導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高層建筑新規(guī)定，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：高層建筑，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，問題匯總

自從改革開放以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，高層建筑漸漸走入了我們的視線，并在設(shè)計(jì)上不斷創(chuàng)新，不管是內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是外部平面設(shè)計(jì)都有很大的改善。當(dāng)然，新時(shí)代對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本來就提出了更多的要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系就是在這個(gè)大環(huán)境下產(chǎn)生的。為適應(yīng)目前城市地少人多的環(huán)境，高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也要向著擴(kuò)大空間兼具靈活的建筑平面布置方向發(fā)展。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)的過程中往往會(huì)出現(xiàn)一定的問題，如果處理不慎對(duì)于整個(gè)工程質(zhì)量都會(huì)造成不利的影響。所以，我們有必要將搞成建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題進(jìn)行總結(jié)分析，我們應(yīng)該從高層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)入手，盡量規(guī)避這些問題在各個(gè)要點(diǎn)中發(fā)生，保證工程保質(zhì)保量的完成。

一、簡(jiǎn)析高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)常見問題

關(guān)于高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題，筆者認(rèn)為可以分為以下三點(diǎn)：

其一，結(jié)構(gòu)的規(guī)范性問題。眾所周知，新的高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范比起舊的變動(dòng)非常大，新規(guī)范增添了更多的限制條件。比如平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，同時(shí)新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”，因此結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。

其二，結(jié)構(gòu)的超高性問題。不管是抗震規(guī)范還是高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于高層建筑的總高度都有限制，這點(diǎn)在新規(guī)定里體現(xiàn)的更加明確。針對(duì)之前的超高現(xiàn)象，新規(guī)定不僅將原來的限制高度設(shè)定為A 級(jí)高度的建筑外，而且增加了B級(jí)高度的建筑，所以這就要求結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候必須嚴(yán)格控制建筑物的高度，因?yàn)橐稽c(diǎn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)達(dá)到或超過B級(jí)高度，整個(gè)設(shè)計(jì)方法的處理措施將發(fā)生比較大的變化。在以往的工程實(shí)際操作中，我們不難發(fā)現(xiàn)很多由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略了超高問題，最終導(dǎo)致施工圖審核沒有通過，進(jìn)而又重新進(jìn)行設(shè)計(jì)等一系列勞民傷財(cái)?shù)幕顒?dòng)。最嚴(yán)重的是，此時(shí)影響的不僅是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于整個(gè)工程進(jìn)度，包括造價(jià)各方面都產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。所以，為了工期能夠順利的進(jìn)行，在超高性問題上，工作人員一定要給予足夠的重視。

其三，嵌固端的設(shè)置問題。一般來講，高層建筑都帶有兩層或者兩層以上的地下室和人防，所以嵌固端不但可以設(shè)置在地下室頂板，也可以設(shè)在人防頂板的位置。不過對(duì)于這個(gè)問題的處理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師卻經(jīng)常忽略由此引發(fā)的一系列問題。比如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

最后，短肢剪力墻的設(shè)置問題。在新規(guī)范中，對(duì)墻肢截面高厚比為5―8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。

二、剖析高層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，基礎(chǔ)、柱、梁、板這些部分的設(shè)計(jì)都需要引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。

關(guān)于基礎(chǔ)部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在此部分的設(shè)計(jì)中一定要注意如果遇到柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度比較寬或者是地基不均勻還有就是地基比較軟的情況，最好采用柱下條基，這里要提醒的是一定要考慮到節(jié)點(diǎn)處基礎(chǔ)底面被重復(fù)使用的不利影響，應(yīng)該適當(dāng)加寬基礎(chǔ)。如果建筑地段相對(duì)較好，而且基礎(chǔ)埋深大于三米，結(jié)構(gòu)工程師可以建議甲方將此作為地下室使用。如果地基承載力充分滿足設(shè)計(jì)要求，地下室底板可以不再外伸，這對(duì)于防水方面是很有利的。每隔30―40m設(shè)一后澆帶，兩個(gè)月后再用微膨脹混凝土澆注。設(shè)置地下室的作用主要是為了降低地基的附加應(yīng)力，提高其承載力，減少地震對(duì)地上部分造成的不利影響。地下室在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)有相同的埋深，嚴(yán)禁設(shè)計(jì)地下室時(shí)采用局部設(shè)計(jì)。不過因?yàn)榛炷恋膱?jiān)固性，地下室外墻如果采用混凝土那么相應(yīng)樓層處梁及基礎(chǔ)梁可以取消不用。

關(guān)于柱部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

柱作為設(shè)計(jì)中不得不考慮的問題，它也有自己的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。首先，地上如果采用圓柱，地下部分則應(yīng)改為方柱，這是為了便于施工考慮的。另外，圓柱縱筋根數(shù)最少為8 根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井寧箍，并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋、并全柱高、加密箍筋。在設(shè)計(jì)異型柱的結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意梁縱筋一排的根數(shù)不要過多，而且柱端部的縱筋不要太密，這樣才不會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑困難的問題。如果同時(shí)兼具矩形柱和異型柱，那么一定要注意兩者的剛度不要相差太遠(yuǎn)。還有很重要的一點(diǎn)，為減小斷面尺寸，柱最好采用高強(qiáng)度的混凝土以此來滿足軸壓比的限制。同時(shí)要盡量少使用短柱，如果必須使用則要保證其箍筋全高加密，縱筋不要過大。此外考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

關(guān)于梁部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

關(guān)于梁部分的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該注意次梁，如果梁上有的話應(yīng)附加箍筋或吊筋，使用前者最為理想。當(dāng)然，附加筋也不是一定要有，這里說的只是一般狀況。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時(shí)，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時(shí)，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。梁上有次梁時(shí)，應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。原則上梁縱筋宜小直徑小間距，有利于抗裂，但應(yīng)注意鋼筋間距要滿足要求，并與梁的斷面相應(yīng)。箍筋按規(guī)定在粱端頭加密，布筋時(shí)應(yīng)將縱筋等距，箍筋肢距可不等，小斷面的連續(xù)梁或框架梁，上、下縱筋均應(yīng)采用同直徑的，盡量不在支座搭接。

關(guān)于板部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于板部分的設(shè)計(jì)來講，首先要考慮板的鋼筋問題，總體把握大直徑大間距的概念。重點(diǎn)是最好保證板上板下鋼筋的間距相同，當(dāng)然鋼筋的直徑可以稍有不同，不過稍有不同的直徑類型不宜過多。此外，相連幾個(gè)房間使用同一型號(hào)而且間距相同的板底鋼筋最好連通。

此外室內(nèi)輕隔墻下一般不應(yīng)加粗鋼筋，一是輕隔墻有可能移位，二是板整體受力，應(yīng)整體提高板的配筋。只有垂直單向板長(zhǎng)邊的不可能移位的隔墻，如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。

三、結(jié)語

綜合全文，在進(jìn)行高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到國(guó)家的有關(guān)規(guī)定和整個(gè)工程的質(zhì)量問題，一定要按照一定的技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣才能夠規(guī)避很多不利的問題，使得整個(gè)工程可以安全可靠的進(jìn)行。當(dāng)然，作為設(shè)計(jì)工作者，我們也應(yīng)該把工作中常見的問題進(jìn)行總結(jié)，在不斷完善中做好自己的本職工作將是我們?nèi)蘸舐殬I(yè)生涯中的必經(jīng)之路。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；防火規(guī)范；設(shè)計(jì)策略

隨著建筑行業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑防火設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)向著多樣化、全面化、以及系統(tǒng)化的方向發(fā)展，以最大限度的保障建筑性能的安全與可靠。當(dāng)前，高層、超高層建筑不斷涌現(xiàn)，導(dǎo)致通用性《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》存在一定的不適應(yīng)性，而針對(duì)高層建筑專用的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》在具體規(guī)定上也與通用性標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異與矛盾。新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》為平衡現(xiàn)行通用性、特殊性標(biāo)準(zhǔn)在有關(guān)條款中的矛盾與差異，對(duì)相關(guān)規(guī)定作出了調(diào)整與修正，能夠更加適用于新時(shí)期建筑防火設(shè)計(jì)的實(shí)踐需求，值得關(guān)注。

1《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》與《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》之差異分析

國(guó)家立法中明確規(guī)定：凡國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在效力上是完全平等的。但在特殊規(guī)定與普通規(guī)定均出自同一機(jī)關(guān)且內(nèi)容發(fā)生沖突時(shí)，應(yīng)當(dāng)以特殊規(guī)定為適用標(biāo)準(zhǔn)；在新規(guī)定與既有規(guī)定相矛盾時(shí)，則應(yīng)當(dāng)以新規(guī)定為適用標(biāo)準(zhǔn)。但結(jié)合相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際使用情況來看，通用性標(biāo)準(zhǔn)中所制定的某些條款與內(nèi)容較特殊性標(biāo)準(zhǔn)而言更為嚴(yán)格與嚴(yán)謹(jǐn)。結(jié)合建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定來看，認(rèn)為在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》與《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中商存在以下差異性的內(nèi)容與條款：1）針對(duì)建筑構(gòu)件耐火標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定存在差異在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》與《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中，針對(duì)墻體、樓板、梁體、以及柱體等承重性構(gòu)件的耐火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有明顯差異，且《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定更為嚴(yán)格與嚴(yán)謹(jǐn)，體現(xiàn)在消防電梯、防排煙系統(tǒng)、以及火警系統(tǒng)等內(nèi)容的設(shè)置上，故而導(dǎo)致該規(guī)范中部分承重構(gòu)件的耐火極限較《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》而言偏低。如《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中針對(duì)人防工程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)參考現(xiàn)行《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)，但在人防工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中則要求以《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》為依據(jù)，合理設(shè)置地上部分與地下人防工程建筑的防火間距，在地面建筑外墻為防火墻的情況下不限防火間距。由于通用性規(guī)范與特殊規(guī)范在防火墻耐火極限方面的規(guī)定有所不同，進(jìn)而導(dǎo)致地上建筑物符合《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求，但可能出現(xiàn)無法滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求的情況。2）安全疏散規(guī)定存在差異在有關(guān)疏散距離、地下室大小、出口可疏散人數(shù)、走廊頂端房間疏散距離等方面的規(guī)定上，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》均較《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》更為嚴(yán)格。3）消防設(shè)施設(shè)置存在差異在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中，防排煙設(shè)置必須滿足“內(nèi)走道長(zhǎng)度＞20米”的要求，但在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中，該標(biāo)準(zhǔn)為“＞40米”。4）防火分區(qū)允許最大建筑面積存在差異在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中，均針對(duì)公共建筑地層、上層、乃至展廳的防火分區(qū)面積有明確規(guī)定，但《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)防火分區(qū)允許最大建筑面積的規(guī)定較《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》提高了1倍左右。

