摘要:砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,高度和層數(shù)的限制是強(qiáng)制性的條文。此條中均牽涉到一個(gè)全地下室和嵌固條件好的半地下室的概念,只有理解了全地下室和嵌固條件好的半地下室,才能實(shí)現(xiàn)高度和層數(shù)的限制。
關(guān)鍵詞:砌體、抗震、地下室、半地下室、嵌固條件
一、 前言:
砌體結(jié)構(gòu)是包括了各種材質(zhì)的塊體材料砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。是我國(guó)應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。
砌體結(jié)構(gòu)的材料一般為脆性材料,砌筑而成的結(jié)構(gòu)也是脆性結(jié)構(gòu),它的抗震性能很差,特別是抵御側(cè)向水平地震作用時(shí),在變形極小的情況下就會(huì)開(kāi)裂,進(jìn)而突然倒塌。
2008年汶川地震后,大量地上建筑物造成破壞和倒塌,其中磚砌體建筑倒塌和破壞的比例最高,同時(shí),還造成人員的大量傷亡。因此,當(dāng)時(shí)有不少專(zhuān)家、學(xué)者建議,在地震區(qū)淘汰和禁止采用各類(lèi)砌體結(jié)構(gòu)。但時(shí)至今日,隨著砌體材料的不斷更新,我國(guó)廣大的中小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村,目前尚無(wú)條件完全不用砌體結(jié)構(gòu)。
二、 砌體結(jié)構(gòu)不同于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),主要通過(guò)對(duì)建筑高度和層數(shù)的限制來(lái)實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)的基本要求。但層數(shù)和高度的限制中均牽涉到一個(gè)全地下室和嵌固條件好的半地下室的概念。
1、規(guī)范的規(guī)定
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010第7.1.2條注1及《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2011第10.1.2-1條注1中:房屋的總高度指室外地面到主要屋面板板頂或檐口的高度,半地下室從地下室室內(nèi)地面算起,全地下室和嵌固條件好的半地下室應(yīng)允許從室外地面算起。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》此條條文說(shuō)明中,對(duì)于半地下室和全地下室嵌固條件,仍與2001版規(guī)范相同。而2001版的規(guī)范中并未明確。
《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》此條條文說(shuō)明中,對(duì)于嵌固條件好的半地下室應(yīng)同時(shí)滿足下列條件,此時(shí)房屋總高度應(yīng)允許從室外地面算起,其頂板可視為上部多層砌體結(jié)構(gòu)的嵌固端:
1)半地下室頂板和外擋土墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土;
2)當(dāng)半地下室開(kāi)有窗洞處并設(shè)置窗井,內(nèi)橫墻延伸至窗井外擋土墻并與其相交;
3)上部外墻均與半地下室墻體對(duì)齊,與上部墻體不對(duì)齊的半地下室內(nèi)縱、橫墻總量分別不大于30%;
4)半地下室室內(nèi)地面至室外地面的高度應(yīng)大于地下室凈高的二分之一,地下室周邊回填土壓實(shí)系數(shù)不小于0.93。
2、 問(wèn)題:
上述兩本規(guī)范都說(shuō)到了全地下室和半地下室,但
1)什么是全地下室?什么是半地下室呢?
《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096-2011中明確地下室的定義為:室內(nèi)地面低于室外地平面的高度超過(guò)室內(nèi)凈高的二分之一空間。半地下室:室內(nèi)地面低于室外地平面的高度超過(guò)室內(nèi)凈高的三分之一且不超過(guò)二分之一的空間。
2)地下室的層高是多少呢?
3)地下室、半地下室的室內(nèi)外高差又是多少呢?
上述兩本規(guī)范及其它規(guī)范未給出明確的定義。
3、 如何理解地下室層高和室內(nèi)外高差:
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.2條,高度、層數(shù)的限制中,7層對(duì)應(yīng)21米,6層對(duì)應(yīng)18米;5層對(duì)應(yīng)15米,依次類(lèi)推,砌體結(jié)構(gòu)中地上,每層層高平均不大于3米,那地下室的層高采用3米,是否合理呢?
2006年版的北京市建筑設(shè)計(jì)研究院編制的《建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)技術(shù)措施》中:半地下室層高較小,一般在2.2米左右,地下室外墻無(wú)窗洞或僅有較小的通氣窗口,對(duì)半地下室的截面消弱較小。半地下室層高大部埋置于室外地面以下,或高出地面不超過(guò)1.0m。
一般民用建筑中,砌體結(jié)構(gòu)的地下室主要作為居民的儲(chǔ)藏間,地下室的層高不宜過(guò)高,一是不經(jīng)濟(jì),二是層高越大,砌體的受壓也不宜滿足,因此筆者建議不易超過(guò)2.4米。
當(dāng)?shù)叵率覍痈卟怀^(guò)2.4米時(shí),室內(nèi)外高差不大于1.0m時(shí),是否認(rèn)為是嵌固好的半地下室呢?
1.0m的室內(nèi)外高差,是否允許外縱墻上開(kāi)通風(fēng)、通氣的窗口呢?
河北省施工圖審查要點(diǎn)(2011版)中規(guī)定:自室外地坪至室內(nèi)地坪的高度不小于1.5m,室外地坪至地下室頂板上皮的高度不大于0.9m,外縱墻上開(kāi)窗的寬度不大于0.6m和開(kāi)間尺寸的1/5,窗高不大于0.4m。如地下室用隔墻(非承重墻)將一個(gè)開(kāi)間分為兩個(gè)開(kāi)間時(shí),這兩個(gè)開(kāi)間開(kāi)窗的寬度之和不大于0.6m和開(kāi)間總尺寸的1/5,且兩個(gè)窗外邊之間的距離不大于地面以上對(duì)應(yīng)位置樓層的開(kāi)窗寬度。但2012版已將此條取消。
全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施《結(jié)構(gòu)》(砌體結(jié)構(gòu))2009版中,半地下室并開(kāi)有窗洞口(不論大小),且無(wú)窗井外墻,應(yīng)從室內(nèi)地面算起,即半地下室應(yīng)作為一層考慮。全地下室墻體基本埋于地下,樓蓋頂板低于或高于室外地坪,且無(wú)窗洞時(shí),可視為全地下室在地震作用時(shí)與土體共同工作而無(wú)動(dòng)力放大作用,可不作為一層計(jì)算。
由此可以看出,地下室、半地下室均不允許開(kāi)洞。
三、 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提高,人們生活水平的不斷改善,勞動(dòng)者對(duì)居住條件的要求也越來(lái)越高。砌體材料的脆性性質(zhì)也決定了砌體結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能要差。一次次規(guī)范的修訂,對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的要求也越來(lái)越嚴(yán)。因此,做砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí),從嚴(yán)掌握是十分有必要的。
參考文獻(xiàn)
1、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2011
2、《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2011
3、《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50096-2011
4、全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施《結(jié)構(gòu)》(砌體結(jié)構(gòu))2009版
5、北京市建筑設(shè)計(jì)研究院編制的《建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)技術(shù)措施》2006版