu)件組合的混合結(jié)構(gòu)形式等。下面就常見的幾種結(jié)構(gòu)體系作一些闡述。
1. 框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)體系由框架梁、柱、板等主要構(gòu)件組成。按照框架布置方向的不同,框架結(jié)構(gòu)體系可分為橫向布置、縱向布置和雙向布置三種框架結(jié)構(gòu)形式。橫向框架布置形式是20世紀(jì)90 年代以前常用的一種框架布置形式。由于當(dāng)時的條件限制,內(nèi)力分析主要是采用手算方式進(jìn)行,計算機(jī)輔助設(shè)計只能進(jìn)行簡單的平面框架內(nèi)力分析,所以房屋建筑往往布置為橫向框架、縱向聯(lián)系梁的結(jié)構(gòu)形式,其特點(diǎn)是橫向框架承擔(dān)豎向荷載和平行于房屋橫向的水平荷載?v向框架布置形式也是一種平面框架類型,其特點(diǎn)是縱向框架承擔(dān)豎向荷載和沿縱向水平荷載作用,而橫向通過聯(lián)系梁將豎向荷載傳遞到框架柱,同時聯(lián)系梁與框架立柱形成橫向框架并承擔(dān)沿橫向的水平力作用。在有抗震要求的房屋設(shè)計中,要求框架必須縱橫向布置,形成雙向框架結(jié)構(gòu)形式,以抵抗水平荷載及地震作用,雙向框架作用結(jié)構(gòu)布置形式具有較強(qiáng)的空間整體性,可以承受各個方向的側(cè)向力,與縱、橫向布置的單向框架比較,具有較好的抗震性能?蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是柱網(wǎng)布置靈活,便于獲得較大的使用空間。延性較好,但橫向側(cè)移剛度小,水平位移大。比較適用于大空間的多層及層數(shù)較少的高層建筑?蚣芙Y(jié)構(gòu)的變形特征為剪切型。
2. 剪力墻結(jié)構(gòu)體系
剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指豎向承重結(jié)構(gòu)由剪力墻組成的一種房屋結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的主要作用除承受并傳遞豎向荷載作用外,還承擔(dān)平行于墻體平面的水平剪力!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》GB 50011—2001 把剪力墻稱為抗震墻。
剪力墻承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點(diǎn)是整體性好,側(cè)向剛度大,水平力作用下側(cè)移小,并且由于沒有梁、柱等外露構(gòu)件,可以不影響房屋的使用功能。缺點(diǎn)是不能提供大空間房屋,結(jié)構(gòu)延性較差。剪力墻結(jié)構(gòu)適用范圍較大,從十幾層到幾十層都很常見,由于剪力墻結(jié)構(gòu)能承受更大的豎向力和水平力作用,橫向剛度大,因此比框架更適合用于高層建筑的結(jié)構(gòu)體系布置中。由于剪力墻結(jié)構(gòu)提供的房屋空間一般較小,所以比較適合用于賓館、住宅等建筑類型。當(dāng)在下部一層或幾層需要更大空間時,往往在下部取消部分剪力墻,形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特征是彎曲型。
3. 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指由框架和剪力墻共同作為豎向承重結(jié)構(gòu)的多(高)層房屋結(jié)構(gòu)體系,如圖4.5 所示。系
由于框架的主要特點(diǎn)是能獲得大空間房屋,房間布置靈活,而其主要弱點(diǎn)是側(cè)向剛度小,側(cè)移大。而剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大,側(cè)移小,但不能提供靈活的大空間房屋?蚣埽袅Y(jié)構(gòu)體系則充分發(fā)揮他們各自的特點(diǎn),既能獲得大空間的靈活空間,又具有較強(qiáng)的側(cè)向剛度。所以這種結(jié)構(gòu)形式在房屋設(shè)計中比較常用。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系中,框架往往只承受并傳遞豎向荷載,而水平荷載及地震作用主要由剪力墻承擔(dān)。一般情況下,剪力墻可承受70%~90%的水平荷載作用。剪力墻在建筑平面上的布置,應(yīng)按均勻、分散、對稱周邊的原則考慮,并宜沿縱橫兩
個方向布置。剪力墻宜布置在建筑物的周邊附近,恒載較大處及建筑平面變化處和樓梯間和電梯的周圍;剪力墻宜貫穿建筑物的全高,宜避免剛度突變;剪力墻開洞時,洞口宜上下對齊。建筑物縱(橫)向區(qū)段較長時,縱(橫)向剪力墻不宜集中布置在端開間,不宜在變形縫兩側(cè)同時設(shè)置剪力墻。框架-剪力墻的變形特征彎剪型。
4. 筒體結(jié)構(gòu)體系
