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混凝土与砌体结构布置原则

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图15-10 剪力墙截断和立面收进3)建筑高宽比限值为了保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆和建筑物的整体稳定性,高层建筑的高宽比不宜过大。对于多层和高层建筑,当未采取可靠措施时,其伸缩缝间距不宜超过附录中附表24的规定。表15-3 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的高宽比的限值沉降缝的设置主要与基础受到的上部荷载、场地的地质条件和基础类型有关。

混凝土与砌体结构布置原则

1)结构平面布置

多层和高层建筑结构的平面布置必须有利于抵抗水平力和竖向荷载,受力明确,传力途径简捷。

对于需要抗震设防的多层和高层建筑,其平面布置应符合下列要求:

(1)平面宜简单、规则、对称,并尽量使结构的侧向刚度中心和建筑物的质量中心重合,以减少扭转效应。否则,应考虑其不利影响。

(2)平面长度L 不宜过长,以避免地震时两端振动不一致而加重震害。平面应尽量避免过大的外伸或内收。平面的凹角处容易产生应力集中,宜采取加强措施(例如,楼盖应适当增加配筋)。平面长度和外伸的有关尺寸应符合表15-2的规定。一般的建筑结构平面如图15-9所示。

表15-2 L、l、l′的限值

当平面局部突出部分的长度不大于其宽度(即l/b≤1),且不大于该方向总长度的30%(即l/Bmax<0.3),质量与刚度平面分布基本均匀时,可按规则建筑进行抗震分析。

除上述外,对于高层建筑,其平面宜选用风压较小的形状,并应考虑邻近建筑对其风压分布的影响。

2)结构竖向布置

震害表明,竖向刚度突变、外挑和内收等,都会使变形集中于刚度和承载力较小的楼层。因此,对于需要抗震设防的多层和高层建筑,竖向体型应力求均匀、规则,避免有过大的外挑、内收、错层和局部夹层。

在实际工程中,往往沿竖向分段改变截面尺寸和混凝土强度,这将使结构刚度沿竖向发生改变。这种改变应是逐渐的、均匀的。混凝土强度等级每次改变一级,截面尺寸每次改变不宜大于100mm,而且二者不宜在同一楼层同时改变。

此外,竖向刚度的改变还有下列几种情况:

(1)底层或底部若干层由于取消一部分剪力墙或柱子而产生刚度突变(图15-10a)。这时,应适当加大落地剪力墙、柱的截面及其混凝土强度,以减少刚度改变的程度。

图15-9 多层和高层建筑结构的平面尺寸

(2)中部楼层剪力墙中断(图15-10b)或顶层取消部分剪力墙而形成空旷大房间(图15-10c)。这时,取消的剪力墙不得超过半数,其余的剪力墙、柱应加强配筋。

(3)顶部收进(图15-10d)或带有塔楼,由于地震中高振型的影响,上、下段连接处或塔楼根部将产生应力集中,并导致开裂,甚至破坏。因此,应加强上、下段交接处的连接构造,并尽量减少刚度突变的程度。

抗震设计时,当H1/H 大于0.2时(H1 为结构上部楼层收进部位到室外地面的高度;H 为房屋高度),B1/B 不宜小于0.75(图15-10d);当上部结构楼层相对于上部楼层外挑时,B1/B 不宜小于0.9,且外挑尺寸不宜大于4m。

此外,高层建筑宜设地下室,设地下室可减轻震害,减小地基土压力,便于管道的布置。

图15-10 剪力墙截断和立面收进

3)建筑高宽比限值

为了保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆和建筑物的整体稳定性,高层建筑的高宽比不宜过大。按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002的规定,A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的高宽比(H/B)宜满足表15-3的要求。

4)变形缝

(1)变形缝的设置

变形缝有伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。

伸缩缝的设置主要与结构的长度有关。对于多层和高层建筑,当未采取可靠措施时,其伸缩缝间距不宜超过附录中附表24的规定。(www.xing528.com)

表15-3 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的高宽比的限值

沉降缝的设置主要与基础受到的上部荷载、场地的地质条件和基础类型有关。当基础受到的上部荷载差异较大,或地基土的物理力学指标相差较大,则应设置沉降缝。沉降缝可采用挑梁方案(图15-11a、b)或预制梁、板铰支方案(图15-11c、d)。

图15-11 沉降缝的构造

防震缝的设置主要与建筑物的平面形状、高差、刚度和质量的分布等因素有关,下列情况宜设置防震缝:

①平面尺寸超过表15-2的限值而无加强措施。

②房屋有较大的错层。

③各部分结构的刚度或荷载相差悬殊(例如,采用不同的材料和结构体系)而又未采取有效措施。

(2)变形缝的构造

伸缩缝的宽度不宜小于30mm,沉降缝的宽度一般不宜小于50mm。当基础可能倾斜时,应考虑基础倾斜的影响,予以适当增大,增大值可取(θ12)H,此处,θ1、θ2 分别为沉降两侧结构单元基础的倾角,H 为高度相对较低的结构单元的高度(从基础底面算起)。

防震缝的最小宽度应符合下列要求:框架结构房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时可采用70mm;超过15m 时,6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m 和2m,宜加宽20mm。框架—剪力墙结构、剪力墙结构的防震缝宽度可分别采用上述规定数值的70%、50%。且均不宜小于70mm。防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。

防震缝应沿房屋全高设置,基础可不设防震缝,但在防震缝处基础应加强构造和连接。对抗震设防的建筑物,其伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求。

各结构单元之间或高、低层之间(如主楼与裙房之间)不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝。

(3)减少变形缝的措施

必须指出,在多层和高层建筑结构中,应尽量少设或不设变形缝,以简化构造,方便施工,降低造价,增强结构整体性和空间刚度。为了避免设置变形缝,可采取如下一些措施。

建筑设计方面,采用合理的平面形状、尺寸和体型,做好保温、隔热层等。在结构设计方面,选择合理的节点连接方式,配置适量的构造钢筋,设置刚性层等。在施工方面,采取分阶段施工,设置后浇带等。

①当采用以下的构造措施和施工措施以减少温度和收缩应力时,可增大伸缩缝的间距:

A.在顶层、底层、山墙和内纵墙端开间等温度影响较大的部位提高配筋率。

B.顶层加强保温隔热措施或采用架空通风屋面。

C.顶部楼层采用刚度较小的结构形式或顶部设局部伸缩缝,将结构划分为长度较短的区段。

D.每30~40m 间距留出施工后浇带,带宽800~1000mm,钢筋可采用搭接接头。后浇带宜在主体结构混凝土浇灌两个月后再浇灌,后浇带混凝土浇灌时的温度宜低于主体混凝土浇灌时的温度。后浇带应贯通整个横截面,同时应设置在对结构受力影响最小的部位。

②当采用以下措施时,高层部分与裙房之间可连为整体而不设置沉降缝:

A.采用桩基,桩支承在基岩上,或采取减少沉降的有效措施,并经计算,沉降差在允许范围内。

B.主楼与裙房采用不同的基础形式,并宜先施工主楼,后施工裙房,调整土压力,使后期沉降基本接近。

C.地基承载力较高,沉降计算较为可靠,主楼与裙房的标高预留沉降差,先施工主楼,后施工裙房,使最后两者的标高基本一致。

在B、C两种情况下,施工时应在主楼与裙房之间先留出后浇带,待沉降基本稳定后再连为整体。设计时应考虑后期沉降差的不利影响。

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