在工作中,屢次碰到結(jié)構(gòu)專家、業(yè)主單位的結(jié)構(gòu)工程師提到“結(jié)構(gòu)錯層的不利性”,建議在超限報(bào)告中對結(jié)構(gòu)錯層進(jìn)行分析。但在超限報(bào)告中,卻很少看到結(jié)構(gòu)錯層的專項(xiàng)分析,至少深圳地區(qū)是這樣。這種“陽奉陰違”的事情,我覺得挺好奇。偶爾想起來,“陽奉陰違”的原因無非兩點(diǎn),一線的結(jié)構(gòu)工程師不知道怎么分析,或者認(rèn)為沒必要分析。
這次,我們自己做一個復(fù)雜項(xiàng)目的超限報(bào)告。結(jié)構(gòu)錯層比較嚴(yán)重,終于有機(jī)會,仔細(xì)思考“結(jié)構(gòu)錯層”究竟該怎么分析。

錯層給結(jié)構(gòu)帶來的不利性,個人認(rèn)為主要有三點(diǎn):

1)錯層削弱樓蓋整體性,降低結(jié)構(gòu)受力的協(xié)同性,并使傳力路徑出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),引起應(yīng)力集中現(xiàn)象;

2)在樓板錯層位置,會形成短柱,短柱延性較差,對抗震不利;

3)錯層位置樓板布置不均勻,不對稱,質(zhì)心和剛心嚴(yán)重偏置,在水平地震或風(fēng)載作用下會產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),對錯層位置的梁,也會產(chǎn)生不利影響。

針對第1點(diǎn),首先要補(bǔ)充樓板應(yīng)力分析,尤其要搞清楚錯層附近的樓板應(yīng)力。如果水平推力較大,為了保證水平力的傳遞,可以梁側(cè)水平加腋。加腋之后,梁的剛度變大,在梁柱節(jié)點(diǎn)位置,梁會將更多的彎矩傳遞給柱,此時就要復(fù)核柱的承載力是否足夠。有些單位,加腋作為一項(xiàng)構(gòu)造措施,并未在計(jì)算模型中反映,也未手算復(fù)核,在梁柱節(jié)點(diǎn)位置,可能違背了“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。這點(diǎn)應(yīng)引起注意。

針對第2點(diǎn),結(jié)構(gòu)錯層,短柱是客觀存在的。在計(jì)算中,短柱的問題是容易抗剪超。我們的辦法是,確保短柱在小震及中震作用下,均保持抗剪彈性。其中,抗剪截面驗(yàn)算,要預(yù)留足夠的富裕度?辜粲(jì)算中,有一個重要參數(shù),剪跨比,需要謹(jǐn)慎確定。根據(jù)《高規(guī)》10.4節(jié),抗震設(shè)計(jì)時,錯層處框架柱箍筋應(yīng)全柱段加密配置,抗震等級應(yīng)提高一級。

針對第3點(diǎn),樓板采用彈性板計(jì)算,評估水平力對梁的影響。根據(jù)影響程度,可采用配置一定量抗扭縱筋和箍筋的方式提高梁的抗扭能力。

另外,如果結(jié)構(gòu)錯層非常嚴(yán)重(大范圍錯層),還應(yīng)在整體概念上進(jìn)行把控。主要可采用以下思路:1)結(jié)構(gòu)水平位移、扭轉(zhuǎn)位移應(yīng)該從嚴(yán)控制。原因在于,錯層處的樓板水平位移差與結(jié)構(gòu)整體水平位移基本呈正比,控制結(jié)構(gòu)整體水平位移,相當(dāng)于間接控制了樓板水平位移差;相比常規(guī)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)對錯層結(jié)構(gòu)影響更加不利,容易出現(xiàn)樓板翹曲及應(yīng)力集中,因此,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移需要偏嚴(yán)控制。2)設(shè)法降低短柱的軸力,提高短柱延性;降低短柱剪力,提高短柱抗剪承載力富裕度,具體辦法可在結(jié)構(gòu)布置上著手。

在全國的超限審查技術(shù)要點(diǎn)中,錯層只是一個很小的超限項(xiàng),隸屬“樓板不連續(xù)”。但它明顯比普通的樓板不連續(xù)要更復(fù)雜,值得大家關(guān)注。這篇文章,可為大家提供一些思路。下次,如果再有專家、業(yè)主提出對“結(jié)構(gòu)錯層”的分析要求,我們可以照此做點(diǎn)工作,積極相應(yīng)專家號召,積極聽取業(yè)主意見。