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抗震設計中常見問題之管見

2008-11-21 14:31    【  【打印】【我要糾錯】

  1、存在問題

  多年來,筆者曾參與了600多項各類工程建設項目(包括新建工程和已建加層改造工程,有多層建筑和高層建筑,有住宅、商住、綜合、學校、醫(yī)院、工廠、市政工程,有砌體、鋼筋混凝土、底框磚混等結構)的抗震設計審查,從中發(fā)現(xiàn)如下一些普遍性問題。

 。1)缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴初設計階段還缺建筑場地巖土工程的勘察資料,有的在擴初設計會審之后就直接進入了施工圖設計,有的在規(guī)劃設計或方案設計會審后就直接進入了施工圖設計。無巖土工程勘察資料,設計缺少了必要的依據(jù)。

 。2)結構的平面布置。外形不規(guī)則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大,同一結構單元內(nèi),結構平面形狀和剛度不均勻不對稱,平面長度過長等。

 。3)一個結構單元內(nèi)采用兩種不同的結構受力體系。如一半采用砌體承重,而另一半或局部采用全框架承重或排架承重;底框磚房中一半為底框,而另一半為磚墻落地承重[這種情況常發(fā)現(xiàn)在平面縱軸與街道軸線相交的住宅,其底層為商店,設計成一半為底框磚房(有的為二層底框),而另一半為磚墻落地自承,造成平面剛度和豎向剛度二者都產(chǎn)生突變,對抗震十分不利]。

 。4)底框磚房超高超層。如1996年,對在杭設計單位作的一次專題普查,發(fā)現(xiàn)有69幢底框磚房超高超層。新項目亦普遍存在此現(xiàn)象,1999年某地塊住宅竣工交付使用驗收中發(fā)現(xiàn)有三幢底框磚房超高超層,甚至有超三層的。

 。5)抗震設防標準掌握不當。有一些項目擅自提高了設防標準,按照《建筑抗震設防分類標準(GB 50223-95)》劃分應屬六度設防的,但設計中提高了一度按七度設防,提高了建筑抗震設防標準,將會增加工程投資;有的項目嚴格應按七度采取抗震措施的,但設計中又按六度設防,減低了抗震設防標準,不利抗震。

 。6)結構的豎向布置。在高層建筑中,豎向體型有過大的外挑和內(nèi)收,立面收進部分的尺寸比值B1/B不滿足≥0.75的要求。

 。7)抗震構造柱布置不當。如外墻轉角處,大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置;以構造柱代替磚墻承重;山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱;過多設置抗震構造柱等。

  (8)框架結構砌體填充墻抗震構造措施不到位。砌體外圍護墻砌筑在框架柱外又沒有設置抗震構造柱,框架間砌體填充墻高度長度超過規(guī)范規(guī)定要求又沒有采取相應構造措施。

 。9)結構其他問題。有的底層無橫向落地抗震墻,全部為框支或落地墻間距超長;有的僅北側縱墻落地,南側全為柱子,造成南北剛度不均;有的底層作汽車庫,設計時橫墻都落地,但縱墻不落地,變成了縱向框支;還有的底框和內(nèi)框砌體住宅采用大空間靈活隔斷設計,其中幾乎很少有縱墻。不少地方都采用鋼筋混凝土內(nèi)柱來承重以代替磚墻承重,實際上將磚混結構演變?yōu)閮?nèi)框架結構,這比底框磚房還不利,因內(nèi)框磚房的層數(shù)、總高度控制比底框磚房更嚴,因此存在著嚴重抗震隱患。更為嚴重的是這種情況并未引起目前大多數(shù)結構工程師的重視。

 。10)平面布局的剛度不均?拐鹪O計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱,建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻,否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱:一邊進深大,一邊進深;一邊設計大開間,一邊為小房間;一邊墻落地承重,一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等,造成了縱向剛度不均,而底層作為汽車庫的住宅,一側為進出車需要,取消全部外縱墻,另一側不需進出車輛,因而墻直接落地,造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。

 。11)防震縫設置。對于高層建筑存在下列三種情況時,宜設防震縫:①平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程(JGJ 3-91)》中表2.2.3的限值而無加強措施;②房屋有較大錯層;③各部分結構的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未設防震縫。

 。12)墻體局部尺寸限值。在抗震設計規(guī)范中對此有專門的限制性規(guī)定,這是從宏觀上保證砌體房屋安全度的有效措施。但發(fā)現(xiàn)有承重窗間墻最小寬度<1.0m(六度設防);承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離<1.0m;非承重墻外墻盡端至門窗洞邊的最小距離<1.0m,甚至只有幾十厘米等情況,片面追求開敞明亮卻忽視了房屋的抗震安全。

 。13)同一結構單元基礎形式不同。有關規(guī)范、規(guī)程中規(guī)定了“同業(yè)結構單元中不宜部分采用天然地基,部分采用樁基”,“高層建筑在同一結構單元內(nèi),不宜采用局部箱形基礎”,但發(fā)現(xiàn)有高層建筑部分采用樁基,部分又采用天然地基(主要指裙房部分);同一結構單元內(nèi),部分有地下室,部分無地下室的情況。

 。14)基礎的埋置深度。有關規(guī)程明確規(guī)定,采用天然地基時基礎埋置深度不小于建筑高度的1/12,采用樁基時可不小于建筑高度的1/15,樁的長度不計在埋置深度內(nèi)。但發(fā)現(xiàn)有的設計人員忽視了基礎的埋置深度必須滿足地基變形和穩(wěn)定的要求,在選擇天然地基時或是樁基時都達不到上述規(guī)定的要求。

 。15)結構抗震等級掌握不準。有的提高了,而有的又降低了,主要是對場地土類型、結構類型、建筑高度、設防烈度等因素綜合評定不準造成。

  (16)閣樓問題。其內(nèi)收外墻不是支撐在墻上,而是支撐在樓板上,又未采取任何其他抗震構造措施。

  2、問題的原因

  上述這些問題的原因是多方面的,有認識方面的原因(如杭州雖屬六度地震區(qū),但在新規(guī)范(GBJ 11-89)未頒布前是不抗震設防的,故存在著麻痹思想),有計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉化過程中出現(xiàn)的原因,有設計人員忽視了抗震概念設計方面的原因(未能從整體、全局上把握好),有法律建設方面的原因(在工程抗震設防管理方面缺乏國家政府法律依據(jù),特別是處罰方面),有工程抗震設計會審方面的原因(缺乏系統(tǒng)過程抗震設計審查),還有設計人員的水平(有的設計人員從大學到工作單位都未系統(tǒng)學習過抗震設計規(guī)范)和其他原因等。

  上述這些問題的存在,倘若不能得到改正,勢必對建筑物的安全帶來隱患。最近,杭州市人民政府頒布了杭州市人民政府令第149號《杭州市建設工程抗震設防管理辦法》,從1999年1 2月28日發(fā)布之日起施行;2月14日《中國建設報)公布了中華人民共和國國務院令第279號《建設工程質(zhì)量管理條例》,從1月30日起施行。希望能借這個東風進一步提高建設工程質(zhì)量,保證按規(guī)定進行抗震設防。

延伸閱讀:抗震 設計 常見問題
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