对某公寓弱连接楼盖结构设计的探讨

摘 要：本文结合某公寓实际情况，对弱连接楼盖结构设计的相关问题进行了分析探讨。

关键词：建筑结构 楼盖 设计问题

某公寓主体结构为两个现浇钢筋混凝土框架―剪力墙结构，分别为16层和18层，为满足户户望海及迎合立面造型，二层以上楼面两个塔楼之间由宽度为3m的走廊（弱连接楼盖）连接，两栋塔楼之间没有设防震缝，在弱连接楼盖上设一道宽度为800mm的后浇带。本工程的设计基准期为50年，抗震设防烈度为6度，框架和剪力墙的抗震等级均为三级，基本风压按50年重现期的风压值w0＝0.85KN/m2 ,结构布置如图一所示。

1 弱连接楼盖的计算分析及抗震设计

由于本工程二层以上两塔楼之间由弱连接楼盖结构连接，当风或地震作用时，结构除产生平动变形外，还将会产生扭转变形，扭转效应随两塔楼不对称性的增加而加剧。由于连接体楼板变形，两塔楼除有同向的平动外，还很有可能产生两塔楼的相对运动，此时连体部分结构受力很不利。为确保结构在规范要求的地震作用下安全可靠，做以下计算分析：

（1）复核弱连接楼板在单侧反向最大地震剪力作用下的抗剪能力：① 整个结构从弱连接楼板处断开分成两个独立的塔楼（左塔、右塔），采用PKPM系列软件的SATWE程序分别计算左塔、右塔小震作用下的内力，得到各自的X、Y两个方向的基底总剪力分别为Vx总左＝680KN，Vy总左＝1056KN，Vx总右＝1052 KN，Vy总右＝1400 KN。② 按照基底剪力均分到每一楼层求得左、右塔各楼层承担的均布地震剪力值 ＝43 KN， ＝66 KN， ＝58 KN， ＝78 KN。③ 计算弱连接楼板板带中由于地震作用引起的面内最大轴力Nmax＝ ＋ ＝101 KN，最大剪力Vmax＝ ＋ ＝144 KN。④ 判断该板块是否满足承载力要求：其中板宽h=3m，板厚b=200mm。混凝土强度等级为C30。

（a）抗剪：

按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）7.5.7-1公式计算

0.7 ftbh0+0.05Np0＝595 KN> Vmax＝144kN

按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录E中E.1.2公式计算

（0.1fcbfhf）/γRE＝1009kN> Vmax＝144kN

可见截面同时满足混凝土规范和抗震规范的要求，仅需按照构造配置抗剪箍筋。

（b）轴向抗拉：不考虑混凝土承担拉力，轴向拉力完全由沿板长方向的面筋和底筋承担，当采用HRB335级钢筋时，所需要面积为：

As＝Nmax/fys=337mm2，ρs＝As/bh＝0.056%，承担该轴向拉力所需配置的纵向钢筋满足构造即可。

故连接楼板设计时采用板厚为200mm，双层双向Φ10@150贯通配筋。

（2）采用基于性能抗震设计理念，对薄弱部位（弱连接楼盖）采用PKPM系列软件的SATWE程序进行大震弹性下受力分析，弱连接楼板定义为弹性楼板，因工程场地属台风地区，另采用SATWE程序将基本风压按100年重现期的风压值w0＝1.05KN/m2进行受力分析，按分析结果取两者计算的较大值设计薄弱部位构件，经比较，弱连接楼盖范围内的框架梁和框架柱均按大震弹性下分析结果配筋。

（3）结构专业与建筑专业，业主协商后，连接楼板每隔一层，在楼板凹入端增设一块3米宽的楼板，用作园林绿化平台，此增设的平板不计入容积率。设计时平板的板厚为200mm，双层双向Φ10@150贯通配筋。

2 结语

结构设计师应通过与建筑师，业主协调，调整结构布置来尽量满足平面规则，楼板连续的规则性要求。在可能情况下，平面凹凸不规则或楼板连系过弱的结构，通过设置防震缝将其切割成若干个规则子结构。如不能切割分块，必须构成整体结构时，整体结构计算分析将楼板定义为弹性膜，指定较多参与振型，使有效质量系数达到90%以上，考虑扭转耦联效应，取单向偶然偏心或双向作用最不利情况。通过地震作用承载力与位移效应双控，提高结构刚度，提高结构总体承载能力。在可能条件下采取各种措施保持弱连接楼盖在大震作用下仍基本处于弹性工作状态，抗震承载力满足基本不屈服要求。而弱连接楼板均应采用楼板加厚（≥200mm），双层双向贯通配筋。若不规则较严重，可将整体结构抗震等级提高一级，薄弱楼盖与主体结构交接处的竖向构件轴压比，剪压比及其配筋率，配箍率，在抗震等级提高一级的基础上，采取进一步措施加严加大，提高结构延性，避免脆性破坏。

参考文献：

1.涂冬冬.建筑结构设计基本方法及注意事项[J].中国新技术新产品, 2010, (07) .

2.GB50011-2001，建筑抗震设计规范

3.孙健,王文彬.建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].中国城市经济, 2011, (04)

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