李 強(qiáng)

(河北浚源建筑設(shè)計(jì)有限公司邢臺(tái)分公司，河北 邢臺(tái) 054000)

在建筑物的設(shè)計(jì)和建造過程中，關(guān)于建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅要具備足夠的科學(xué)性與合理性，更要在建筑物的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和內(nèi)部的受力分布等角度達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。在一般的建筑整體結(jié)構(gòu)劃分中，樓蓋部分負(fù)責(zé)對(duì)豎向的荷載和水平荷載進(jìn)行力的傳遞和分配。樓蓋能夠在水平荷載的作用下，憑借自身足夠的水平剛度和整體性，將水平荷載與豎向壓力進(jìn)行轉(zhuǎn)換與傳遞。從而使其內(nèi)部各處的受力均勻，荷載集中的部分能夠均勻分散到各處。

一、裝配式樓蓋平面內(nèi)受力性能分析的意義

按照建筑物結(jié)構(gòu)功能模塊的劃分，樓蓋體系在建筑物的整體結(jié)構(gòu)中負(fù)責(zé)平面的荷載及承重。常見的樓蓋形式主要有木制樓蓋體系和組合樓蓋體系兩類。伴隨著近年來建筑施工技術(shù)的水平和工藝快速提升，裝配式結(jié)構(gòu)體系已在我國的大量建筑施工項(xiàng)目中得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用。并且在施工效率和質(zhì)量方面獲得了普遍認(rèn)可。但由于裝配式樓蓋在剛性樓蓋的假設(shè)應(yīng)用方面存在設(shè)計(jì)上的爭議和分歧，具體的應(yīng)用方式和受力分析情況存在著較大的差異。因此，針對(duì)樓蓋體系平面內(nèi)的受力性能進(jìn)行分析和研究，不但能針對(duì)樓蓋體系相對(duì)于樓蓋平面內(nèi)的水平荷載分布及傳遞狀況進(jìn)行全面把握，還能在評(píng)估樓蓋體系的整體變形性能及裝配時(shí)平面內(nèi)受力的情況方面給出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

二、裝配式樓蓋的特點(diǎn)及其平面內(nèi)受力性能

(一)裝配式木樓蓋體系

建筑結(jié)構(gòu)中的木樓蓋體系來源已久，其經(jīng)過了較長時(shí)間的發(fā)展和演變。從建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)到施工環(huán)節(jié)都具備著一定的成熟度。木樓蓋體系的主要組成部分有樓面擱柵、覆面板及二者之間的栓釘連接組成。在長期的發(fā)展和演變過程中，木樓蓋體系組件的功能和樣式也愈發(fā)復(fù)雜。樓蓋擱柵已經(jīng)從原始的原木材質(zhì)逐步發(fā)展為矩形材和復(fù)合工字形材及桁架等諸多類型。與此同時(shí)，覆面板的類型和樣式也衍生出了多種門類。裝配式木樓蓋在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮擱柵的連續(xù)性，確保離散的覆面板與擱柵之間能夠通過足夠數(shù)量的栓釘進(jìn)行穩(wěn)固的連接，以增強(qiáng)建筑物樓蓋整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。栓釘?shù)目辜暨B接性能同樣對(duì)樓蓋的水平方向受力和承載性能有著決定性的作用。經(jīng)過較長時(shí)間的普及應(yīng)用，木樓蓋體系憑借其節(jié)能效果突出，建設(shè)速度快且抗震性能優(yōu)越等優(yōu)勢，在大量建筑項(xiàng)目中得以應(yīng)用。并且其應(yīng)用范圍廣泛的覆蓋了世界多個(gè)地區(qū)。其中，北美、東亞等諸多國家更是將木樓蓋作為他們的主要建筑形式。

木樓蓋平面內(nèi)受力性能的實(shí)驗(yàn)表明了其荷載和位移之間的關(guān)聯(lián)性。即在外界循環(huán)條件作用下樓蓋的剛度退化表現(xiàn)。對(duì)木樓蓋平面內(nèi)的動(dòng)力測試可得出結(jié)論，木樓蓋的阻尼比在0.07至0.11之間。木樓蓋的阻尼效應(yīng)和樓蓋的跨度呈正相關(guān)。對(duì)于覆面板性能、釘節(jié)點(diǎn)滑移和加載方式的分析同樣使木樓蓋平面內(nèi)剛度和阻尼特性產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。結(jié)合木樓蓋平面內(nèi)抗剪實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，能夠更加精確地確定木樓蓋的計(jì)算模型及其在不同動(dòng)力水平荷載下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)程度。國外學(xué)者對(duì)木樓蓋的不同應(yīng)用環(huán)境和受力情況下的模擬實(shí)驗(yàn)，獲得了大量關(guān)于木樓蓋平面內(nèi)剛度的真實(shí)數(shù)據(jù)。結(jié)合應(yīng)用木樓蓋的實(shí)際高層建筑進(jìn)行分析，也得出了水平荷載條件下木樓蓋的整體受力性能結(jié)果。這些研究表明，木樓蓋體系更適用于高層建筑，而對(duì)于大跨度建筑則難以保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

(二)裝配式組合樓蓋體系

從理論上說，樓蓋形式和結(jié)構(gòu)特征的差異會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部的絕對(duì)剛性存在較大差別。如若遇到地震等自然外力作用時(shí)，可能會(huì)存在不同程度的水平變形情況。考慮到單一材質(zhì)的構(gòu)件所組成的樓蓋結(jié)構(gòu)可能存在一定不足，為了更全面的滿足和適應(yīng)現(xiàn)代建筑的建造需求。并在樓蓋的角度充分提升其剛性和受力能力，組合樓蓋體系就應(yīng)運(yùn)而生。將組合樓蓋體系和成熟的裝配式技術(shù)相組合，能夠產(chǎn)生物理性能優(yōu)異的裝配式組合樓蓋體系。例如常見的裝配式鋼-混凝土組合，木-混凝土組合等種類。

三、結(jié)語

在計(jì)算裝配式樓蓋內(nèi)部的受力性能時(shí)，可將這部分剛度無限放大。將其假定為剛性樓蓋，為平面內(nèi)受力性能的分析和相關(guān)物理指標(biāo)的計(jì)算提供便利。同時(shí)，對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的抗震性能研究也能起到一定效果。木樓蓋體系能有效提升建筑的結(jié)構(gòu)剛度，增加平面受力性能。將其與其他建材配合使用能夠進(jìn)一步凸顯優(yōu)勢。裝配式組合樓蓋在樓蓋體系中的整體應(yīng)用效果較好，但在整體性方面又存在一定問題?？芍鸩酵ㄟ^后澆帶及灌縫處理來加強(qiáng)其裝配的整體性。