2新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》重要性分析

為了有效處理并平衡《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)條款中存在的差異與矛盾，住房及城鄉(xiāng)建設(shè)部于2015年5月1日起開始實(shí)施新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014），新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》將既往《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》合二為一，通過對(duì)相關(guān)條款的整合修訂，可適用于各類建筑的防火設(shè)計(jì)工作。其重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）解決規(guī)范適用性的問題舊版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》在適用范圍上具有明確要求。但當(dāng)前建筑領(lǐng)域工況復(fù)雜程度不斷提高，在工程實(shí)踐中常常會(huì)遇到選用何種規(guī)范作為設(shè)計(jì)依據(jù)的問題。為解決該問題，將兩項(xiàng)規(guī)范合二為一，在新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中納入各類工業(yè)、民用建筑，統(tǒng)一根據(jù)建筑高度進(jìn)行劃分，從而能夠解決規(guī)范適用性方面的問題。2）解決安全尺度的問題在舊版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》與《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》獨(dú)立并行的背景下，兩部規(guī)范自身均具有合理性、系統(tǒng)性的特點(diǎn)。但綜合對(duì)比分析可見，在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中一些適用于高層建筑防火設(shè)計(jì)的條款與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置較多層、單層建筑更低，設(shè)防內(nèi)容還該不夠全面。而將兩項(xiàng)規(guī)范合二為一后，新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》能夠?qū)Ψ阑鹪O(shè)計(jì)的相關(guān)問題進(jìn)行更全面的審視，從而確定更加科學(xué)合理的安全尺度。

3新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的補(bǔ)充與修訂分析

1）新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中獨(dú)立增設(shè)了“滅火救援設(shè)施”章節(jié)新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中針對(duì)舊規(guī)中的消防電梯、消防車道等設(shè)置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作出了修訂與完善，如在以下條件中應(yīng)設(shè)置消防電梯：①建筑整體高度＞33米；②埋深＞10米；③建筑面積＞3000米²。同時(shí)，消防電梯應(yīng)當(dāng)按照防火分區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，至少需要滿足1個(gè)防火分區(qū)設(shè)置1臺(tái)消防電梯的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，本章節(jié)中還針對(duì)消防車輛登高操作場(chǎng)地等與滅火救援相關(guān)的內(nèi)容作出了完善，如消防車輛的登高操作場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)沿周邊長(zhǎng)度1/4且＞長(zhǎng)邊長(zhǎng)度的底邊連續(xù)布置形成，且需要符合“裙房進(jìn)深≤4米”的要求。2）新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)超高層公共建筑防火要求進(jìn)行了完善針對(duì)當(dāng)前層高在100米以上的超高層公共建筑而言，新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)樓板結(jié)構(gòu)的耐火極限自舊規(guī)中的1.5小時(shí)提高至2小時(shí)。同時(shí)，從以下幾個(gè)方面對(duì)超高層公共建筑避難層防火要求作出了完善：①第一避難層樓地面與救援場(chǎng)所地面高度距離應(yīng)＞50米；②兩相鄰避難層間高度差異應(yīng)＜50米；③避難層進(jìn)入樓梯間入口、疏散樓梯位置應(yīng)當(dāng)增設(shè)明顯的警示標(biāo)志；④消防標(biāo)志備用電源連續(xù)供電時(shí)間應(yīng)＞1.5小時(shí)。

4結(jié)束語

新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》集中體現(xiàn)了在建筑火災(zāi)防控領(lǐng)域中所取得的理論成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將舊版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》進(jìn)行了整合優(yōu)化，在建筑防火設(shè)計(jì)領(lǐng)域中具有非常重要的意義。深入理解新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)于最大限度規(guī)避建筑火災(zāi)隱患，提高火災(zāi)抵抗能力有重要意義，值得引起重視。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞 建筑；初期消防用水量；確定

中圖分類號(hào) TU823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）111-0092-02

1 關(guān)于高層建筑高位水箱中消防儲(chǔ)水量的確定

GB50084—2001《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《噴規(guī)》）第10.3.1條規(guī)定：采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)高位消防水箱，其儲(chǔ)水量應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

GB50045—95《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）第7.4.7.1條規(guī)定：高位消防水箱的消防儲(chǔ)水量，一類公共建筑不應(yīng)小于18 m3，二類公共建筑和一類居住建筑不應(yīng)小于12 m3，二類居住建筑不應(yīng)小于6 m3。

GB50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《建規(guī)》）第8.4.4.2條規(guī)定：消防水箱應(yīng)儲(chǔ)存10 min的消防用水量。當(dāng)室內(nèi)消防用水量不超過25 l/s，經(jīng)計(jì)算水箱消防儲(chǔ)水量超過12 m3時(shí)，仍可采用12 m3；當(dāng)室內(nèi)消防用水量超過25 l/s，經(jīng)計(jì)算水箱消防儲(chǔ)水量超過18 m3時(shí)，仍可采用18 m3。

根據(jù)《建規(guī)》的規(guī)定，高位水箱的消防儲(chǔ)水量的最大值即為18 m3。在《高規(guī)》第7.4.7條的條文說明中指出當(dāng)消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分設(shè)水箱時(shí)，水箱應(yīng)按系統(tǒng)分別保證。那么兩系統(tǒng)不分設(shè)水箱時(shí)，應(yīng)該將兩套系統(tǒng)的用水量疊加，那么一棟超過50米的一類高層公共建筑設(shè)有室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，高位水箱的消防儲(chǔ)水量一般為（40+20）×10×60/1000=36 m3。如設(shè)有需同時(shí)開啟的水幕設(shè)備、泡沫滅火系統(tǒng)等，高位水箱的消防儲(chǔ)水量又將大大增加，在建筑設(shè)計(jì)中處理比較困難。

究竟如何合理的理解規(guī)范，采用何值才既安全適用，又經(jīng)濟(jì)合理呢？從火災(zāi)發(fā)生的規(guī)律出發(fā)，分析如下：

1）當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，如果有人在現(xiàn)場(chǎng)，則會(huì)使用滅火器、室內(nèi)消火栓來進(jìn)行撲救初期火災(zāi)，一般不會(huì)使自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)大面積噴水；同樣，在火災(zāi)初期，不大可能出現(xiàn)6—8支水槍同時(shí)滅火的情況。

2）當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，如果無人在現(xiàn)場(chǎng)，則只有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)工作，而閉式噴頭的動(dòng)作也是噴頭一個(gè)一個(gè)的逐步噴水，從第一個(gè)噴頭噴水到一個(gè)作用面積噴水應(yīng)該有段時(shí)間，從大量成功的火災(zāi)案例來看，大多數(shù)情況下，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)往往只需要數(shù)個(gè)，一般不超過4個(gè)噴頭動(dòng)作就能很好的撲滅或控制初期火災(zāi)，即使發(fā)生轟燃，動(dòng)作的也只是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，因此如果設(shè)置的是閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，在前10 min，一般不大可能噴完20×10×60=12 m3水。

3）現(xiàn)在一般的高位水箱都采用消防用水與生活用水合用的水箱，一般水箱中仍應(yīng)存有部分生活用水，即使按照衛(wèi)生部新規(guī)定生活用水不得和消防用水合用水箱或者合用時(shí)恰好生活用水用完，生活水泵也將啟動(dòng)供水。因此，一般的消防水箱中的實(shí)際消防可用水量應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止計(jì)算的消防儲(chǔ)水量。