筒體結(jié)構(gòu)主要包括框架-核心筒結(jié)構(gòu)與筒中筒結(jié)構(gòu)?蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)由實(shí)體核心筒和外框架構(gòu)成。一般將樓電梯間及一些服務(wù)用房集中在核心筒內(nèi);其他需要較大空間的辦公用房、商業(yè)用房等布置在外框架部分。核心筒實(shí)體是由兩個方向的剪力墻構(gòu)成的封閉的空間結(jié)構(gòu),它具有很好的整體性與抗側(cè)剛度,其水平截面為單孔或多孔的箱形截面。它既可以承擔(dān)豎向荷載,又可以承擔(dān)任意方向的水平側(cè)向力作用。由于核心筒在高層建筑中往往布置在平面的中心部位,而在其四周布置功能空間,核心筒也因此而得名。結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)是由實(shí)體的內(nèi)筒與空腹的外筒組成,空腹外筒是由布置在建筑物四圍的密集立柱與高跨比很大的橫向窗間梁所構(gòu)成的一個多孔筒體。筒中筒結(jié)構(gòu)體系具有更大的整體性和抗側(cè)剛度,因此適用于高度很大的建筑。除上述兩種筒體結(jié)構(gòu)形式外,還有多重筒結(jié)構(gòu)、成束筒結(jié)構(gòu)等。筒體為適應(yīng)各種建筑功能的要求,還可以與框架或剪力墻相結(jié)合,形成各自獨(dú)特的結(jié)構(gòu)方案。
5. 混合結(jié)構(gòu)體系
混合結(jié)構(gòu)體系是由多種不同材料構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系。如:鋼管混凝土構(gòu)件和型鋼混凝土構(gòu)件等。由于不同材料制成的構(gòu)件有不同的特征,并且各自有其明顯的優(yōu)點(diǎn),采用混合結(jié)構(gòu)的目的就是通過對各種材料構(gòu)件的優(yōu)化組合,來充分發(fā)揮各種材料及構(gòu)件的優(yōu)越性能。鋼管混凝土構(gòu)件是有效利用混凝土的約束強(qiáng)度,在三向約束下,混凝土的抗壓強(qiáng)度比單向抗壓強(qiáng)度可提高幾倍。利用這一特點(diǎn)而組合的鋼管混凝土最適合用于以受壓為主的軸心受壓及小偏心受壓柱及其他受壓構(gòu)件。型鋼混凝土構(gòu)件是在混凝土中主要配置型鋼的構(gòu)件。一般也配置一些構(gòu)造鋼筋及輔助
受力鋼筋。它可以制作成柱、梁、剪力墻、筒體等豎向傳力構(gòu)件。型鋼混凝土的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、剛度大、截面小、延性好、防火性能好。建筑師常常將其與鋼結(jié)構(gòu)混合使用來建設(shè)超高層建筑。即下部采用型鋼混凝土構(gòu)件,上部為鋼結(jié)構(gòu),以增大建筑的剛度,減少水平荷載作用下的側(cè)移。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)還可以與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)混合使用。
4.2.2 多高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置原則
1. 鋼筋混凝土多高層建筑的適用高度和高寬比
各種結(jié)構(gòu)體系有其各自的優(yōu)缺點(diǎn),同時也有它的經(jīng)濟(jì)合理的適用范圍。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建筑的用途及功能、建筑高度、荷載情況、抗震等級和所具備的物質(zhì)與施工技術(shù)條件等因素來確定結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系類型。
2. 結(jié)構(gòu)布置原則
(1) 選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。合理的結(jié)構(gòu)體系的選擇與建筑的使用功能有密切關(guān)系,如商“旃ァ⒈齬蕕刃枰罌占洌2捎每蚣芑蚩蚣堋裊η澆峁!眨采用佳Uη澆峁溝取=ㄖ高度也是選擇合理結(jié)構(gòu)體系的主要因素之一,如10層以下的建筑通常采用框架結(jié)構(gòu)。10 層以上的建筑常選擇框架—剪力墻結(jié)構(gòu)形式,而30 層以上的建筑宜選擇框筒結(jié)構(gòu)體系等。
(2) 結(jié)構(gòu)平面布置要有利于抵抗水平和豎向荷載,受力明確,傳力直接。結(jié)構(gòu)平面宜均勻、對稱,減少扭轉(zhuǎn)的影響。在抗震設(shè)防區(qū),多高層建筑的平面形狀宜簡單對稱、規(guī)則、傳力直接、體型盡量簡單,以減少震害。當(dāng)建筑平面復(fù)雜時,應(yīng)通過設(shè)置變形縫來劃分結(jié)構(gòu)平面單元,使每個結(jié)構(gòu)單元的平面滿足上述要求?拐鹪O(shè)計A級高度鋼筋混凝土高層建筑平面長度不宜過長,突出部分長度不宜過大。
