楼板大开洞复式超限住宅结构设计

◎赵旭

楼板大开洞复式超限住宅结构设计

◎赵旭

现代的复式超限住宅的设计结构都是框支式，将更有性能化的设计理念作为大楼的整体结构设计，对于楼板大开洞复式超限住宅结构设计进行多方面的分析，像项目的整体结构、设计理念、对于设计结果进行分析、楼体的抗震性等，文章以某大楼为对象，探讨其结构设计。

在建筑过程中楼板如果出现裂缝会导致建筑物失去安全性与耐久性，并且楼板会产生变形，在温度的影响下，在工程过程中要多加以了解住宅结构的中所有的状况，可以随时判断楼体结构安全性，同时为混凝土配置钢筋，还要注意楼板大开洞复式超限住宅的拉力情况，要时刻将结构设计处理妥当，这样才能保证建筑的安全性。

楼板开洞复式超限住宅结构设计与抗震性能相关内容

工程概况。本次研究对象为某市一栋高层复式住宅，此楼高度为90米，共为30层，地下室还设有5层，此楼的转换梁在第2层，转换层的高度为4米，楼板的厚度也要适中，还要有预留洞，还要为钢筋混凝土结构设置钢筋长度，此项目住宅现在已经将施工图设计完整。并且本次工程设计能够使用的时间限制为60年，安全性能很好，同时还设有抗震设置，据现场观察得知，此地质适合采用人工挖孔注桩，要将强度高的微风化粉砂岩层作为桩基，还要将混凝土的强度定在一定的范围，测量好桩径的长度与高度。

结构设计体系。此工程都是采用框支-剪力墙的结构设计，将地下5层到地上4层作为一级抗震楼层，建筑物的底板平行于室外平地，楼层墙体的厚度为320毫米，各个楼层的墙体厚度各不相同，此工程的比例为：长与宽之间的比例为1.2，高与宽之间的比例为4.5，数据都很精准。（刘洪明.某楼板大开洞复式超限住宅结构设计[J].建筑结构，2016，03(13):19）

超限的状况。此工程主要超限状况是主层面建筑高度超过适用的高度，楼板出现不连续现象，另外水平地震力对于楼层质量有一定的影响，导致楼层扭转位移发生变化，并且属于不规则的扭转，楼层平面也出现凹凸不平的现象，竖向构件也不连续，是因为转换梁的设置不合理、还有局部穿层柱的不规则的现象，这些都是楼板开洞复式超限住宅结构设计中出现的不利情况。

结构抗震性。机构性的抗震性能也是由一定的要求，地震的水准分为三种：小震、中震、大震，同样，底部加强区、落地剪力墙、框支柱、转换梁、弱连接楼板，这些关键的构件在小震与中震的情况下都是具有弹性，只有在大震的情况下是不屈服状态，唯独特别的是如果连接楼板在打针的情况下处于弹性状态；非底部加强区、剪力墙、标准层部分、框架柱等普通的构件在中震中处于不屈服情况，在小震中处于弹性情况，只有在大震情况下构件抗弯，竖向构件满足规定的要求；像框架梁、连梁等耗能构件在小震中处于弹性状态，中震中可以使部分构件抗弯屈服，楼板无论在小震还是中震下都是抗弯的，只有在大震情况下处于不屈服状态。（宋志，王星.地下室大开洞楼板及相应外墙的结构设计方法探讨[J].低碳世界，2016，05(15):167）

楼板开洞复式超限住宅加固设计

楼板的加固。在建筑功能的不断变化下与楼主不断提出的新要求，才会出现楼板大开洞的现象，而且楼板在整个建筑结构中都有着很大的作用，楼板把荷载通过梁传到柱或者是墙，楼板本身的刚度很大，用来做抗震分析，楼板开洞有一定的影响，由于楼板的混凝土与钢筋大部分存在，在整个建筑工程中占有很大比例，因此，一定要深入研究钢筋的配置与受力分析，这样才能够有更好的建筑设计，在生活中建筑楼板会依据要求预留孔洞，如果孔洞垂直楼板方向宽度在300到1000毫米时，要在孔洞的周围多加钢板，如果宽度大于1000毫米，就要设置边梁，但是，边梁一旦出现，会整体影响建筑的美观，但是如果不设置边梁在受力分析与配置钢筋上又会出现问题，在楼板开洞，加大重量的情况下，要对楼板进行加固，像植筋法、外包钢加固法、增大截面加固法等都是现代楼板加固的方法，本文研究的对象楼板厚度为160毫米，可以选择粘钢法进行加固，要保证环境的温度与湿度，还要避免化学成分的腐蚀，要对出现的问题采取合理的防护措施，如果一旦混凝土的强度过低，就不要使用粘钢法进行加固。

梁的加固。在轴线之间的梁上进行加固，考虑到梁的承载力问题，要对梁的底部与两侧进行粘接钢板，可以采用粘钢法，将钢板的宽度定为220毫米，厚度定为3毫米，按照梁的正截面粘钢加固进行设计，将梁的底部受力钢板控制在一定的范围下。

对于楼板开洞复式超限住宅结构的分析

对于小震反应谱的分析。分析小震地要采取振型分解反应谱法，采用分块刚性板假定对于奇数层楼板，对于没有楼板的部分用分散节点质量联系到竖向构件上面，刚性板假定用于偶数层楼板，据结果分析，第一、第二周期较为平动，从第三周期开始逐渐走向扭转，楼层之间的刚度比之间都能够符合规范的要求，风荷载控制着结构层之间的位移角，楼层之间的位移角都是在限值规范内。（丁然，陶慕轩，周萌，聂建国，周建军，赵春莲.考虑楼板大开洞及大质量比附属设施的结构抗震性能实例研究[J].工程力学，2016，07(03):65）

对于小震弹性时程的分析。通过时程分析与反应谱法计算的楼层剪力做对比，来分析小震的弹性，据相关调查显示，结构基底剪力的平均值都超过振型分解反应谱法，超出的比例大概在70%，还存在部分高区楼层，得出结果是楼层剪力很小，设计施工图时要重点放大设计对顶部楼层的地震剪力，保证整体结构都有巨大的承载力。

对于大震动力弹塑性的分析。要通过三维整体模型来进行分析，用弹性杆来对梁和柱进行模拟非线性变形，平面性的弯曲与剪切弹性使用于剪力墙。同时还要计算模型的复核，通过调查结果显示各个振兴的周期与结构总质量都符合要求，能够更好的分析大震动力弹塑性。

可以选择相应的抗震性能化的设计来解决抗震超限明显的结构，针对不同的构件采用不一样的水准来设计，针对不同楼板的开洞率来确定楼层间的位移角的变化，要从多方面考虑结构的刚度与位移角方面的计算，想要满足抗震性目标，要适当采用动力弹塑性分析，要对建筑的稳定性与安全性加以注意，还要计算好承载能力，为了提高构件的抗震性，要采取一定的措施。

（作者单位：吉林建筑大学）