根據(jù)上面的分析，高位水箱的消防儲(chǔ)水量的確定在計(jì)算中應(yīng)該有別于消防水池有效容量的確定，消防水池的有效容量應(yīng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)消防用水量的要求，考慮了火災(zāi)初期控制不理想，造成火災(zāi)蔓延，撲救大面積火災(zāi)而需要的最大消防用水量。而高位水箱的消防儲(chǔ)水量是用于撲救初期火災(zāi)的，重要的是滅火系統(tǒng)動(dòng)作的可靠性和有效性，而不是儲(chǔ)水量的大小，只要室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)有一個(gè)系統(tǒng)能有效動(dòng)作，一般初期火災(zāi)都能被控制，如果系統(tǒng)不能正常動(dòng)作，高位水箱中的消防儲(chǔ)水量也就毫無意義了，只有等消防隊(duì)到達(dá)后實(shí)施滅火了。而且如果根據(jù)用水量的計(jì)算，《高規(guī)》完全沒有必要有第7.4.7.1條的規(guī)定，因?yàn)橐?guī)范中18 m3、12 m3、6 m3都是相應(yīng)建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)10 min消防用水量計(jì)算的最小數(shù)據(jù)。對(duì)初期用水量來說，高層建筑和多層建筑應(yīng)該沒有很大區(qū)別，其實(shí)《建規(guī)》中已經(jīng)包括了高層工業(yè)建筑，在這個(gè)問題的執(zhí)行上《建規(guī)》和《高規(guī)》應(yīng)該統(tǒng)一。因此高位水箱中的消防儲(chǔ)水量不應(yīng)該完全采用計(jì)算確定，《建規(guī)》中允許把18 m3作為最大值，《高規(guī)》也應(yīng)該允許把18 m3定為最大值，使18 m3成為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而不是計(jì)算數(shù)據(jù)。在高層建筑中，高位水箱的消防儲(chǔ)水量應(yīng)該參照《建規(guī)》中的有關(guān)規(guī)定，《高規(guī)》第7.4.7.1條應(yīng)改為：高位消防水箱應(yīng)儲(chǔ)存10 min的消防用水量。無論有幾個(gè)消防滅火系統(tǒng)，當(dāng)計(jì)算水箱消防儲(chǔ)水量超過18 m3時(shí)，仍可采用18 m3。特殊的建筑（同一時(shí)間的發(fā)生火災(zāi)部位超過一個(gè)的建筑）和設(shè)有開式滅火系統(tǒng)的建筑高位水箱消防儲(chǔ)水量應(yīng)適當(dāng)增加。

2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的初期供水流量和增壓設(shè)施的確定

《高規(guī)》第7.4.8條規(guī)定：設(shè)有高位消防水箱的消防給水系統(tǒng)，其增壓設(shè)施應(yīng)符合下列規(guī)定：

7.4.8.1 增壓水泵的出水量，對(duì)消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于5 L/S；對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不應(yīng)大于1 L/S。

7.4.8.2 氣壓水罐的調(diào)節(jié)水量宜為450 L。

《高規(guī)》對(duì)第7.4.8條的條文說明是：設(shè)置增壓設(shè)施的目的主要是在火災(zāi)初起時(shí)，消防水泵啟動(dòng)前，滿足消火栓和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水壓要求。對(duì)增壓水泵，其出水量應(yīng)滿足一個(gè)消火栓用水量或一個(gè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭的用水量。對(duì)氣壓給水設(shè)備的氣壓水罐，其調(diào)節(jié)水容量為兩支水槍和5個(gè)噴頭30 S的用水量，即2×5×30+5×1×30=450 L。

《噴規(guī)》第10.3.1條規(guī)定：采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)高位消防水箱，其儲(chǔ)水量應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。消防水箱的供水，應(yīng)滿足系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的最低工作壓力和噴水強(qiáng)度。

10.3.2條 建筑高度不超過24 m、并按輕危險(xiǎn)級(jí)或中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所設(shè)置濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)或預(yù)作用系統(tǒng)時(shí)，如設(shè)置高位水箱確有困難，應(yīng)采用5 L/S流量的氣壓給水設(shè)備供給10 min初期用水量。

增壓設(shè)施有兩種，一為穩(wěn)壓用，在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)運(yùn)作，穩(wěn)壓泵流量應(yīng)分別不大于5 L/S和1 L/S，另一種為增壓用，在滅火時(shí)動(dòng)作，增壓泵的流量應(yīng)分別不小于5 L/S和1 L/S，《高規(guī)》第7.4.8條為作區(qū)分是個(gè)缺陷。如果根據(jù)《高規(guī)》對(duì)第7.4.8條的條文說明“對(duì)增壓水泵，其出水量應(yīng)滿足一個(gè)消火栓用水量或一個(gè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭的用水量”，筆者認(rèn)為《高規(guī)》第7.4.8.1條規(guī)定的“增壓水泵的出水量，對(duì)消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于 5L/S；對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不應(yīng)大于1 L/S”可能是規(guī)范出現(xiàn)的筆誤，這條應(yīng)該改為“增壓水泵的出水量，對(duì)消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)小于5 L/S；對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不應(yīng)小于1 L/S”。

從以上條文可見，對(duì)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)初期消防用水流量的問題，《建規(guī)》沒有明確規(guī)定?！陡咭?guī)》第7.4.8.2條條文解釋對(duì)氣壓給水設(shè)備的氣壓水罐，其調(diào)節(jié)水容量為兩支水槍和5個(gè)噴頭30 S的用水量，即2×5×30+5×1×30=450 L，理解為自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的初期消防用水流量應(yīng)為5 L/S?！秶娨?guī)》第明確規(guī)定應(yīng)采用5 L/S流量的氣壓給水設(shè)備供給10 min初期用水量，亦即自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的初期消防用水流量應(yīng)為5 L/S。5 L/S的流量大致相當(dāng)于4個(gè)噴頭的開啟流量，而該流量對(duì)撲救初期火災(zāi)非常有利。從大量成功火災(zāi)案例看，大多數(shù)情況下自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)往往只需要數(shù)個(gè)，一般不超過4個(gè)噴頭動(dòng)作就能很好地?fù)錅缁蚩刂瞥跗诨馂?zāi)（詳見表1）。

上表數(shù)據(jù)表明，一個(gè)噴頭動(dòng)作的滅火成功率為875/1394×100%=62.8%，而四個(gè)噴頭動(dòng)作的滅火成功率達(dá)（875+269+89+48）/1394×100%=91.9%。

另外，《建規(guī)》第8.6.9條規(guī)定：“消防水泵應(yīng)保證在火警后30 s內(nèi)開始工作，…”，《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》第7.2.3.1條規(guī)定：“以自動(dòng)或手動(dòng)方式啟動(dòng)消防水泵時(shí)，消防水泵應(yīng)在30s內(nèi)投入正常運(yùn)行?！保?.2.3.2條規(guī)定：“以備用電源切換時(shí)，消防水泵應(yīng)在30s內(nèi)投入正常運(yùn)行?！睆纳鲜鲆?guī)范可以看出，消防泵都有一個(gè)允許的滯后啟動(dòng)時(shí)間。但眾所周知，在火災(zāi)初期，系統(tǒng)延誤動(dòng)作，就意味著可能延誤了最佳的撲滅初期火災(zāi)的機(jī)會(huì)，也就意味著可能釀成大火。而若設(shè)增壓泵時(shí)，增壓泵往往因其功率較小，且常常設(shè)在屋頂，是輕載啟動(dòng)，其啟動(dòng)速度快，反而對(duì)撲救初期火災(zāi)有利，是消防泵出現(xiàn)故障或消防泵啟動(dòng)前幾分鐘內(nèi)撲滅初期火災(zāi)的一種重要的補(bǔ)充手段。

但是如果把所有建筑的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的初期供水流量都定為5 L/S，那么大部分系統(tǒng)都必須設(shè)置增壓設(shè)施，這也不盡合理?！秶娨?guī)》第5.0.1條和第5.0.5條規(guī)定的系統(tǒng)最不利點(diǎn)的工作壓力，不應(yīng)低于0.05 Mpa，就變的毫無意義。根據(jù)《噴規(guī)》第5.0.1條的條文說明，降低最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力，就是為了降低高位水箱的設(shè)置高度，而作出的必要放寬。

篇4

關(guān)鍵詞：飄窗；飄窗臺(tái)面；飄窗護(hù)欄；隱形防護(hù)網(wǎng)

所謂飄窗，一般呈矩形或梯形向室外凸起，不像傳統(tǒng)的平窗只有一面是玻璃，而是三面都裝有玻璃。大塊采光玻璃和寬敞的窗臺(tái)，使人們有了更廣闊的視野，更賦予生活以浪漫的色彩。目前飄窗的設(shè)計(jì)和應(yīng)用已經(jīng)非常流行了，合理地利用飄窗，更能為居室?guī)硪庀氩坏降男Ч?。飄窗該如何設(shè)計(jì)才能把它變成一個(gè)人人都羨慕的場(chǎng)所呢？

1、飄窗的優(yōu)點(diǎn)

目前流行的飄窗多分為兩種形態(tài)，一種是有窗臺(tái)的，一種是完全落地、與地面渾然一體的，它們不僅增加了戶型采光、通風(fēng)的功能，而且也為商品房的外立面增添了建筑魅力。

低窗臺(tái)的飄窗設(shè)計(jì)在老上海的花園小洋房中經(jīng)常可以見到?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多住宅也采用飄窗設(shè)計(jì)，在追求外表美觀的同時(shí)還追求實(shí)用。

在臥室配有飄窗，不但可以享受充足的室內(nèi)光線，還可以擴(kuò)大室內(nèi)視野，飽覽室外秀美景觀，主臥的飄窗更注重體現(xiàn)溫馨寧?kù)o。飄窗還可以作為很不錯(cuò)的觀景臺(tái)，躺在窗臺(tái)上，上面放上兩個(gè)靠墊，或坐或臥，白天看車水馬龍，晚上看滿天星斗。

而且住建部文件規(guī)定：凈高2.2米以內(nèi)的飄窗不算面積，也不會(huì)算入銷售面積，因此業(yè)主購(gòu)買房屋時(shí)不需為飄窗面積增加費(fèi)用，因此普遍受到購(gòu)買者的喜歡。另因飄窗豐富了建筑立面，飄窗可直可弧，出挑寬度可大可小，在建筑立面產(chǎn)生豐富的陰影變化，體塊穿插，虛實(shí)對(duì)比，因此也是設(shè)計(jì)師喜歡的設(shè)計(jì)元素。

