板柱结构的适用高度

1、板柱结构的适用高度1综述 板柱结构是一种经常被采用的结构体系，它具有不少优点，如施工支模及绑扎钢筋较简单， 结构本身高度较小， 可以减少建筑物的层高， 从而降低建筑物的造价等等， 但由于此种结构 在遭受较强地震作用时， 其板柱节点的抗震性能不如有梁的梁柱节点， 此外， 地震作用产生 的不平衡弯矩要由板柱节点传递， 它在柱周边将产生较大的附加应力， 当剪应力很大而又缺 乏有效的抗剪措施时，有可能发生冲切破坏， 甚至导致结构的连续破坏。因此，新的抗震规 范对于板柱 -抗震墙结构的适用高度，作了较严格的规定。但是，实际工程中，对于板柱结 构还是有大量要求的，本文目的，是想提供一些措施，使板柱结构可以

2、建筑得更高一些，以 满足实际需求。 震害实例略由于板柱结构 无抗震墙者 抗震性能较差， 北京市建筑设计院 1992 年出版的 ?结构专业技 术措施 ?中规定，在抗震设防烈度为 6 度的地区，层数不能超过四层， 房屋总高不能超过 16m， 7度区为三层及12m, 8度区为二层及8m。以上指未设抗震墙的板柱结构 新的抗震标准 GB50011-2001 对于板柱结构作了比较严格的规定， 例如，对于适用最大高度， 6、7、8 度区分别为 40， 35， 30 米；抗震墙应能承担全部地震作用，板柱局部能额外承担 全部地震作用的 20%；沿两个主轴方向通过柱截面的板底连续钢筋，有数量的要求抗震 标准 6.

3、6.9 式等等。在抗震标准表 6.1.1 ，现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度中，有板柱-抗震墙结构，但是没有不设抗震墙的板柱结构，它的意思是，不推荐采用不设抗震墙的板柱结构。此外， 目前有一种说法： 抗震标准对于各种结构体系的房屋， 都有一个限制高度， 这是 一个误解。 确实， 包括过去的抗震标准都提出了适用的最大高度， 但这并不是限制高 度，它的意思是，在使用该标准进行设计，并遵守标准的计算、构造等一系列要求，各种 体系在各设防烈度时，该标准的适用范围，是多少高度。例如，在8 度区，框架 -抗震墙按该标准设计时，适用到 100m高度。如果建筑物高度需要高于 100m,就需采取比标准内容更 严

4、格的措施包括计算与构造 ，并经过规定的审查，只要符合要求，是可以超过抗震标准 表 6.1.1 中的高度的。总之，并无限高的说法。如果限制高度，只许建多少米，岂不是 限制了科技的进步？新抗震标准对于板柱 -抗震墙的适用高度，规定得较低，这对于一般的高层建筑，是远远不 够用的。是否可以建得更高一些，可以根据从震害分析着手： 美国阿拉斯加四季公寓的倒塌，往往被认为是板柱-抗震墙性能不好的一个例证。但从林同炎事务所的分析报告来看，该工程的设计按100%地震力由核心筒来承担，在承载力方面也是足够的，只因施工单位在钢筋接头上未按规定施工，才造成严重破坏。阿尔及利亚的倒塌事故， 是由于该工程为纯板柱结构楼板

5、为双向密勒，无梁 ，层高较高， 跨度也较大。此种结构不能抵抗地震是缺乏为奇的，也不提倡此类结构。1985 年墨西哥地震，板柱结构遭受破坏，主要由于板柱节点抗冲切能力缺乏，如果按我国 新的抗震标准的要求去设计， 再在冲切方法上作改进， 并加强抗震墙的构造， 这类破坏是可 以防止的。综上所述，板柱结构的破坏主要是： 未布置一定数量的抗震墙， 因而地震作用全由板柱框架承受。 由于未布置抗震墙， 此种结构的节点刚度又相对较弱， 因此侧向位移常较大。 由于它延性差， 抗弯和变形能力很 弱，再加上P-"效应，在强震时造成严重破坏甚至倒塌是很可能的。 板柱节点处，楼板抗冲切能力差。在柱子周边板内，

