2017819日,北京市石景山区西黄村A-E地块地下车库发生坍塌,如下图:

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随后北京市规划和国土资源管理委员会下发通知,要求各设计单位针对北京市自2014年9月30日至今在施及在设计阶段的项目,开展地下室无梁楼盖设计自查工作。

下面结合规范说说对应措施

1、抗震规范规定,没有柱帽的无梁楼盖是要设置构造暗梁的,这个暗梁配筋要不小于柱上板带所需的50%,且暗梁底筋不小于支座的50%。请注意这里说的是没有柱帽才设暗梁,没有说都要设暗梁;但是抗震规定在地下室那一章又有补充,地下室要设构造暗梁,这个是构造措施,这里并没有说有柱帽就不设暗梁,然而北京地区以前没有做暗梁的就非常多,因此这个项目做了柱帽不做暗梁就被审图通过了。实例多,不代表没有隐患。抗震规范规定暗梁宽度不大于柱宽+3倍板厚,就意味着构造暗梁的目的是为了钢筋集中,大于这个范围的钢筋对柱子影响力迅速下降;当柱上板带暗梁外的板筋均匀布置时,同样按50%配筋的暗梁宽度越窄时相当于柱帽处的配筋也是越大的。有些人以为暗梁在允许范围内越宽越好,这个观点是错误的,当然做实心无梁板的时候暗梁取宽一些,有时候可以节省纵筋,但对柱的约束能力也下降了。

2、抗震规范为了防止无梁楼盖脱落垮塌,板底连续钢筋总截面面积As≥Ng/fy,大概意思就是即使楼板破坏了,柱子之间连接的底筋提供的栓钉剪力也可以承受楼盖自重,我打个比方加强理解,就是柱子为支撑,底筋为钉子,把楼盖钉在柱子上,只要“钉子”不断,楼盖就不会掉到下面一层去。这个这个“钉子”底筋并不小,如果8.1*8.1m柱网,按0.4m砼板+1.8m土+5kPa活载来算,通过柱子的底筋总和为:(0.4*25+1.8*18+5*0.5)*8.1*8.1(kN)/360(MPa)=8183(mm2),则柱子每向每侧穿过柱处的钢筋为8183/4=2046mm2。对于没柱帽的,这个钢筋非常明确,就是设置在柱子宽度范围内的。但无梁楼盖一般都会有柱帽,由于柱帽冲切椎体可以考虑从底部算起的45度椎体,因此有些人便考虑为从柱帽底部往上冲切椎体范围内的板底筋(含暗梁底筋)。这样做有一定道理,但前提是要保证不会因为抗弯有问题而引起冲切直剪破坏,由事故图可看见,柱头上没有柱帽了,并不见得这个项目没有做柱帽,因为直剪破坏把柱帽剪掉了。可见防止直剪破坏和连续垮塌,就必须把这部分钢筋不打折扣的放到柱子范围内。

3、活载不利布置也很重要,如果不设有可能会导致偶然大荷载产生的冲切不足。如果没有考虑活载不利布置,在恒载下中柱基本上是没有弯矩的,也就是说柱子的冲切是没有考虑不平衡弯矩的,如果出现偶然大荷载,就会产生较大不平衡弯矩而造成冲切不足,产生破坏。

4、实心无梁楼盖设计过程还有一个比较重要的验算常常被忽略,就是裂缝宽度计算。笔者用手算算过板带宽度和柱帽宽度范围内的裂缝,一般要控制0.2mm的裂缝的话,1.5m左右覆土不走消防车时支座筋总量要放大20%~25%,走消防车的也要放大约5%~10%。而程序一般采用有限元分析,不少软件对裂缝计算尚不成熟,但由于计算书需要,也会提供一个计算结果。

以上四点做个归纳为三点:首先柱处抗弯很重要,保证抗弯才能保证冲切,通过设置构造暗梁和抗裂验算满足;其次考虑活载不利布置,冲切要考虑不平衡弯矩;最后穿过柱子的板底筋数量要满足规范要求。只要这几点做到,其抗震整体性和放连续垮塌的技术风险将大幅降低。

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