2、飄窗的缺點(diǎn)

因?yàn)轱h窗的窗臺(tái)離地較低，一般為0.3米，小孩和大人都喜歡在上面，如果大力碰撞玻璃窗，就會(huì)容易出現(xiàn)玻璃破碎而人掉下去的事故。自從有了飄窗設(shè)計(jì)后，就有小孩從飄窗臺(tái)墜樓身亡的事發(fā)生，在家居安全隱患調(diào)查排列中，飄窗的危險(xiǎn)系數(shù)排在第一。我國(guó)的各種設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)飄窗的安全性有明確規(guī)定，但還是不斷有不安全事故發(fā)生，主要原因有：

1）施工單位按設(shè)計(jì)圖紙施工，在飄窗裝有護(hù)欄，但有些業(yè)主裝修時(shí)覺得不太美觀，就自行拆除了。拆除后，有的業(yè)主會(huì)自己重新安裝更為美觀的防護(hù)欄，有的業(yè)主則不再安裝，這就容易造成以上的意外。

2）施工單位安裝護(hù)欄質(zhì)量不好，不夠牢固，小孩在上面爬時(shí)容易拉開，發(fā)生事故，因此專家也建議不要把飄窗設(shè)在兒童房。

3、根據(jù)需求做設(shè)計(jì)

飄窗設(shè)計(jì)，首先要根據(jù)飄窗的空間大小、采光及室外景觀等實(shí)際情況而定。飄窗的進(jìn)深一般是600mm以上，長(zhǎng)度會(huì)根據(jù)房屋采光和日照的強(qiáng)度來設(shè)計(jì)，約在1200mm以上。如果有窗臺(tái)，窗臺(tái)一般不會(huì)太高，如果是落地窗，落地窗的高度會(huì)在2200mm左右。一般的飄窗呈矩形或梯形，從室內(nèi)向室外凸起，三面都裝有玻璃，既增加了房屋的采光和通風(fēng)功能，又創(chuàng)造出寬敞的空間，開闊了視野。還有一種號(hào)稱270°景觀的圓弧形大飄窗，一般采用全落地設(shè)計(jì)，大多將飄窗正對(duì)園景或者江景，作為觀景場(chǎng)所，其在室內(nèi)設(shè)計(jì)中不用多做改動(dòng)，只搭配圓臺(tái)和一兩把椅子，作為一個(gè)休閑區(qū)就已足夠。

在住宅設(shè)計(jì)中，一般高層建筑不允許做外開平開窗，這是為了防止窗戶墜落傷人。一般是內(nèi)平開加內(nèi)倒窗，還可以在窗把手配上兒童鎖，兒童鎖鎖上后，窗開啟扇只能內(nèi)倒，不能平開，既能防止兒童從開啟的窗扇處墜落，又可以防止竊賊從窗外輕易爬入，因此兒童鎖值得推廣。

4、臺(tái)面選擇需謹(jǐn)慎

飄窗處一般光照充足，因此，臺(tái)面需要考慮耐曬，不然會(huì)導(dǎo)致變色、變形；由于冬天室內(nèi)外溫差很大，飄窗處可能會(huì)有冷凝水出現(xiàn)，要避免所用材質(zhì)因受潮而變形。臺(tái)面最好選擇大理石等石材或桑拿板，既防水防曬又好打理，避免出現(xiàn)以上問題。如果選擇大理石臺(tái)面，可在上面搭配一些靠墊和墊子，這樣在上面坐著、躺著都不會(huì)感覺太冰冷?？紤]到北方的灰塵較大，可以在臺(tái)面上放一塊可以拆洗的海綿墊，方便打理。

飄窗處的裝修設(shè)計(jì)還需與整體裝修風(fēng)格保持一致，如果室內(nèi)是田園風(fēng)格，且窗臺(tái)寬度較大，可以考慮用桑拿板或防水地板把窗臺(tái)到地面全部包上，這樣使窗臺(tái)、窗套和地面的整體風(fēng)格保持一致，然后在其上擺些顏色鮮艷的沙發(fā)靠墊，效果更好。

田園風(fēng)格也可以用綠植或花器來點(diǎn)綴，如果是新古典風(fēng)格，可在落地飄窗處擺一把休閑單椅，配幾個(gè)靠包和一塊毛皮地毯即可。

5、慎選不實(shí)用設(shè)計(jì)

有人把單人床擺在飄窗處，幻想設(shè)計(jì)成一個(gè)浪漫夢(mèng)幻的睡眠空間，一般把床放在這里也是作為休閑用，很少能真的把這里代替臥室使用。首先，把床放在飄窗處，會(huì)影響窗戶的開啟，導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)不暢；其次，由于太靠近窗戶，外來噪音比較大，難以得到很好的休息；最重要的是，在三面玻璃的空間中，私密性非常弱。如果確實(shí)要把這里設(shè)計(jì)成睡眠空間，則平時(shí)都需要拉嚴(yán)窗簾，而飄窗空間大多是利用外景來營(yíng)造氣氛，如果整日拉著窗簾，那就失去飄窗的實(shí)際意義了。

有人在飄窗上擱置電腦桌，但飄窗處一般光線很足，直接在其上擱置書桌、使用電腦并不適合。使用時(shí)一般會(huì)將窗簾拉上，但如此也就失去飄窗的特色了。

還有人將飄窗處設(shè)計(jì)成梳妝臺(tái)，由于飄窗處光線強(qiáng)，不大適合梳妝，而且很多化妝品不適宜暴曬，否則容易變質(zhì)。同時(shí)，如果長(zhǎng)期在飄窗處擱置木制的梳妝臺(tái)、書桌、椅子等，很容易使其被曬得變形、變色，業(yè)主應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

6、飄窗如何防止漏水

高層的外窗尤其是飄窗是最容易漏水的地方，現(xiàn)在南方一般外窗大都采用塑鋼窗或者彩鋁，安裝塑鋼窗有一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，就是在型材和墻體之間添加發(fā)泡劑（密封膠），這一層發(fā)泡劑就是用于防止雨水倒灌、滲漏的，如果在施工時(shí)沒有用彈性材料填滿型材與墻體之間的空隙，過一段時(shí)間涂于表面的發(fā)泡劑局部脫落，就會(huì)導(dǎo)致雨水滲漏。如果發(fā)現(xiàn)外窗型材和墻體接觸面有密封膠脫落的現(xiàn)象，一定要及時(shí)補(bǔ)上。

現(xiàn)在北方一般外窗大都采用斷橋鋁合金，外墻面做保溫。一般鋁合金窗廠家采用左圖的施工方法，用小副框固定在外墻保溫板上，然后再安裝鋁合金主框。此種方法在保溫板處存在漏水的隱患，而且由于鋼副框與主體結(jié)構(gòu)之間空隙較大，在保溫板處一旦漏水，也難以修復(fù)。而且還有一種弊病，是在鋼副框處易產(chǎn)生冷橋，在冬天鋼副框處容易產(chǎn)生冷凝水。

現(xiàn)在采用新型的施工方法，用比保溫層稍薄的較大鋼副框，鋼副框固定在主體結(jié)構(gòu)上，鋼副框與主體結(jié)構(gòu)之間只有1厘米縫隙，密封膠封堵后，可以防止漏水，而且鋼副框外為保溫材料，又避免了冷橋。

7、飄窗護(hù)欄的新規(guī)范

2012年8月，住建部與國(guó)家質(zhì)檢總局聯(lián)合新版《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱新規(guī)范），對(duì)飄窗問題進(jìn)行了較為詳細(xì)的規(guī)定。

新規(guī)范中稱飄窗為凸窗。其中提到，窗外沒有陽(yáng)臺(tái)或平臺(tái)的外窗，窗臺(tái)距離樓面、地面的凈高低于0.90米，應(yīng)設(shè)置防護(hù)設(shè)施。在這條規(guī)定后，又提到，當(dāng)設(shè)置凸窗時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）窗臺(tái)高度低于或等于0.45米時(shí)，防護(hù)高度從窗臺(tái)臺(tái)面起算不應(yīng)低于0.90米。

2）可開啟窗扇窗洞口底距窗臺(tái)臺(tái)面的凈高低于0.90米時(shí)，窗洞口處應(yīng)有防護(hù)措施，其防護(hù)高度從窗臺(tái)臺(tái)面起算不應(yīng)低于0.90米。

不過，這只是新規(guī)范中的新規(guī)定，在此之前執(zhí)行的是舊版《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》，其中沒有如此詳細(xì)的規(guī)定，但也要求外窗窗臺(tái)距離樓面、地面的凈高低于0.90米時(shí)，應(yīng)有防護(hù)設(shè)施。

8、隱形防護(hù)網(wǎng)

現(xiàn)在一些工程或個(gè)人裝修為了美觀，在飄窗開啟扇不安裝普通護(hù)欄，而安裝隱形防護(hù)網(wǎng)。隱形防護(hù)網(wǎng)是在飄窗周邊安裝鋁合金槽，再將一根根鋼絲固定在槽內(nèi)，鋼絲直徑最細(xì)的不到2毫米。在選購(gòu)隱形防護(hù)網(wǎng)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）鋼絲的結(jié)實(shí)程度無法用肉眼鑒定，選購(gòu)時(shí)要選擇信譽(yù)好的商家。

2）隱形防護(hù)網(wǎng)的安裝很重要，要選擇有資質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)的人員安裝，確保牢固。

3）鋼絲不是越粗越好，材料品質(zhì)和拉力才是選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。

4）經(jīng)常檢查防護(hù)網(wǎng)是否有松動(dòng)現(xiàn)象，及時(shí)做好安全維護(hù)。

5）要經(jīng)常檢查隱形防護(hù)網(wǎng)鋁合金框與飄窗框的連接，確保牢固。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：鋼框架震害節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)襯板

