樓板大開洞復式超限住宅結構設計

◎趙旭

樓板大開洞復式超限住宅結構設計

◎趙旭

現代的復式超限住宅的設計結構都是框支式，將更有性能化的設計理念作為大樓的整體結構設計，對于樓板大開洞復式超限住宅結構設計進行多方面的分析，像項目的整體結構、設計理念、對于設計結果進行分析、樓體的抗震性等，文章以某大樓為對象，探討其結構設計。

在建筑過程中樓板如果出現裂縫會導致建筑物失去安全性與耐久性，并且樓板會產生變形，在溫度的影響下，在工程過程中要多加以了解住宅結構的中所有的狀況，可以隨時判斷樓體結構安全性，同時為混凝土配置鋼筋，還要注意樓板大開洞復式超限住宅的拉力情況，要時刻將結構設計處理妥當，這樣才能保證建筑的安全性。

樓板開洞復式超限住宅結構設計與抗震性能相關內容

工程概況。本次研究對象為某市一棟高層復式住宅，此樓高度為90米，共為30層，地下室還設有5層，此樓的轉換梁在第2層，轉換層的高度為4米，樓板的厚度也要適中，還要有預留洞，還要為鋼筋混凝土結構設置鋼筋長度，此項目住宅現在已經將施工圖設計完整。并且本次工程設計能夠使用的時間限制為60年，安全性能很好，同時還設有抗震設置，據現場觀察得知，此地質適合采用人工挖孔注樁，要將強度高的微風化粉砂巖層作為樁基，還要將混凝土的強度定在一定的范圍，測量好樁徑的長度與高度。

結構設計體系。此工程都是采用框支-剪力墻的結構設計，將地下5層到地上4層作為一級抗震樓層，建筑物的底板平行于室外平地，樓層墻體的厚度為320毫米，各個樓層的墻體厚度各不相同，此工程的比例為：長與寬之間的比例為1.2，高與寬之間的比例為4.5，數據都很精準。（劉洪明.某樓板大開洞復式超限住宅結構設計[J].建筑結構，2016，03(13):19）

超限的狀況。此工程主要超限狀況是主層面建筑高度超過適用的高度，樓板出現不連續現象，另外水平地震力對于樓層質量有一定的影響，導致樓層扭轉位移發生變化，并且屬于不規則的扭轉，樓層平面也出現凹凸不平的現象，豎向構件也不連續，是因為轉換梁的設置不合理、還有局部穿層柱的不規則的現象，這些都是樓板開洞復式超限住宅結構設計中出現的不利情況。

結構抗震性。機構性的抗震性能也是由一定的要求，地震的水準分為三種：小震、中震、大震，同樣，底部加強區、落地剪力墻、框支柱、轉換梁、弱連接樓板，這些關鍵的構件在小震與中震的情況下都是具有彈性，只有在大震的情況下是不屈服狀態，唯獨特別的是如果連接樓板在打針的情況下處于彈性狀態；非底部加強區、剪力墻、標準層部分、框架柱等普通的構件在中震中處于不屈服情況，在小震中處于彈性情況，只有在大震情況下構件抗彎，豎向構件滿足規定的要求；像框架梁、連梁等耗能構件在小震中處于彈性狀態，中震中可以使部分構件抗彎屈服，樓板無論在小震還是中震下都是抗彎的，只有在大震情況下處于不屈服狀態。（宋志，王星.地下室大開洞樓板及相應外墻的結構設計方法探討[J].低碳世界，2016，05(15):167）

樓板開洞復式超限住宅加固設計

樓板的加固。在建筑功能的不斷變化下與樓主不斷提出的新要求，才會出現樓板大開洞的現象，而且樓板在整個建筑結構中都有著很大的作用，樓板把荷載通過梁傳到柱或者是墻，樓板本身的剛度很大，用來做抗震分析，樓板開洞有一定的影響，由于樓板的混凝土與鋼筋大部分存在，在整個建筑工程中占有很大比例，因此，一定要深入研究鋼筋的配置與受力分析，這樣才能夠有更好的建筑設計，在生活中建筑樓板會依據要求預留孔洞，如果孔洞垂直樓板方向寬度在300到1000毫米時，要在孔洞的周圍多加鋼板，如果寬度大于1000毫米，就要設置邊梁，但是，邊梁一旦出現，會整體影響建筑的美觀，但是如果不設置邊梁在受力分析與配置鋼筋上又會出現問題，在樓板開洞，加大重量的情況下，要對樓板進行加固，像植筋法、外包鋼加固法、增大截面加固法等都是現代樓板加固的方法，本文研究的對象樓板厚度為160毫米，可以選擇粘鋼法進行加固，要保證環境的溫度與濕度，還要避免化學成分的腐蝕，要對出現的問題采取合理的防護措施，如果一旦混凝土的強度過低，就不要使用粘鋼法進行加固。

梁的加固。在軸線之間的梁上進行加固，考慮到梁的承載力問題，要對梁的底部與兩側進行粘接鋼板，可以采用粘鋼法，將鋼板的寬度定為220毫米，厚度定為3毫米，按照梁的正截面粘鋼加固進行設計，將梁的底部受力鋼板控制在一定的范圍下。

對于樓板開洞復式超限住宅結構的分析

對于小震反應譜的分析。分析小震地要采取振型分解反應譜法，采用分塊剛性板假定對于奇數層樓板，對于沒有樓板的部分用分散節點質量聯系到豎向構件上面，剛性板假定用于偶數層樓板，據結果分析，第一、第二周期較為平動，從第三周期開始逐漸走向扭轉，樓層之間的剛度比之間都能夠符合規范的要求，風荷載控制著結構層之間的位移角，樓層之間的位移角都是在限值規范內。（丁然，陶慕軒，周萌，聶建國，周建軍，趙春蓮.考慮樓板大開洞及大質量比附屬設施的結構抗震性能實例研究[J].工程力學，2016，07(03):65）

對于小震彈性時程的分析。通過時程分析與反應譜法計算的樓層剪力做對比，來分析小震的彈性，據相關調查顯示，結構基底剪力的平均值都超過振型分解反應譜法，超出的比例大概在70%，還存在部分高區樓層，得出結果是樓層剪力很小，設計施工圖時要重點放大設計對頂部樓層的地震剪力，保證整體結構都有巨大的承載力。

對于大震動力彈塑性的分析。要通過三維整體模型來進行分析，用彈性桿來對梁和柱進行模擬非線性變形，平面性的彎曲與剪切彈性使用于剪力墻。同時還要計算模型的復核，通過調查結果顯示各個振興的周期與結構總質量都符合要求，能夠更好的分析大震動力彈塑性。

可以選擇相應的抗震性能化的設計來解決抗震超限明顯的結構，針對不同的構件采用不一樣的水準來設計，針對不同樓板的開洞率來確定樓層間的位移角的變化，要從多方面考慮結構的剛度與位移角方面的計算，想要滿足抗震性目標，要適當采用動力彈塑性分析，要對建筑的穩定性與安全性加以注意，還要計算好承載能力，為了提高構件的抗震性，要采取一定的措施。

（作者單位：吉林建筑大學）