單國強
(焦作市廣星房地產(chǎn)有限責(zé)任公司,河南 焦作 454003)
進行過結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的技術(shù)人員都知道,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和03G101圖集中都提出了剛性地面的定義,但很少有文獻資料對剛性地面給出明確的解釋。對于這樣一個模糊的概念,很多人在結(jié)構(gòu)施工中就容易麻痹大意。
什么是剛性地面?08G101-11中關(guān)于剛性地面的解釋是這樣的:剛性地面是指無框架梁的建筑地面,其平面內(nèi)的剛度比較大。在水平力作用下,平面內(nèi)變形很小,通?,F(xiàn)澆混凝土地面,含對混凝土柱產(chǎn)生約束。其他硬質(zhì)地面達到一定厚度也屬于剛性地面,如石材地面、瀝青混凝土地面以及有一定基層厚度的地磚地面等。
結(jié)構(gòu)抗震業(yè)界對是不是剛性地面把握的一般原則定義為:某地面在地震中,由于其剛度過大,加劇混凝土在地面上下的震害,對柱子產(chǎn)生地面原因引起的附加震害,這種地面物對這些混凝土柱而言,就是剛性地面;反之,如果混凝土地面對柱的約束在地震中不會加劇柱子的震害,這就是不抗震定義上的剛性地面。為此,在建筑設(shè)計中,把地面分為剛性地面和柔性地面。各種整體面層地面,如細石混凝土地面、水泥砂漿地面、水磨石地面等,一般稱為剛性地面。整體地面實際上由剛性地面的板體和柔性地基兩部分組成。他們相互依賴又相互制約,是兩者互為存在的條件,共同存在于一個矛盾的統(tǒng)一體。軟木等鋪就的地面,在建筑上就稱為柔性地面。
《全國民用建筑工程設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)措施》里的規(guī)定是不小于100厚混凝土面層可以作為剛性地坪。這個定義很有意思的地方是:提出了“100厚混凝土”這個較明確的量,但卻說是面層,難道面層以下部分的混凝土就不必考慮?我們知道,一般只有車間的地面才可能有“100厚混凝土面層”的做法,而民用建筑是沒有這種做法的,難道民用建筑中就不考慮剛性地面的問題?有的認為環(huán)氧樹脂地面如塑膠地面不屬于剛性地面,其實不盡然,環(huán)氧樹脂地面和塑膠地面是否屬于剛性地面,主要還要看其下輔助層的材料和做法。
在研究經(jīng)典物理問題時,剛性地面就是與之發(fā)生碰撞后的物體的動量值和動能值都不發(fā)生變化的地面,當(dāng)然這也是一種理想情況的地面,這對于我們研究具體問題作用不大。筆者認為剛性地面主要是考慮整體地面受水平力時對柱子產(chǎn)生推力的大小,因此,對柱子產(chǎn)生推力大的剛性地面可以稱之為剛性地面,反之稱之為弱剛性地面,對柱子沒有產(chǎn)生抵力的地面稱之為非剛性地面。對剛性地面種類的細化,可以幫助我們進一步研究這個問題。
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度有具體規(guī)定。單向板的話,屋面板是60mm,民用建筑樓板是60mm,工業(yè)建筑樓板是70mm,行車道下的板是80mm,雙向板是80mm。如果我們把地面也看做是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的話,則可以延伸理解為:大于等于60mm厚混凝土地面都是剛性地面,配不配筋無所謂,混凝土中配筋對剛度無太大貢獻。由于60mm厚是單向現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小值,那么我們可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度說:對房心土夯實的地面都可以作為剛性地面對待,因為結(jié)構(gòu)上一般是要加強柱子根部約束。多次震害發(fā)現(xiàn),土的約束是會對柱子造成一定的損害。新建房心土夯實深度大于1000mm的地面(深度1000mm以下的我們暫時不予考慮)和小于60mm大于等于40mm厚的混凝土地面稱之為弱剛性地面(40mm厚以下的混凝土地面由于脆性太大,難以對混凝土柱子產(chǎn)生有效的抵力,所以我們不做考慮)。對于剛性地面:上下加密500mm是指首層地面有較大厚度的墊層道路,對首層柱形成沖切,所以要加密;另外二級框架角柱、中間有LTL柱的柱、剪跨比小于2.0的柱子都要全程加密,理由為剪切。
在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,我們考慮剛性地面對結(jié)構(gòu)設(shè)計計算和構(gòu)造造成的影響有兩個方面:一個是砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中剛性地面對確定計算方案的影響就像《混凝土結(jié)構(gòu)施工平面圖整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》03G101-1(現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、框架剪力墻、框支剪力墻結(jié)構(gòu))要求的那樣,在剛性地面上下各500mm的范圍內(nèi),加密框架柱的箍筋間距;另一種就是混凝土結(jié)構(gòu)柱在剛性地面上下設(shè)計要引進專門的構(gòu)造處理,在縫內(nèi)填充柔軟的可變形材料,使剛性地體挨不著框架柱,產(chǎn)生不了負面影響,就不必再對框架柱進行箍筋間距加密處理。
通過以上討論,我們認為剛性地面也只是相對的概念,從事施工、監(jiān)理方面的讀者,不要對具體項目的混凝土地面(坪)擅自判定為剛性地面(坪)或非剛性地面(坪),而應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工圖設(shè)計文件的要求執(zhí)行。如果施工圖設(shè)計文件中未明確,就要在圖紙會審時提出來,要求結(jié)構(gòu)工程師明示,并將其寫進圖紙會審紀(jì)要,與會各方簽字蓋章,作為施工、監(jiān)理和工程結(jié)算的文字依據(jù)。
對于剛性地面的箍筋加密,與嵌固部位的底步箍筋加密范圍重復(fù)的部分不用重復(fù)加密,只要對高處部位繼續(xù)加密就可以了,那種嵌固部位框架柱箍筋間距一般為@100mm,剛性地坪上下加密部位間距也是@100mm,兩者加起來做成箍筋間距@50mm的理解和做法是不正確的、不必要的。
[1]唐才均 .平法看圖與鋼筋做法解析 A[M].北京:中國工業(yè)出版社,2008.
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[3]鄧學(xué)才.建筑地面與樓面手冊[M].北京:中國工業(yè)出版社,2005.