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空腹楼盖在地震中的优良抗震性能
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2020-09-05 | 120 次浏览 | 分享到:


空心楼盖在地震中的优良抗震性能

 

空心楼盖是一种新型环保节能产品,紧跟国家倡导的建设“节能省地型”的建筑要求和建筑产业政策,符合建筑产业生态规律及循环经济发展方向。本参考资料阐述了现浇混凝土空心楼盖的受力特点以及在汶川地震中的优异抗震性能实例。通过空心无梁楼盖与现浇混凝土有梁楼盖的在抗震性能方面的对比,介绍了现浇混凝土空心楼盖的受力特点,充分体现出空心楼盖在地震中的优良抗震性能

 

一、概述

近年来,随着我国国民经济持续快速发展,建筑工程领域中的新技术、新材料、新工艺、新产品不断涌现,人们对建筑功能的要求也日益趋于完美,为满足现代建筑对层高、自重、大空间、自由间隔以及抗震性能优良等要求,人们研究出了各种更新、更适用、经济性能更好的楼盖体系。而现浇钢筋混凝土空心楼盖正是这种性价高,更符合人性的新技术楼盖结构体系。

由于现浇混凝土空心楼盖充分利用了空腔板结构的优良性能,能有效降低结构层高度,同时大大减轻了结构自重,明显地减轻了地震作用,提升了建筑结构的综合性能,是一种新型环保节能产品,符合产业生态规律及循环经济发展方向,在过去的十多年中,这一技术在国内得到了广泛的应用,工程规模越来越大,工程数量也与日俱增。

二、现浇混凝土空心楼盖的受力特点

现浇混凝土楼盖主要是受弯构件,其由受拉区和受压区构成,拉力和压力集中在截面上下两部分以构成力矩;截面中部对抗力的影响很小。在压区配置混凝土,拉区配置钢筋并包裹足以锚固和协调受力的混凝土层,而将中部的混凝土抽去,则其抗弯承载力基本未受影响,由此形成的工形、T形、箱形等空心截面,在一般情况下可以节省混凝土30%~60%。这种为节省混凝土而优化受力构件的截面形式,在保证基本不影响承载能力的前提下,大幅度地减少混凝土的消耗,不仅具有经济效应,而且对减少结构自重,减轻地震效应也具有明显的效果。

 

三、现浇混凝土空心楼盖的优异抗震性能实例

空心楼盖优异的抗震性能在汶川大地震中得到了真实地反映。都江堰的川苏科技园、天骄花园等项目;在都江堰与成都之间的西华大学图书馆与教学楼及成都旅游职业学校等项目;德阳的港湾丽景、簇城商场等项目;成都的中国水电大厦、宜必思酒店、白金时代地下车库、丰德国际广场等近三百个项目,全部应用了空心楼盖技术,本次地震中,没有一例因地震出现裂缝,更无破坏和垮塌。


震中附近空心楼盖工程分布图

 

现将这次地震后的心楼盖情况举例如下:

川苏科技园 该项目位于都江堰市内,距震中约18公里左右。本项目为一栋办公楼,框架剪力墙结构,主要柱网为7.8x7.9m,总层数为十一层。楼盖设计为300mm厚的空心楼盖,柱间设置了柔性梁,梁的断面为300x700mm。地震发生时,该项目正施工完第六层,其中塔吊在地震作用下扭曲变形并折断,塔吊顶部及配重铁块约5吨的重荷砸在顶层楼板上。但该建筑除因塔吊倒塌对楼板砸出的洞口外,无论是梁还是柱以及梁柱节点处均未出现可见裂缝。其平面布置图及地震后效果图如下:


该项目采用空腹楼盖

 

该项目采用空腹楼盖

 

该项目采用空腹楼盖

 

天骄花园:位于都江堰市内,距震中约12公里,本项目为住宅楼,大客厅楼板采用空心楼板,已投入使用一年多,在板底面未见到任何细小裂缝。

该项目采用空腹楼盖

 

震后的楼板实景

 

该项目采用空腹楼盖

 

震后的实景

成都旅游职业学校:位于距震中52公里左右的团结镇

本项目为一栋四层教学楼,采用空心楼板,柱间采用暗梁连接,已投入使用多年,板底面及柱头位置均未见到任何细小裂缝。

该项目采用空腹楼盖

 

教学楼的正立面

 

该项目采用空腹楼盖

 

教学楼震后的楼盖实景

该项目采用空腹楼盖

 

教学楼震后的梁柱节点处

 