(3) 結(jié)構(gòu)豎向布置應(yīng)力求自下而上剛度變化均勻,體型均勻不突變,外形盡量減少外挑、內(nèi)收等。歷次地震震害表明:結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變、外挑、內(nèi)收等都會在某些樓層產(chǎn)生大的變形和應(yīng)力集中,出現(xiàn)嚴(yán)重的震害和破壞。多高層建筑當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層收進(jìn)部位到室外地面高度H1與房屋高度H 之比大于0.2 時,上部樓層收進(jìn)后的水平尺寸B1,不宜混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計小于0.75B;當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時,B≥0.9 B1,且a≤4 m。
(4) 合理設(shè)置變形縫,變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫。設(shè)置伸縮縫可以減少溫度應(yīng)力的影響,沉降縫可以防止建筑的不均勻沉降,防震縫可以簡化結(jié)構(gòu)單元,減少震害。當(dāng)然,在多高層建筑結(jié)構(gòu)中,應(yīng)盡量少設(shè)置或不設(shè)置變形縫。混凝土澆筑采用后澆帶分段施工是減少變形縫設(shè)置的重要手段之一。后澆帶可以選擇在結(jié)構(gòu)受力影響較小,結(jié)構(gòu)截面簡單、施工方便的位置曲折通過。后澆帶通常每30 m~40 m設(shè)置一道,寬度800 mm~1000 mm。一般鋼筋貫穿不切斷,且要配置適量的加強(qiáng)鋼筋。后澆帶混凝土澆筑時應(yīng)將兩側(cè)的混凝土鑿毛,在澆灌比設(shè)計強(qiáng)度高一等級的無收縮混凝土,振搗密實(shí),并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。當(dāng)后澆帶是為減少混凝土施工過程中的溫度應(yīng)力時,后澆帶的保留時間不宜少于兩個月,當(dāng)后澆帶是為調(diào)整結(jié)構(gòu)不均勻沉降而設(shè)置時,后澆帶后澆混凝土應(yīng)在兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元沉降基本穩(wěn)定后再進(jìn)行澆筑。在抗震設(shè)計中,變形縫的寬度必須同時滿足防震縫的寬度要求。
在設(shè)計中應(yīng)考慮以下幾個因素:
裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距
框架—剪力墻結(jié)構(gòu)或框架核心筒結(jié)構(gòu)的伸縮縫可根據(jù)結(jié)構(gòu)具體布置
屋面無保溫或隔熱措施時,框架剪力墻結(jié)構(gòu)按露天數(shù)值采用。
位于氣候干燥區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用的結(jié)構(gòu),室內(nèi)構(gòu)因施工長時間外露以及采用滑模施工的剪力墻結(jié)構(gòu), 混凝土采用后澆帶施工,或采用專門的預(yù)加應(yīng)力措施時,表4-9 中數(shù)值可以適當(dāng)加大。通過施加預(yù)應(yīng)力,在混凝土中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力,可以抵抗鋼筋混凝土在干縮或冷縮時產(chǎn)生拉應(yīng)力,使混凝土延時開裂或不開裂。
伸縮縫處的基礎(chǔ)可以不斷開。
、 沉降縫:高層建筑解決建筑各部分沉降差大體上有三種方法處理:其一是設(shè)置沉降縫,稱為“放”;其二是采用端承樁或利用剛度較大的其他基礎(chǔ)來避免和抵抗沉降差,稱之為“抗”;其三是采用留后澆帶來作為臨時沉降縫等沉降基本穩(wěn)定后再連為整體,不設(shè)永久性沉降縫,稱為“調(diào)”。
沉降縫一般在下列部位設(shè)置:
建筑平面轉(zhuǎn)折部位。
高度差異較大處。
地基土的壓縮性有明顯的差異處。
建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處。
分期建設(shè)房屋交界處。
沉降縫設(shè)置的寬度為:二、三層取50 mm~80 mm,四、五層取80 mm~120 mm,五層以上不小于120 mm。在沉降縫處房屋應(yīng)連同基礎(chǔ)一起斷開。
、 防震縫:建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大或有錯層時,采用防震縫分開。防震縫最小寬度要求:框架結(jié)構(gòu)高度不超過15 m 的部分可取70 mm;超過15 m 的部分,6度、7度、8度和9 度相應(yīng)每增加5 m,4 m,3 m 和2 m 宜加寬20 mm;框架-剪力墻和剪力墻可分別按上述數(shù)字的70%和50%采用,且不應(yīng)小于70 mm。