1．前言

1994年1月17日發(fā)生在美國(guó)加州圣費(fèi)南多谷地的北嶺地震（NorthridgeEarthquake）和正好一年后1995年1月17日發(fā)生在日本兵庫(kù)縣南部地區(qū)的阪神地震(Hyogoken-NanbuEarthquake)是兩次陸域型強(qiáng)震，都導(dǎo)致了焊接鋼框架梁-柱附性連接節(jié)點(diǎn)的廣泛破壞。震后兩國(guó)進(jìn)行了大量的調(diào)查和研究，揭示了破壞的原因，在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)鋼框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的技術(shù)措施。兩國(guó)在此期間都發(fā)表了不少論文，所作的討論開拓了人們的眼界，提供了對(duì)鋼框架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的更多了解，對(duì)今后鋼框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有深遠(yuǎn)的影響。我們受中國(guó)建筑科學(xué)研究院抗震所委托，對(duì)有關(guān)資料進(jìn)行了搜集、整理和歸納，現(xiàn)將其主要內(nèi)容在此作一介紹。

2．美日兩國(guó)鋼框架節(jié)點(diǎn)的破壞情況

兩國(guó)鋼框架破壞情況的報(bào)導(dǎo)，主要集中在梁柱混合連接節(jié)點(diǎn)上，因此本文也以梁柱混合連接為主要對(duì)象?；旌线B接是一種現(xiàn)場(chǎng)連接，其中梁翼緣與柱用全熔透坡口對(duì)接焊縫連接，梁腹板通過連接板與柱用高強(qiáng)度螺栓連接。美國(guó)慣常采用焊接工字形柱，日本則廣泛采用箱形柱，僅在一個(gè)方向組成剛架時(shí)采用工字形柱。在梁翼緣連接處，工字形柱腹板上要設(shè)置加勁肋(美國(guó)稱為連續(xù)板)，在箱形柱中則要設(shè)置隔板。

美、日兩國(guó)梁杠混合連接節(jié)點(diǎn)的典型構(gòu)造。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)上，兩國(guó)都采用彎矩由翼緣連接承受和剪力由腹板連接承受的設(shè)計(jì)方法，美國(guó)還規(guī)定，當(dāng)梁翼緣承受的彎矩小于截面總彎矩的70％或梁腹板承受的彎矩大于截面總彎矩的30％時(shí)，要將梁腹板與連接板的角部用角焊縫焊接。日本則規(guī)定腹板螺栓連接應(yīng)按保有耐力即框架達(dá)到塑性階段時(shí)的承載力設(shè)計(jì)，螺栓應(yīng)設(shè)置2-3列，也是為了考慮腹板可能承受的的彎矩。梁翼緣處的柱加勁肋，美國(guó)過去根據(jù)傳力的需要由計(jì)算確定，其截面較小。日本根據(jù)構(gòu)造要求采用，其截面較大。

2.1美國(guó)北嶺地震后對(duì)剛框架節(jié)點(diǎn)破壞的調(diào)查

從70年代以來，美國(guó)采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接鋼框架已很普遍，北嶺地震后出現(xiàn)破壞的有100多幢[3](有的報(bào)導(dǎo)說90多幢[7]、150多幢[1]或200多幢[5])。為了弄清破壞的原因，北嶺地震后不久，在美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理局(FEMA)資肋下，有加州結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)(SEAOC)、應(yīng)用技術(shù)研究會(huì)(ATC)和加州一些大學(xué)的地震工程研究單位(CU)等組成了被稱為SAC和聯(lián)合動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)此開展了深入調(diào)查和研究，以便弄清破壞原因和提出改進(jìn)措施。

美國(guó)的鋼框架梁-柱連接，在50年代多采用鉚釘連接，60年代逐步改用高強(qiáng)度螺栓連接。為了評(píng)估栓焊混合連接的有效性，曾進(jìn)行過一系列試驗(yàn)，這種由翼緣焊縫抗彎和腹板螺栓連接抗剪的節(jié)點(diǎn)，美國(guó)以前規(guī)定其塑性轉(zhuǎn)角應(yīng)達(dá)到O．015rad(≈1／65)，但大量試驗(yàn)表明，塑性轉(zhuǎn)角的試驗(yàn)結(jié)果很離散，且出現(xiàn)了早期破壞，總的說來性能很不穩(wěn)定。北嶺地震前，德州大學(xué)教授Engelhardt就曾對(duì)這種連接在大震時(shí)的性能產(chǎn)生疑問，指出在大震時(shí)要密切注意，對(duì)它的的設(shè)計(jì)方法和連接構(gòu)造要進(jìn)行改進(jìn)[7]。

北嶺地震證實(shí)了這一疑慮，為此SAC通過柏克萊加州大學(xué)地震工程研究中心(EERC)等4個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)地，進(jìn)行了以了解震前節(jié)點(diǎn)的變形響應(yīng)和修復(fù)性能為目的的足尺試驗(yàn)和改進(jìn)后的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)。對(duì)北嶺地震前通常做法的節(jié)點(diǎn)及破壞后重新修復(fù)節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)表明全部試驗(yàn)都觀察到了與現(xiàn)場(chǎng)裂縫類似的早期裂縫，試驗(yàn)的特性曲線亦與以前的試驗(yàn)結(jié)果相同，梁的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力平均為0.05弧度，是SAC經(jīng)過研究后確定的目標(biāo)值0．03弧度的1／6，說明北嶺地震前鋼框架節(jié)點(diǎn)連接性能很差，這與地震中的連接破壞是吻合的。而且破壞前沒有看到或很少看到有延性表現(xiàn)，與設(shè)想能發(fā)展很大延性e6鋼框架設(shè)計(jì)意圖是違背的。焊接鋼框架節(jié)點(diǎn)的破壞，主要發(fā)生在梁的下翼緣，而且一般是由焊縫根部萌生的脆性破壞裂紋引起的。裂紋擴(kuò)展的途徑是多樣的，由焊根進(jìn)入母材或熱影響區(qū)。一旦翼緣壞了，由螺栓或焊縫連接的剪力連接板往往被拉開，沿連接線由下向上擴(kuò)展。最具潛在危險(xiǎn)的是由焊縫根部通過柱翼緣和腹板擴(kuò)展的斷裂裂縫。

從破壞的程度看，可見裂縫約占20-30％，大量的是用超聲波探傷等方法才能發(fā)現(xiàn)的不可見裂紋。裂紋在上翼緣和下翼緣之間出現(xiàn)的比例為1：5-1：20，在焊縫和母材上出現(xiàn)的比例約為1：10到1：100。一般認(rèn)為，混凝土樓板的組合作用減小了上翼緣的破壞，也有人認(rèn)為上翼緣焊縫根部不象下翼緣那樣位于梁的最外側(cè)，因此焊根中引起的應(yīng)力較低，減少了上翼緣破壞的概率[1]。

美國(guó)斯坦福大學(xué)Krawinkler教授對(duì)北嶺地震中幾種主要連接破壞形式作了歸納，由下翼緣焊縫根部開始出現(xiàn)的這樣或那樣的破壞，最多的是沿焊縫金屬的邊緣破壞，另有沿柱翼緣表面附近裂開的剝離破壞，也有沿腹板板切角端部開始的梁翼緣斷裂破壞，或從柱翼緣穿透柱腹板的斷裂破壞。

北嶺地震雖然沒有使鋼框架房屋倒塌，也沒有因鋼框架節(jié)點(diǎn)破壞引起人身傷亡，但使業(yè)主和保險(xiǎn)公司支付了大量的修復(fù)費(fèi)用。僅就檢查費(fèi)用而言，不需挪動(dòng)石棉時(shí)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)800-1000美元，需挪動(dòng)石棉時(shí)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)1000-2000美元，對(duì)于有石膏抹灰和吊頂?shù)母呒?jí)住宅，每個(gè)節(jié)點(diǎn)達(dá)2000-5000美元，修復(fù)費(fèi)用更高211。更重要的當(dāng)然是對(duì)過去長(zhǎng)期沿用的節(jié)點(diǎn)在抗震中的安全問題提出了疑問，必須認(rèn)真研究和解決。

2．2日本販神地震后對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)破壞的調(diào)查

阪神地震后，日本建設(shè)省建筑研究所成立了地震對(duì)策本部，組織了各方面人士多次參加的建筑應(yīng)急危險(xiǎn)度和震害的調(diào)查，民間有關(guān)團(tuán)體也開展了各類領(lǐng)域的震害調(diào)查，但因鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于其它結(jié)構(gòu)的震害較少，除新發(fā)現(xiàn)了鋼柱脆斷或柱腳拔起外，鋼框架節(jié)點(diǎn)的破壞主要表現(xiàn)在扇形切角(scallop)工藝孔部位，但因結(jié)構(gòu)體被內(nèi)外裝修所隱蔽，一般業(yè)主、設(shè)計(jì)或施工人員對(duì)此震害調(diào)查不太積極，對(duì)鋼框架系統(tǒng)震害的調(diào)查遇到一定困難。僅管如此，日本學(xué)者還是就腹板切角工藝孔方面的問題進(jìn)行了探索，如日本建筑學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)連接委員會(huì)和鋼材俱樂部等單位，專就工藝孔破壞狀態(tài)等問題作了系統(tǒng)深入的研究。

