2019年二級(jí)注冊(cè)建筑師考試《場地與建筑設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)點(diǎn)：板柱結(jié)構(gòu)的適用高度

板柱結(jié)構(gòu)的適用高度：

板柱結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)常被采用的結(jié)構(gòu)體系，它具有不少優(yōu)點(diǎn)，如施工支模及綁扎鋼筋較簡單，結(jié)構(gòu)本身高度較小，可以減少建筑物的層高，從而降低建筑物的造價(jià)等等，但由于此種結(jié)構(gòu)在遭受較強(qiáng)地震作用時(shí)，其板柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能不如有梁的梁柱節(jié)點(diǎn)，此外，地震作用產(chǎn)生的不平衡彎矩要由板柱節(jié)點(diǎn)傳遞，它在柱周邊將產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，當(dāng)剪應(yīng)力很大而又缺乏有效的抗剪措施時(shí)，有可能發(fā)生沖切破壞，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的連續(xù)破壞。因此，新的抗震規(guī)范對(duì)于板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)的適用高度，作了較嚴(yán)格的規(guī)定。但是，實(shí)際工程中，對(duì)于板柱結(jié)構(gòu)還是有大量要求的，本文目的，是想提供一些措施，使板柱結(jié)構(gòu)可以建筑得更高一些，以滿足實(shí)際需求震害實(shí)例。

由于板柱結(jié)構(gòu)(無抗震墻者)抗震性能較差，北京市建筑設(shè)計(jì)院1992年出版的《結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》中規(guī)定，在抗震設(shè)防烈度為6度的地區(qū)，層數(shù)不能超過四層，房屋總高不能超過16m，7度區(qū)為三層及12m，8度區(qū)為二層及8m。(以上指未設(shè)抗震墻的板柱結(jié)構(gòu))

新的抗震規(guī)范GB50011-2001對(duì)于板柱結(jié)構(gòu)作了比較嚴(yán)格的規(guī)定，例如，對(duì)于適用最大高度，6、7、8度區(qū)分別為40，35，30米;抗震墻應(yīng)能承擔(dān)全部地震作用，板柱部分能額外承擔(dān)全部地震作用的20%;沿兩個(gè)主軸方向通過柱截面的板底連續(xù)鋼筋，有數(shù)量的要求(抗震規(guī)范6.6.9式)等等。

在抗震現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度中，有板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)，但是沒有不設(shè)抗震墻的板柱結(jié)構(gòu)，它的意思是，不推薦采用不設(shè)抗震墻的板柱結(jié)構(gòu)。

此外，目前有一種說法：抗震規(guī)范對(duì)于各種結(jié)構(gòu)體系的房屋，都有一個(gè)“限制高度”，這是一個(gè)誤解。的確，包括過去的抗震規(guī)范都提出了“適用的最大高度”，但這并不是“限制高度”，它的意思是，在使用該規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并遵守規(guī)范的計(jì)算、構(gòu)造等一系列要求，各種體系在各設(shè)防烈度時(shí)，該規(guī)范的適用范圍，是多少高度。例如，在8度區(qū)，框架-抗震墻按該規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí)，適用到100m高度。如果建筑物高度需要高于100m,就需采取比規(guī)范內(nèi)容更嚴(yán)格的措施(包括計(jì)算與構(gòu)造)，并經(jīng)過規(guī)定的審查，只要符合要求，是可以超過抗震規(guī)范表6.1.1中的高度的。總之，并無“限高”的說法。如果限制高度，只許建多少米，豈不是限制了科技的進(jìn)步?

新抗震規(guī)范對(duì)于板柱-抗震墻的適用高度，規(guī)定得較低，這對(duì)于一般的高層建筑，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用的。是否可以建得更高一些，可以根據(jù)從震害分析著手：

美國阿拉斯加四季公寓的倒塌，往往被認(rèn)為是板柱-抗震墻性能不好的一個(gè)例證。但從林同炎事務(wù)所的分析報(bào)告來看，該工程的設(shè)計(jì)按100%地震力由核心筒來承擔(dān)，在承載力方面也是足夠的，只因施工單位在鋼筋接頭上未按規(guī)定施工，才造成嚴(yán)重破壞。

阿爾及利亞的倒塌事故，是由于該工程為純板柱結(jié)構(gòu)(樓板為雙向密勒，無梁)，層高較高，跨度也較大。此種結(jié)構(gòu)不能抵抗地震是不足為奇的，也不提倡此類結(jié)構(gòu)。

1985年墨西哥地震，板柱結(jié)構(gòu)遭受破壞，主要由于板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切能力不足，如果按我國新的抗震規(guī)范的要求去設(shè)計(jì)，再在沖切方法上作改進(jìn)，并加強(qiáng)抗震墻的構(gòu)造，這類破壞是可以避免的。

綜上所述，板柱結(jié)構(gòu)的破壞主要是：

①.未布置一定數(shù)量的抗震墻，因而地震作用全由板柱框架承受。由于未布置抗震墻，此種結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)剛度又相對(duì)較弱，因此側(cè)向位移常較大。由于它延性差，抗彎和變形能力很弱，再加上P-⊿效應(yīng)，在強(qiáng)震時(shí)造成嚴(yán)重破壞甚至倒塌是很可能的。

②.板柱節(jié)點(diǎn)處，樓板抗沖切能力差。在柱子周邊板內(nèi)，未設(shè)置抗沖切的鋼筋，或設(shè)置得不恰當(dāng)，節(jié)點(diǎn)處不平衡彎矩對(duì)樓板造成的附加剪應(yīng)力未適當(dāng)考慮，柱周邊板的厚度不夠，使抗剪箍筋不易充分發(fā)揮作用，或柱子縱筋在節(jié)點(diǎn)處滑移。

由于這些原因，在強(qiáng)震時(shí)使墻板產(chǎn)生沖切破壞，隨之樓板墜落，造成巨大損失。