西华大学图书馆:位于距震中60公里左右的郫县,框架体系,主要柱网7.5x7.5m ,空心楼盖,已施工完毕,还在装修, 肉眼未见裂缝。

 


该项目采用空腹楼盖

 

西华大学图书馆正立面

该项目采用空腹楼盖

 

该项目采用空腹楼盖

 

西华大学图书馆震后的楼盖实景

该项目采用空腹楼盖

 

西华大学图书馆震后的楼盖实景(采用空心楼盖)

 

中国水电大厦:位于成都市区,距震中70公里左右,框架剪力墙体系结构,主要柱网10.6x6.3m,总高度近100 ,楼盖采用蜂巢芯暗梁结构,肉眼未见裂缝。

该项目采用空腹楼盖

 

中国水电大厦震后的施工现场

该项目采用空腹楼盖

 

中国水电大厦震后的楼盖实景

 

宜必思酒店:位于成都市区,距震中70公里左右,框架筒体结构,框筒间用350厚蜂巢芯板连接,距离7.8米。

 

该项目采用空腹楼盖

 

宜必思酒店正立面

该项目采用空腹楼盖

 

宜必思酒店震后的楼盖实景

 

四、都江堰地震作用下非空心楼盖建筑破坏图例:

该项目未采用空腹楼盖

 

 

该项目未采用空腹楼盖

 

 

五、空心无梁楼盖与实心无梁楼盖的抗震性能比较

从构造上看,空心楼盖要求在柱轴线一定范围内设置实心暗梁,由于空心部分的等刚度折算厚度较实际板厚小,其空心无梁楼盖实际是带柔性梁的空心楼盖,柱上板带受力筋的50%以上钢筋较密集的配置在实心暗梁范围内,也加强了框架梁的刚度,提升了其抗震性能。传统的无梁楼盖通常具有柱轴线上无梁的特点,柱上板带钢筋均匀分布,使得靠近柱部位配筋不足,远离柱部位配筋有余,在地震力作用下,柱节点周边易出现少筋破坏。

空心楼盖中密布的暗肋,在地震中也起到一定的作用,蒙皮效应使上下板之间变形协调,也消耗一定的能量。

空心板应力更集中在柱轴线和柱端范围(受力岛区域)内。充分认识空心板楼盖的受力特性,有针对性地在一些关键受力部位进行加强,将有效地减少混凝土用量,钢筋用量,并且改善结构受力性能,提高空心板楼盖的经济性和抗震性。

 

六、受力岛区域加厚对抗侧刚度的影响

加厚受力岛区域能显著改善楼盖的受力并减少配筋。以受力岛与空心板等厚度时(0.4m)结构侧向刚度为1.0,受力岛加厚对结构侧向刚度有影响。加厚受力岛区域的板厚度,在有限增加混凝土用量,和基本不影响建筑使用性能的情况下,能显著增加结构的抗侧刚度。这是控制空心板楼盖结构在小震、中震下的性能一种有效措施。

为了提高大震下的性能,需要确保柱的承载能力大于受力岛区域的承载能力,通过合适的设计方法,有针对性的加强柱的承载力,可达到强柱弱梁的设计要求。

由于空心楼盖的受力集中于受力岛区域,受力岛区域的延性性能对结构耐震性能很关键。混凝土截面的延性与抗弯时混凝土受压区的高度和配筋水平相关。通过加厚受力岛区域,降低板在柱端范围内的配筋峰值,将会减小混凝土受压区高度,以利于提高受力岛区域内板的延性,从而提高结构在大震作用下的性能。

 

七、结论

1)本文首先列举了汶川大地震后,在震中附近的空心楼盖的真实情况,说明了空心楼盖的抗震性能是优良的。

2)本文比较了实心板式楼盖与空心板楼盖的受力性能,认为空心板无梁楼盖应力更集中在柱轴线和柱端范围内。

3)本文提出了加强柱端区域的方法,以提高结构的抗侧移刚度,从而提高楼盖的抗震性能。

4)在抗震区,只要按规范合理地设计,在构造措施上,在关键部位予以加强,空心楼盖的抗震性能是非常优良的。

 

八、结束语

通过对地震区采用空心楼盖项目的考察,众多采用空心楼盖技术的项目在地震中表现优越,无一栋建筑出现因地震引起的裂缝,无一栋建筑出现因地震引起的破损,这一现象令人震撼!在抗震方面,这是建筑行业孜孜不倦去追求的完美效果。我们将进一步探讨和研关于究空心楼盖抗震的优越性能,为今后进一步推广空心楼盖提供更好的理论依据,在抗震方面为建筑行业创造更好的成绩。

 

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