高烈度地區(qū)中小學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計

葛軍

摘要：中小學(xué)教學(xué)樓要求教室開間進(jìn)深較大，多采用造價低、平面布置靈活的框架結(jié)構(gòu)。但是在高烈度地區(qū)，作為重點設(shè)防類建筑，框架結(jié)構(gòu)的抗震性能較差。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量使梁柱布置合理，截面尺寸選擇適中，以提高其抗震性能。

關(guān)鍵詞：中小學(xué)教學(xué)樓;結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震設(shè)計

前言

在發(fā)生地震時，中小學(xué)教學(xué)樓作為承載著眾多師生安全的建筑，其結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。本文以江蘇省宿遷市某中學(xué)為例，對高烈度地區(qū)中小學(xué)教學(xué)樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計探討，為同類型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。

1? 工程概況

該中學(xué)位于江蘇省宿遷市宿城區(qū)，教學(xué)樓共5層，建筑面積21600m²，開間6m，進(jìn)深8.7m，層高3.9m。根據(jù)規(guī)范得知，本工程抗震設(shè)防烈度為8度，加速度為0.3g，地震分組為第二組，乙類建筑。通過設(shè)縫的形式將教學(xué)樓分成6塊區(qū)域，現(xiàn)選取其中任一區(qū)域進(jìn)行研究。

2? 結(jié)構(gòu)設(shè)計要點及解決方法

（1）在高烈度地區(qū)，結(jié)構(gòu)豎向荷載所需的承載力較容易滿足。由于地震力大，需要結(jié)構(gòu)有較大的抗側(cè)剛度，因此為控制結(jié)構(gòu)的層間位移角在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，往往需要較大梁、柱截面。同時，框架柱的軸壓比大小和抗震作用相關(guān)，故可通過增加柱截面及提高混凝土強度等級的方式，滿足軸壓比限值的要求。

（2）由下圖計算結(jié)果得知，高烈度區(qū)的框架柱梁柱節(jié)點所受剪力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般框架，需要進(jìn)行節(jié)點抗剪承載力計算，為滿足“強節(jié)點、弱構(gòu)件”的設(shè)計理念，核心區(qū)要配足箍筋，防止地震時節(jié)點先于構(gòu)件破壞，影響整體結(jié)構(gòu)安全，設(shè)計時應(yīng)特別注意;另外根據(jù)計算結(jié)果可知，底部樓層框架柱配筋結(jié)果通常較大，為便于施工，通常布置一排鋼筋，為此可采用大直徑鋼筋或者并筋的形式。根據(jù)鐘吾中學(xué)施工圖審查結(jié)果，并筋時應(yīng)注意鋼筋的保護(hù)層、錨固長度的取值。同時，在滿足每邊配筋量的同時，全截面縱向鋼筋配筋量也要滿足計算結(jié)果的要求。

（3）由《抗震設(shè)計規(guī)范》5.1.1.4條知，高烈度區(qū)由長懸臂結(jié)構(gòu)時，要進(jìn)行豎向地震計算。教學(xué)樓結(jié)構(gòu)中連廊會存在較多懸挑梁，結(jié)構(gòu)計算時應(yīng)注意豎向地震的影響，確保懸挑構(gòu)件的截面及配筋滿足要求。

（4）樓梯作為災(zāi)難發(fā)生時逃生通道，其實對于高烈度區(qū)，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，應(yīng)確保樓梯的安全、可靠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量避免樓梯承擔(dān)較多的地震產(chǎn)生的能量，同時應(yīng)采取必要的措施加強樓梯部分。因此，可通過采取滑動支座的形式，將樓梯與主體結(jié)構(gòu)脫開，不考慮梯板的斜撐作用。另外，應(yīng)注意由于梯梁的存在，導(dǎo)致框架梁可能成為短柱的可能。設(shè)計時可采取樓梯間梁箍筋加密、配筋適當(dāng)放大的方法加強樓梯間。

（5）通常教學(xué)樓長寬比較大，在沿寬度方向的地震作用下，在高烈度地區(qū)由于地震作用較大，框架柱易出現(xiàn)拉力。在土質(zhì)較好的場地，可采用淺基礎(chǔ)，利用基礎(chǔ)自重及基礎(chǔ)上覆土重解決框架柱出現(xiàn)拉力的問題。在土質(zhì)情況較差，需要做樁基礎(chǔ)的場地，在不采用抗拔樁的情況下，可采用樁筏基礎(chǔ)的形式，利用筏板自重及其覆土重平衡框架柱的拉力。該中學(xué)教學(xué)樓即采用了樁筏這種基礎(chǔ)形式。

3? 結(jié)語

根據(jù)對該教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析得知，對高烈度區(qū)框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在滿足規(guī)范要求的位移角等指標(biāo)的前提下，要選擇合理的梁柱截面;同時，建筑的平面布置要合理，以便有利于抗震設(shè)計。還要采取一些合理構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)的延性，確保在地震時結(jié)構(gòu)安全有一定的富余度。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 趙玉霞，周美川.高烈度區(qū)建筑結(jié)構(gòu)樓梯設(shè)計探討[J].結(jié)構(gòu)設(shè)計，2016（3）：70-71.

[2]? 冷小蘭.高烈度區(qū)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計概述[J].建筑科學(xué)，2014（5）：225.

[3]? 林玲.高烈度區(qū)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J].福建建材，2012（8）：25-26.

（作者單位：中設(shè)設(shè)計集團(tuán)股份有限公司）