日本對(duì)于混合連接的研究，早在1978年以后的石油危機(jī)中，就曾利用建筑處于低潮機(jī)會(huì)結(jié)合自屏蔽電弧焊的出現(xiàn)和應(yīng)用，系統(tǒng)地開展過。進(jìn)入90年代后，隨著高層、超高層和大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的增多，梁柱截面增大，若采用過去的梁懸臂段形式，由于運(yùn)輸尺寸上的限制，懸臂長(zhǎng)度大致不能超過1m；另一方面，由于梁翼緣板厚增大，拼接螺栓增多，結(jié)果梁端至最近螺栓的距離只有500mm左右，截面受到很大削弱，對(duì)保證梁端塑性變形很不利。這樣，在大型鋼結(jié)構(gòu)工程中，現(xiàn)在較多采用梁與柱的混合連接。圖1是采用箱形柱時(shí)的混合連接示意圖梁翼緣與箱形柱隔板直接焊接[7]。

日本在美國(guó)北嶺地震前不久，曾對(duì)此種連接進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，梁端翼緣焊縫處的破壞幾乎都是在梁下翼緣從扇形切角工藝孔端開始的，沒有看到象在美國(guó)試驗(yàn)中和地震中出現(xiàn)的沿焊縫金屬及其邊緣破壞的情況，通過試驗(yàn)和版神地震觀察到的梁端工藝孔處的裂縫發(fā)展情況。

日本鋼材俱樂部研究了扇形切角工藝孔帶襯板及底部有焊縫的兩種節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)。

美、日兩國(guó)鋼框架在地震中的梁柱節(jié)點(diǎn)破壞形式是有區(qū)別的，北嶺地震中的裂縫多向柱段范圍擴(kuò)展，而阪神地震中的裂縫則多向梁段范圍發(fā)展。對(duì)兩國(guó)節(jié)點(diǎn)破壞情況的這種差異與其與構(gòu)造差異的關(guān)系，還有待進(jìn)一步探討。

3．節(jié)點(diǎn)破壞原因與分析

北嶺地震后，美日兩國(guó)學(xué)者就節(jié)點(diǎn)破壞原因，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析、有限元分析、斷裂力學(xué)分析等，還作了很多補(bǔ)充試驗(yàn)，結(jié)合震前研究，對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞原因提出了一些看法。首先認(rèn)為節(jié)點(diǎn)破壞與加勁板、補(bǔ)強(qiáng)板腹板附加焊縫等的變動(dòng)，并沒有什么直接關(guān)系，也并不是僅由設(shè)計(jì)或施工不良所能說明的，而是應(yīng)從節(jié)點(diǎn)本身存在根本性缺陷方面去找原因。有以下幾方面因素，被認(rèn)為是決定和和影響節(jié)點(diǎn)性能而導(dǎo)致了破壞。

3．1焊縫金屬?zèng)_擊韌性低[3]

美國(guó)北嶺地震前，焊縫多采用E70T-4或E70T-7自屏蔽藥芯焊條施焊，這種焊條提供的最小抗拉強(qiáng)度480MPa，恰帕沖擊韌性無規(guī)定，試驗(yàn)室試件和從實(shí)際破壞的結(jié)構(gòu)中取出的連接試件在室溫下的試驗(yàn)表明，其沖擊韌性往往只有10-15J，這樣低的沖擊韌性使得連接很易產(chǎn)生脆性破壞，成為引發(fā)節(jié)點(diǎn)破壞的重要因素。在北嶺地震后不久所作的大型驗(yàn)證性試驗(yàn)，對(duì)焊縫進(jìn)行十分仔細(xì)的操作，做到了確保焊接質(zhì)量，排除了焊接操作產(chǎn)生的影響。焊縫采用E70T-4型低韌性焊條，盡管焊接操作的質(zhì)量很高，連接還是出現(xiàn)了早期破壞，從而證明了焊接縫金屬?zèng)_擊韌性低,是焊接破壞的因素之一。

3．2焊縫存在的缺陷[3]

對(duì)破壞的連接所作調(diào)查表明，焊接質(zhì)量往往很差，很多缺陷可以看出明顯違背了規(guī)范規(guī)定的焊接質(zhì)量要求，不但焊接操作有問題，焊縫檢查也有問題。很多缺陷說明，裂縫萌生在下翼緣焊縫中腹板的焊條通過孔附近，該處的下翼緣焊縫是中斷的，使缺陷更為明顯。該部位進(jìn)行超聲波檢查也比較困難，因?yàn)榱焊拱宸恋K探頭的設(shè)置。因此，主要的連接焊縫中由于施焊困難和探傷困難出現(xiàn)了質(zhì)量極差的部位。上冀緣焊縫的施焊和探傷不存在梁腹板妨礙的問題，因此可以認(rèn)為是上翼緣焊縫破壞較少的原因之一。

3．3坡口焊縫處的襯板和引弧板造成人工縫[4]

實(shí)際工程中，往往焊接后將焊接襯板留在原處，這種做法已經(jīng)表明，對(duì)連接的破壞具有重要影響。在加州大學(xué)進(jìn)行的試驗(yàn)表明，襯板與柱翼緣之間形成一條未熔化的垂直界面，相當(dāng)于一條人工縫，在梁翼緣的拉力作用下會(huì)使該裂縫擴(kuò)大，引起脆性破壞。其它人員的研究也得出相同結(jié)果。

1995年加州大學(xué)Popov等所作的試驗(yàn)，再現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的脆性破壞，破裂的速度很高，事前并無延性表現(xiàn)，因此破壞是災(zāi)難性的。研究指出,受拉時(shí)切口部位應(yīng)力最大，破壞是三軸應(yīng)力引起的，表現(xiàn)為脆性破壞，外觀無屈服。他們還通過有限元模擬計(jì)算，得出最大應(yīng)力集中系數(shù)出現(xiàn)在梁緣焊接襯板連接處中部，破壞時(shí)裂縫將從應(yīng)力集中系數(shù)最大的地方開始,此一結(jié)論已為試驗(yàn)所證實(shí)。研究表明：大多數(shù)節(jié)點(diǎn)破壞都起源于下部襯板處。引弧板同樣也會(huì)引發(fā)裂縫。

3.4梁翼緣坡口焊縫出現(xiàn)的超應(yīng)力[3]

北嶺地震后對(duì)震前節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的分析表明，當(dāng)梁發(fā)展到塑性彎矩時(shí),梁下翼緣坡口焊縫處會(huì)出現(xiàn)超高應(yīng)力。超應(yīng)力的出現(xiàn)因素有：當(dāng)螺栓連接的腹板不足以參加彎矩傳遞時(shí)，柱翼緣受彎導(dǎo)致梁翼緣中段存在著較大的集中應(yīng)力；在供焊條通過的焊接工藝孔處，存著附加集中應(yīng)力；據(jù)觀察，有一大部分剪力實(shí)際是由翼緣焊縫傳遞，而不是象通常設(shè)計(jì)假設(shè)的那樣由腹板的連接傳遞。梁翼緣坡口焊縫的應(yīng)力很高，很可能對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞起了不利影響。Popov[4]采用8節(jié)點(diǎn)塊體單元有限元模擬分析發(fā)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布的最高應(yīng)力點(diǎn)，是在梁的翼緣焊縫處和節(jié)點(diǎn)板域，節(jié)點(diǎn)板域的屈服從中心開始，然后向四周擴(kuò)散。嶺前進(jìn)行的大量試驗(yàn)表明,當(dāng)焊縫不出現(xiàn)裂紋時(shí)，節(jié)點(diǎn)受力情況也常常不能滿足坡口焊縫近處梁翼緣母材不出現(xiàn)超應(yīng)力的要求。日本利用震前帶有工藝孔的節(jié)點(diǎn)，在試驗(yàn)荷載下由應(yīng)變儀測(cè)得的工藝孔端點(diǎn)翼緣內(nèi)外的應(yīng)變分布，應(yīng)變集中傾向出現(xiàn)在翼緣外側(cè)端部，內(nèi)側(cè)則在工藝孔端部，最大應(yīng)變發(fā)生在工藝孔端點(diǎn)位置上.應(yīng)變集中的原因,不僅大于工藝孔造成的不連續(xù)性，還在于工藝孔部分梁腹板負(fù)擔(dān)的一部分剪力由翼緣去承擔(dān)了，使翼緣和柱隔板上產(chǎn)生了二階彎曲應(yīng)力。這些試驗(yàn)與分析均指出，今后對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的改進(jìn)，不僅應(yīng)改善焊縫，而且還應(yīng)降低梁翼緣坡口焊縫處的應(yīng)力水平。

3．5其它因素[3]

有很多其它因素也被認(rèn)為對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞產(chǎn)生潛在影響，包括：梁的屈服應(yīng)力比規(guī)定的最小值高出很多；柱翼緣板在厚度方向的抗拉強(qiáng)度和延性不確定；柱節(jié)點(diǎn)域過大的剪切屈服和變形產(chǎn)生不利影響；組合樓板產(chǎn)生負(fù)面影響。這些影響因素可能還需要一定時(shí)間進(jìn)行爭(zhēng)論,才能弄清楚。

4．改進(jìn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的途徑

4．1將塑性鉸的位置外移[2][3][4]

