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摘要:近年来,我国的房地产行业有了很大进展,高层建筑不断增加,地下室建设也越来越多。由于地下室结构设计为无梁楼盖造价低,施工时间短,空间大而被地产商认为地下室楼盖采用无梁楼盖为首选,可就是因为在这种特定环境下,导致接连不断地发生因地下室无梁楼盖发生坍塌事故,为此,根据当前的整个建筑市场设计及施工管理中存的问题,分析梁楼盖坍塌的成因及如何有效地控制其施工质量,确保设计及施工环节的无梁板的使用安全是本文的重点。
关键词:无梁楼盖;坍塌;设计;施工管理;防制措施
引言
地下室无梁楼盖可有效地减小地下室层高,有利于铺设设备管线,综合技术经济指标较好,因此深受建设单位的喜爱。但无梁楼盖结构体系的缺陷也很明显,尤其是板柱节点的冲剪破坏,具有脆性破坏特征,延性较差,节点破坏后容易引起结构连续倒塌。实际工程中,地下室无梁楼盖由于覆土厚度、施工不均匀荷载及跨度差异等影响,会产生较大的不平衡弯矩,使节点处更容易发生冲剪破坏。
1地下室无梁楼盖的特点
无梁楼盖是板柱双向受力的结构体系,它的楼板属于四点支撑,是双向受力的构造。当楼板出现开裂之前的时期是弹性阶段,但是随着负荷逐渐地增加,裂缝会先从柱帽的顶端处开始,随着横向的延长,裂缝到达板跨中的时候,就会在板底形成更多的裂缝,到最后柱帽的顶端、柱列轴线的跨中板底、板顶出现很多的裂缝,这时钢筋到了受拉屈服的阶段,混凝土也到了极限压应变,此时楼板已经受损严重。在地下室建筑项目中使用无梁楼盖可以降低控制项目的埋深,进而增加了建筑面积,降低电能和通风设备的消耗。从结构方面看,无梁楼盖能够减少基坑支护的花费和开挖的工作量。因此,在地下室建筑项目中,无梁楼盖得到了广泛的应用,建筑设计师在工作过程中应多考虑该结构体系的应用。
2无梁楼盖板坍塌成因分析
(1)施工图设计分析。仅从施工过程中就设计的无梁楼板进行分析,设计师仅对结构受力计算满足承载力的要求就就认为结构不会出现结构安全问题,其它很多设计师在设计无梁楼板时,其设计的施工图,没有清析地表现出自已的设计意图,对跨中板带,柱上板带的结构受力方向、及受力筋的范围也没有在施工图中描述清楚,部分施工图连大样图也没有,仅在施工图中索引出参照的施工图集章节号,认为施工人员按照图集施工就是安全的。其不知施工图集仅标明排布方法,受力筋的方向及位置仍要求设计师在明确,而施工人员在实际施工中,本来应该按设计要求的受力筋位置排布受力筋,可是为了施工方便,确将交错的受力布置钢筋直接接通,其最后的结果可能将是造成无梁楼盖坍塌的主要原因。以及结构设计者在施工无梁楼板时未对项目施工管理人员及监理人员进行相关的施工图交底,且施工时有的根本就不到现场检查施工现场是否根据自己的设计意图进行施工的。这样就会造成,施工方对施工图理解不深,似懂非懂地将无梁板施工完成,最后施工的无梁楼板,其结构受力根本和设计的计算模型有较大的出入,加上完成后施工单位无限的堆载、超载,对无梁楼板的结构认识不足,从面导致后期因设计、施工管理等问题,发生无梁楼板坍塌的质量安全事故。(2)无梁楼板施工管理分析。由于他们本身就对结构力学不太了解,有的根本就不懂技术,对结构安全根本不太懂,也没有过多关心,加上企业挂靠,企业只管拿管理费,对技术管理不重视,企业检查也是走形式,以及企业技术管理的力量不强,大部分企业因无人才可用,大学生上岗毕业三年就当技术主管或技术负责人,而这此人才他们在学校期间根本就没有学习到施工现场的核心技术及管理经验。这样的项目管理团队组合在一起,可想而知,施工的产品有多少是按设计要求来的。由其是这种无梁板结构,钢筋受力有分析较为复杂,对受力钢筋的位置要求极为严格。
