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地下工程結構設計幾個常見錯誤

2007-04-11 13:50    【  【打印】【我要糾錯】

  1. 暗梁當樓面梁使用。這是最常見的錯誤。暗梁之所以不能當樓面梁是因為其剛度不夠,荷載不能按自己設想的方式傳遞,即樓面荷載—板—暗梁—柱的傳遞方式幾乎是不可能的。這樣將大大低估板的內力。我個人認為,根據內力按最短距離傳遞的原則,用暗梁代替梁只有在板受集中力時,在集中力處沿板的最短方向(雙向板沿兩個垂直方向)設置暗梁,可以認為集中力由暗梁承受以滿足抗彎強度和裂縫要求,此時板的計算跨度絕對不能按支承于暗梁來考慮。但很多時候,這種做法也沒有必要,直接加大板的受力鋼筋即可,除非因抗剪(沖切)需要箍筋而使用暗梁。

  2. 與上一個問題相對應的是,在剛度發(fā)生較大突變(增加)處,應視為梁。典型的問題是不同高程的板之間出現的錯臺,錯臺本身平面外剛度比較大,而板的平面外剛度較小,不管你是否愿意,板上的荷載都要傳遞到錯臺上,因此應當按梁來設計,尤其是抗剪鋼筋應滿足要求。地下通道、車站遇到的這種情況較多,其荷載又比較大,但大多數人對錯臺的處理卻非常草率,這很令人擔憂。

  3. 框架結構形成事實上的鉸接。最常見的是梁剛度比柱大的多,使柱對梁的約束作用較弱,形成事實上的鉸。這樣減少了超靜定次數,于抗震不利,也難以形成“強柱弱梁”。 坂神地震時,地鐵車站柱的破壞相當嚴重,也提醒我們不能忽視這個問題。地鐵車站頂底板可看作筏板,其梁的剛度當然大于柱,但中板處不宜將梁的剛度做得較大。另外,地下工程如通道、涵洞、地鐵車站等,有時不小心也容易作成剛度較大的頂底板和剛度較小的側墻,這樣橫剖面就形成鉸接的四邊形,兩側墻土壓力相差較大時很容易失穩(wěn),也不利于抗震。

  4. 板墻受力鋼筋置于分布鋼筋的內側。很多人總把分布鋼筋想象成類似梁的箍筋,因此配筋不小心就這樣倒置。分布鋼筋的作用在于固定受力鋼筋位置,傳遞受力及防止溫度收縮裂縫,它不需要象梁柱箍筋那樣外包以防止鋼筋受壓向外鼓出,更重要的是,板墻截面高度較小,為增加有效高度發(fā)揮受力筋作用,一般情況下應當外置受力鋼筋。某些特殊情況,如地下連續(xù)墻,由于施工方便原因可犧牲板有效高度,將受力鋼筋內置。

  5. 框架梁的轉動受到約束,當其上所搭的梁荷載較大時,將產生很大的扭矩,使框架梁的配筋變得困難。某些設計人員將此處框架梁與搭接梁的連接看作鉸接,這是很不安全的,因為梁的塑性變形能力有限。

  6. 板鋼筋不伸入上翻梁受力鋼筋之上。這在地面上結構中還不容易出現,但在地下工程中,由于結構形式不夠直觀,稍有疏忽就會犯錯。最常見的是通道入口處頂板有一道收口的橫梁,其底部順板向下傾斜,形成不規(guī)則的梁。多數人配筋將此梁受力鋼筋仍然沿水平方向布置,板的縱向鋼筋則從下側錨入梁內。地下工程沒有完全的分布鋼筋,在這個橫梁處,板的縱向鋼筋實際上是受力鋼筋,不但要按受力鋼筋錨固,還應當在梁受力鋼筋之上。另外,很多人認為此梁受力小,因而配筋馬虎。實際上,此梁由于單邊受力,有一定的扭矩,配筋應考慮板上荷載傳遞到此梁上。

  7. 地鐵車站不計中板開洞。由于開洞的影響比較難算,也由于部分人對開洞影響沒有當成一回事,因而計算時都加以忽略。當開洞較小時,這樣也許沒有多大影響,但地鐵車站有時在中板沿橫向平行布置三排樓、扶梯,嚴重削弱該處樓板剛度,雖然洞邊有加強的梁,但梁高受到限制,中板厚度通常都為400~500,因此不足以彌補其剛度的損失。至于加暗梁來加強洞口,更不能彌補計算模式與實際不符的不足。鑒于加強梁高度受限,建議采用通用軟件計算時按空間結構預先計入這一不利影響,否則應加強該處側墻抗彎、剪能力,并加強該處樓板配筋。

延伸閱讀:工程 結構 設計
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