6、未设置抗冲切的钢筋，或设置得不恰当，节点处不平衡弯矩对楼板造成的附加剪应力未适当考虑，柱周边板的厚度不够，使抗剪箍筋不易充分发挥作用，或柱子纵筋在节点处滑移。由于这些原因，在强震时使墙板产生冲切破坏，随之楼板坠落，造成巨大损失。明白了板柱的破坏原因，采取相应有效的措施之后，板柱-抗震墙结构的抗震性能，将能有很大的提高，其设计强度也将提高。顺便指出，抗震标准条文编制说明内，框架-核心筒结构中，带有一局部仅承受竖向荷载的无梁楼板时，不作为板柱-抗震墙结构，此种结构可按框架-核心筒考虑，但应考虑本文设计建议'中的各条要求。2板柱-抗震墙的设计建议2. 1结构布置2. 1.1应布置足够数量的抗

7、震墙包括核心筒，墙的位置宜防止偏心。2. 1 . 2在房屋周边，应布置边梁，以形成周边框架。如在周边布置确有困难，那么应在其他部位布置一定数量的框架梁，使结构形成板柱-框架-抗震墙的综合体系。此种布置，不属于抗震标准中的板柱-抗震墙结构。2. 1 . 3抗震墙的厚度不应小于180mm，且不应小于层高的1/20，底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200mm，且不应小于层高的 1/16可取层高及无支长度二者中较小值计算。2. 1. 4单片抗震墙的两端应设置端柱，楼层处应设置暗梁。筒体墙的端部应设置端柱或暗 柱，楼层处应设置暗梁。2. 1 . 5抗震等级的选用：可比抗震标准表中之板柱-抗震墙结构

8、9;一栏所规定者，提高一级，但原为一级者，不必提高 房屋高度不超过抗震标准中的规定时，抗震等级不必 提高。2. 2设计计算2. 2. 1抗震墙核心筒应承担结构的全部地震作用，各层梁柱框架应能承担不少于各层全部地震作用的20%，也即，墙与框架承担的地震作用总和为120%的全部地震作用。板柱框架不考虑承受地震作用，但仍应按抗震构造。2. 2 . 2当房屋高度超过抗震标准表之规定值时，其楼层的最大弹性层间位移角限值e,应取为 1/1000。2. 2. 3楼板在柱周边临界截面的冲切应力，宜控制在较低水平，一般不宜超过允许值0.7ft的 75%。2. 2. 4当地震作用能导致柱上板带的支座弯矩反号时，应

9、验算图中虚线截面的冲切承载力。2. 2 . 5板柱结构在地震作用下按等代框架分析时，其等代梁的宽度采用： .框架方向跨度的 3/4以及 .垂直于等代框架方向柱距的1/2两者中的小值。2. 2 . 6沿两个主轴方向通过柱截面的板底连续钢筋的总截面面积，应符合下式要求:As> NG/fy式中，As-板底连续钢筋总截面面积。可按每方向1/2As配置，此钢筋应位于柱截面范围内。NG-各层楼板传到柱子的轴压力，取设计值fy-该连续钢筋的抗拉强度设计值。227 应考虑由于板柱节点处的不平衡弯矩引起的附加剪应力。23 构造2318 度时宜采用有托板的板柱节点，托板根部的厚度包括板厚不宜小于柱纵筋直径的 16 倍。托板的边长不宜小于 4 倍板厚及截面相映边 长之和。 7 度时也宜尽可能设置托板。232 宜在柱上板带中设置暗梁。 暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各 1.5倍板厚。 暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的50%此钢筋可作为柱上板带负弯矩钢筋的一局部 ，暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋 的 1/2。暗梁箍筋的配置：当计算不需要时，箍筋直径不小于8mm,间距w 3/4ho, 肢距w 2ho;当计算需要时，箍筋直径按计算确定，但不小于10mm,间距w 0.5ho,肢距w 1.5