在北嶺地震之前，美國(guó)UBC和NEHRP兩本法規(guī)對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的規(guī)定，都是根據(jù)在柱面產(chǎn)生塑性鉸的假定提出的。由于在北嶺地震中發(fā)現(xiàn)梁在柱面并沒有產(chǎn)生塑性變性，卻出現(xiàn)了裂縫。切口處的破壞是由三軸應(yīng)力引起的，從而導(dǎo)致了脆性破壞。過去采用的焊接鋼框架節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，不能提供可靠的非彈性變形。試驗(yàn)表明，其節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能力不超過O．005rad，大大小于SAC建議的最小塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力0．03rad。另一方面，從受力情況看，塑性鉸出現(xiàn)在柱面附近的梁上，還可能在柱翼緣的材料中引起很大的厚度方向應(yīng)變，并對(duì)焊縫金屬及其周圍的熱影響區(qū)提出較高的塑性變形要求，這些情況也可能導(dǎo)致脆性破壞。因此，為了取得可靠的性能，最好還是將梁柱連接在構(gòu)造上使塑性鉸外移。將塑性位置從柱面外移有兩種方法，一種是將節(jié)點(diǎn)部位局部加強(qiáng)，一種是在離開柱面一定距離處將梁截面局部削弱。鋼梁中的塑性鉸典型長(zhǎng)度約為梁高的一半，當(dāng)對(duì)節(jié)點(diǎn)局部加強(qiáng)時(shí)，可取塑性鉸位置為距加強(qiáng)部分的邊緣處梁高的1／3。節(jié)點(diǎn)局部加強(qiáng)固然也可使塑性鉸外移，但應(yīng)十分注意不要因此出現(xiàn)弱柱，有背強(qiáng)柱弱梁的原則。

也有一部分專業(yè)技術(shù)人員認(rèn)為，在構(gòu)造上采取某些措施仍可使塑性鉸出現(xiàn)在柱面附近，這些措施包括限制構(gòu)件的截面，控制梁柱鋼材的有關(guān)強(qiáng)度，使母材和焊縫金屬有足夠的沖擊韌性，在節(jié)點(diǎn)構(gòu)件上消除缺口效應(yīng)等。但是由于沒有足夠的研究來肯定這些建議，使得這種建議在美國(guó)遲遲未能落實(shí)。而將塑性鉸自柱面外移的建議，試驗(yàn)已表明是可行的和行之有效的。目前，美國(guó)對(duì)節(jié)點(diǎn)局部加強(qiáng)及梁截面減弱，都已提出了若干構(gòu)造方案。實(shí)際上，將梁截面減弱使塑性鉸外移的方法，早在北嶺地震以前即有學(xué)者提出過，北嶺地震后又作了研究，在技術(shù)上己較成熟[4]，從近期在美國(guó)鹽湖城建造的25層辦公樓中采用的犬骨式(dog-bone)連接，就可以看到它的構(gòu)造細(xì)節(jié)。目前，美國(guó)雖未提出今后在抗震框架中推薦采用何種節(jié)點(diǎn)形式，但從實(shí)際情況看，上述犬骨式連接已成為主導(dǎo)形式[3]。因它制作方便、省工，由美國(guó)公司設(shè)計(jì)的我國(guó)天津國(guó)貿(mào)大廈鋼框架中也已采用了這種節(jié)點(diǎn)形式。

日本阪神地震后，沒有象美國(guó)采用將塑性鉸外移的方案。日本1996年發(fā)表的《鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)指針》和1997年發(fā)表的《鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)指針》JASS6等，僅提出了鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造改進(jìn)形式，對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造特別是扇形切角工藝孔作了不少規(guī)定，目的也是消除可能出現(xiàn)的裂縫，保證結(jié)構(gòu)的非彈性變形。也就是說，日本與美國(guó)分別采用了不同的避免脆性破壞的途徑。

4.2梁冀緣焊縫襯板缺口效應(yīng)的處理[11][6]

在北嶺地震前，美國(guó)鋼框架節(jié)點(diǎn)施工中，通常將襯板和引弧板焊接后留在原處，這種做法，如前所述存在缺口效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致開裂，現(xiàn)在則在焊后將下翼緣的襯板和引弧板割除，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行檢查[11]。正如前面曾指出的，在下翼緣的焊縫中部由于焊條通過切角困難，焊接和探傷操作都要被迫中斷，通常存在缺陷，割除襯板后可以目視觀察，從而減少在此部位不易查看到的裂紋。襯板和引弧板可用氣刨割除后再清根補(bǔ)焊，但費(fèi)用較高，操作不慎還可能傷及母材。研究表明，襯板也可不去除，而將襯板底面邊緣與柱焊接，缺點(diǎn)是無法象去除襯板后能對(duì)焊縫進(jìn)行仔細(xì)檢查。

由于上翼緣焊縫處襯板的缺口效應(yīng)不嚴(yán)重，而且它對(duì)焊接和超探也沒有妨礙，出于費(fèi)用考慮，割除上翼緣襯板可能不合算，如果將上翼緣襯板邊緣用焊縫封閉，試驗(yàn)表明并無利影響，因此美國(guó)現(xiàn)時(shí)做法是上翼緣襯板仍然保留并用焊縫封口。

坡口焊縫的引弧板，在上下翼緣處通常都切除，因?yàn)橐『蜏缁√幫ǔ６加泻芏嗳庇脷馇星谐筮€需打磨，才能消除潛在的裂縫源。

在消除襯板的缺口效應(yīng)方面，日本是非常重視的。在阪神地震后發(fā)表的技術(shù)規(guī)定中,對(duì)采用H型鋼梁、組合梁，以及采用組合梁時(shí)梁預(yù)先焊接或與襯板同時(shí)裝配，不論是否切角，均采用襯板，對(duì)其構(gòu)造包括引弧板，分別作了詳細(xì)規(guī)定。

4．3扇形切角構(gòu)造的改進(jìn)[8][9]

在日本阪神大地震中，由于扇形切角工藝孔的端部起點(diǎn)存在產(chǎn)生裂縫的危險(xiǎn)，是否設(shè)置形切角以及如何設(shè)置，已成為關(guān)系到抗震安全的一項(xiàng)重要問題。日本震后發(fā)表的技術(shù)規(guī)范中，對(duì)扇形切角的設(shè)置也提出一系列規(guī)定，包括不開扇形切角和開扇形切角兩大類，并規(guī)定扇形切角可采用不同形狀；對(duì)于柱貫通形和梁貫通形節(jié)點(diǎn)分別規(guī)定了不同的構(gòu)造形式。柱貫通型節(jié)點(diǎn)的扇形切角形式有兩種，其特點(diǎn)是將扇形切角端部與梁翼緣連接處圓弧半徑減小，以便減少應(yīng)力集中。日本早就研究不設(shè)扇形切角以提高梁變形能力的方案，在最近公布的技術(shù)規(guī)定中，根據(jù)目前的焊接技術(shù)水平已將此種方案付諸實(shí)施[8][9]。

4．4選用有較高沖擊韌性的焊縫[2][6]

如前所述，焊縫沖擊韌性不足會(huì)引起節(jié)點(diǎn)破壞。那么焊縫究竟要有多大的沖擊韌性才能防止裂紋出現(xiàn)呢?美國(guó)提出，焊縫的恰帕沖擊韌性(CVN)最小值取-29℃時(shí)27J(相當(dāng)于-200F時(shí)20ft-1bs)是合適的，可以發(fā)展成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。在最近美國(guó)的實(shí)際工程中，采用E71T-8型和E70TG-K2型焊條的普通手工焊電弧焊已表明焊縫最小沖擊韌性可滿足上述要求，而采用E7018型藥芯焊條的''''貼緊焊''''焊縫沖擊韌性值更高，但都必須按AWS規(guī)定的焊接和探傷方法操作。

4．5將梁腹板與柱焊接[3]

美國(guó)SAC在采用犬骨式連接時(shí)建議：將以往的腹板栓接改為焊接，用全熔透坡口焊縫將梁腹板直接焊在柱上或通過較厚連接板焊接。在北嶺地震前，就已有很多研究指出腹板焊接比栓接性能好，它能更好地傳力，從而減小梁冀緣和翼緣坡口焊縫的應(yīng)力。日本在阪神地震前的研究也已指出，梁端腹板用高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，與焊接相比抗彎能力變小，塑性變形能力有明顯差異，但在日本新規(guī)定中尚未看到與美國(guó)提出的相類似的要求。

5.美、日節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的比較、根據(jù)美、日鋼框架梁-柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及震后的改進(jìn)情況，可以看到下列差異：

1)美國(guó)認(rèn)為梁端不能產(chǎn)生塑性變形，采取了將塑性鉸外移的基本對(duì)策，提出將節(jié)點(diǎn)局部加強(qiáng)或?qū)⒘壕植肯魅醯姆椒?，雖然目前尚無定論，但從實(shí)際發(fā)展情況看，因削弱梁截面的方法省工、效果好，已在某些工程中采用。但日本卻沒有采用將塑性鉸外移的方法，而是采取在原構(gòu)造的基礎(chǔ)上消除裂縫的病灶的方法。

2)兩國(guó)都注意到了梁翼緣坡口焊縫的焊接襯板邊緣存在的缺口效應(yīng)所帶來的嚴(yán)重后果，在北嶺地震和阪神地震后都采取了相應(yīng)對(duì)策。美國(guó)SAC建議，下翼緣焊縫的襯板宜割除，然后清根補(bǔ)焊；考慮上翼緣焊縫缺陷一般較少，受力條件較有利以及費(fèi)用等原因，可對(duì)襯邊緣用焊縫封閉。而日本則對(duì)H型鋼梁和焊接組合梁(包括梁先焊好和梁與襯板同時(shí)裝配兩種情況)以及節(jié)點(diǎn)為柱貫通型或梁貫通型時(shí)襯板的設(shè)置，作了詳細(xì)規(guī)定。