3预防、控制措施
3.1保证地下室无梁楼盖的端跨设计
在实际操作过程中,屋面的结构形式种类繁多,但是都要保证跨度支撑力距为最大值。如果地板在用经验系数的方法计算了竖向力,那么在后期的设计中,必须要在整个的悬板设计以上,从而确保端跨轴承的平衡性。一般情况下,要保证地下室的墙体承载能力。这种结构的地下室,要将端部的墙带作为基本,从而可以实现弯矩传递,也可以发挥相互作用的功能。所以在对无梁楼盖地下室的设计过程中要重点注意端跨设计。
3.2充分考虑多方面因素对整体结构的影响
在屋面结构设计过程中,应充分考虑对基础和地下室墙体结构刚度的影响。通常情况下,如果地基刚度过小,极易引起端跨板的弯矩较大。因此,通过合理确定整体结构设计,可以稳定地下室的平板结构。采用经验系数法无底板梁结构设计,由于理论端跨板与实际受力不符合,极易引起整体结构和实际不一致的情况。在无梁楼板结构设计的等效框架法中,需要综合考虑刚性基础,保证设计图纸的科学性和合理性。总之,在地下室顶板的设计中,必须是刚性的无梁楼盖地下墙的基础作为一个整体,然后有效运用三个计算相关模型运算。此外,在结构设计过程中,也需要对侧向土压力、端跨和地基之间的联系充分考虑。
3.3无梁楼盖抗冲切设计
地下室无梁楼盖因为跨度比较大、覆土比较厚而且荷载大,同时要承受地下室人防荷载,因此它的厚度是根据冲切计算得出的,而不是板带抗弯设计决定的,不能因为板带配筋截面小就降低板厚,这样容易出现安全事故。加强板柱节点的抗冲切承载力,通常通过以下三个方面:增加板柱节点周围板的厚度或者加上柱帽;使用穿过柱截面布置板内的暗梁,暗梁包括抗剪箍筋和纵筋;使用相互垂直而且通过柱子截面的型钢焊接形成的型钢剪力架。
3.4构造措施
《建筑抗震设计规范》中对地下室无梁楼盖要求柱上板带中设置暗梁,暗梁宽度取柱宽及柱两侧各不大于1.5倍板厚,且对通过柱截面的板底连续钢筋提出了截面面积的要求,其受拉承载力应满足楼板重力荷载代表值作用下的柱轴压力设计值。暗梁的设置,足够的穿过柱截面的板底钢筋,能加强结构整体性,对防连续倒塌也起到一定作用。
3.5对地下室外墙采取特别设计
通常情况下,要考虑地下室外墙与端承和转移屋顶,还有地基的内力。建筑结构的外墙在传递基础的内力,但也处理侧向土压力。因此,很大程度上受板的影响,固定力轴承的应力分布之间有一定的差异。为此,在地下室的设计中,应根据工程的实际特点,选择科学合理的设计方案。例如:在地下室的设计中,如果地基基础刚度很强,此时可以分配到墙体上。在地下室结构设计中采用对称模型的平均弯矩,计算模型应遵循设计过程中的特点,但也需要充分了解柱帽、框架柱的墙体刚度,保证外部弯矩分布和楼板的合理性和一致性,在外墙设计中的钢筋必须嵌入到地板上。
结语
综上所述,本文论述了无梁楼盖坍塌的原因,对设计的应如何预防无梁楼盖坍塌没有展开论述,主要是因建设部已明确了无梁楼盖设计的相关要求。与传统的梁结构体系相比,它具有良好的整体性能,建筑空间也比较大,有效地增加了楼层的建筑。所以接下来地下室的屋顶,应尽可能采取无梁楼盖形式,这样不仅可以节约工程造价,又能加快施工进度,具有明显的经济效益和社会效益,值得广泛推广和应用,从而推动我国建筑业的发展。
参考文献:
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