3)美國(guó)在梁腹板端部襯板通過處采用矩形切角(端部呈半圓形)，而不象日本采用圓弧形切角，由于腹板受彎矩較大時(shí)將連接板與腹板焊接，從有關(guān)震害情況報(bào)導(dǎo)看，沒有發(fā)現(xiàn)這種形式的切角引發(fā)多少裂縫。日本為消除梁端扇形切角端部的應(yīng)力集中，作出一系列規(guī)定，包括不作扇形切角、梁腹板用直線切剖不設(shè)扇形切角的方法以及允許采用不同形式的切角等，如在與梁翼緣連接處將曲率半徑變小和采用類似美國(guó)采用的切角形式。

4)美日兩國(guó)都規(guī)定，節(jié)點(diǎn)按翼緣連接受彎矩和腹板連接受剪力的要求設(shè)計(jì)。美國(guó)附加規(guī)定了當(dāng)梁翼緣的受彎承載力小于截面受彎承載力的70％或梁腹板受彎承載力大于截面受彎承載力的30％時(shí)，在柱連接板角部應(yīng)將梁腹板與連接板焊接。日本過去在梁端混合連接中，采用彎矩由翼緣連接承受，剪力由腹板連接承受的設(shè)計(jì)方法，螺栓一般配置一列。在94年的文獻(xiàn)[5]中指出，"現(xiàn)在該處的連接必需滿足保有耐力連接的條件，考慮腹板高強(qiáng)螺栓連接也要部分地承受彎矩，要求布置2列到3列，與以前的連接相比，抗彎承載力儲(chǔ)備提高了，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的一個(gè)特點(diǎn)。"這些都是北嶺和阪神地震前的情況，震后基本上沒有改變。只是北嶺地震后，美國(guó)建議將梁腹板直接與柱焊接或與連接板焊接，以便減小梁翼緣焊縫處的焊縫應(yīng)力，日本則尚無此規(guī)定。

5)與梁翼緣對(duì)應(yīng)位置的柱加勁肋(美國(guó)叫做連續(xù)板)，日本一貫規(guī)定應(yīng)比對(duì)應(yīng)的梁翼緣厚度大一級(jí)，認(rèn)為這是關(guān)鍵部位，為此多用一點(diǎn)材料是很值得的。美國(guó)過去根據(jù)傳遞梁翼緣壓力的需要確定，考慮一部分內(nèi)力由柱腹板直接傳遞，加勁肋厚度顯著小于梁翼緣厚度。而且曾有一些設(shè)計(jì)規(guī)定，例如可取厚度等于梁翼緣厚度的一半。有的文獻(xiàn)認(rèn)為，太厚了可能產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力，最好用試驗(yàn)確定。北嶺地震中，有些加勁肋屈曲了，有的學(xué)者己提出改為與梁翼緣等厚的建議。

6)美國(guó)強(qiáng)調(diào)焊縫沖擊韌性的重要性，規(guī)定了節(jié)點(diǎn)翼緣焊縫的沖擊韌性指標(biāo)，嚴(yán)格焊接工藝的探傷要求。日本一貫重視焊接質(zhì)量，還沒有看到在這方面有什么新的規(guī)定。

7)美國(guó)認(rèn)為，鋼材屈服點(diǎn)高出標(biāo)準(zhǔn)值較多是鋼框架震害的重要原因之一，這也許在美國(guó)特別突出。美國(guó)鋼材屈服點(diǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值很多，過去就有報(bào)導(dǎo)，如低碳鋼A36的屈服強(qiáng)度可高達(dá)48ksi，抗拉強(qiáng)度可高達(dá)701Csi，它使連接實(shí)際要求的承載力大大提高，當(dāng)按設(shè)計(jì)不能滿足時(shí)，就要出現(xiàn)破壞。根據(jù)美國(guó)型鋼生產(chǎn)商研究會(huì)所作調(diào)查和建議，AISC于97年規(guī)定將框架連接計(jì)算中的強(qiáng)度增大系數(shù)由過去的1.2提高到1.5(對(duì)A36)和1.3(對(duì)A572)，其它鋼號(hào)仍保留1.2，強(qiáng)柱弱梁條件式中柱的抗彎承載力也作了相應(yīng)提高。

6．我國(guó)采取的對(duì)策

我國(guó)早期的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)基本上都是國(guó)外設(shè)計(jì)的，我國(guó)的設(shè)計(jì)施工規(guī)程是在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上制訂的。由于日本設(shè)計(jì)的我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑較多，我國(guó)的設(shè)計(jì)、制作和安裝人員對(duì)日本的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造方法比較熟悉，設(shè)計(jì)規(guī)定特別是節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，大部分是參照日本規(guī)定適當(dāng)考慮我國(guó)特點(diǎn)制訂的，部分規(guī)定吸收了美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)北嶺地震和日本阪神地震后所發(fā)表的報(bào)導(dǎo)，對(duì)我們有很大啟示，在我國(guó)抗震規(guī)范中對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)擬提出如下建議：

1)將梁截面局部削弱，可以確保塑性鉸外移，這種構(gòu)造具有優(yōu)越的抗震性能。根據(jù)美國(guó)報(bào)導(dǎo)，梁翼緣削弱后可將受彎承載力降至0．8Mp，因鋼材用量要增多，結(jié)合我國(guó)情況作為主要形式推廣將難以接受，可將此方案列入了條文說明，必要時(shí)可參考采用。

2)參考日本新規(guī)定，將混合連接上端扇形切角的上部圓弧半徑改為10-15mm，與半徑35mm的切角相接；同時(shí)，規(guī)定圓弧起點(diǎn)與襯板外側(cè)焊縫間保持10-15mm的間隔，以減小焊接熱影響區(qū)的相互影響。至于日本采用的不開切角以及直通式不設(shè)切角的構(gòu)造，因?yàn)槲覀儧]有經(jīng)驗(yàn)，不敢貿(mào)然采用，有持今后對(duì)其性能進(jìn)行驗(yàn)證后再作取舍。

3)在消除襯板的缺口效應(yīng)方面，考慮割除襯板弄得不好會(huì)傷及母材，且費(fèi)用較高，故采用角焊縫封閉襯板邊緣的方法。上翼緣襯板影響較小，暫不作處理。下翼緣襯板邊緣建議用6mm角焊縫沿下翼緣全寬封閉。因仰焊施工不便，角焊縫最多只能做到6mm；為了更好地消除缺口效應(yīng)，應(yīng)要求焊沿翼緣全寬滿焊。

4)在翼緣焊接腹板栓接的混合連接中，按照彎矩僅由翼緣連接承受和剪力僅由腹板連接承受的原則設(shè)計(jì)時(shí)，在某些情況下是不安全的，因?yàn)楫?dāng)腹板的截面模量較大時(shí)，腹板要承受一部分彎矩?？拐鹨?guī)范修訂草案除規(guī)定腹板螺栓連接應(yīng)能承受梁端屈服時(shí)的剪力外，還規(guī)定當(dāng)梁翼緣截面模量小于梁截面模量70％時(shí)，腹板螺栓不得少于2列，每列的螺栓數(shù)不得少于采用一列時(shí)的數(shù)量。

5)我國(guó)在梁翼緣對(duì)應(yīng)位置設(shè)置的柱加勁肋，從一開始就注意到了日本的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定了與梁翼緣等厚，北嶺地震表明這樣規(guī)定是適合的。

6)翼緣焊縫的沖擊韌性要滿足-30℃時(shí)27J的要求，這種試驗(yàn)我國(guó)過去沒有做過，對(duì)于我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制作單位是否可以做到，需待調(diào)查后再確定是否列入。

這時(shí)要附帶說明，美國(guó)SAC的有關(guān)規(guī)定是適用于美國(guó)3、4類地區(qū)，大體相當(dāng)于7度強(qiáng)、8、9度地區(qū)，我國(guó)6度地區(qū)可適當(dāng)放寬。

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篇6

目前國(guó)內(nèi)對(duì)鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能研究主要集中在簡(jiǎn)單框架的擬靜力試驗(yàn)和理論研究方面。有關(guān)試驗(yàn)研究在韓林海等(2009)[1]中有全面歸納。對(duì)鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究主要有：黃襄云等(2000)[2]、童菊仙等(2005)[3]、許成祥等(2006)[4]、Han等(2009)[5]等。理論分析方面，如劉晶波等(2008)[6]用SAP2000對(duì)組合梁-方鋼管混凝土柱框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非線性分析。王文達(dá)等(2008)[7]在考慮材料非線性和幾何非線性的基礎(chǔ)上基于非線性纖維梁-柱單元理論進(jìn)行了鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的數(shù)值模擬。王文達(dá)等(2008)[8]基于理論分析結(jié)果建議了單層鋼管混凝土框架的荷載-位移恢復(fù)力模型。Han等(2008)[9]采用ABAQUS軟件，建立了鋼管混凝土柱-鋼梁框架結(jié)構(gòu)的三維有限元分析模型，并進(jìn)行了該類框架工作機(jī)理的細(xì)致剖析(Wang等，2009[10])。王文達(dá)等(2009)[11]建立了鋼管混凝土框架的簡(jiǎn)化二階彈塑性分析方法。王文達(dá)等(2009)[12]基于非線性纖維梁柱單元理論對(duì)鋼管混凝土單層框架進(jìn)行了滯回性能數(shù)值分析。劉晶波等(2009)[13]對(duì)某15層的方鋼管混凝土柱-組合梁框架進(jìn)行了理論分析，討論了方鋼管混凝土柱截面含鋼率、樓板厚度和組合梁鋼梁高度變化對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律。我國(guó)的場(chǎng)地類別劃分與等效剪切波速和建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度有關(guān)，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)[14]對(duì)場(chǎng)地類別的劃分有了新規(guī)定，對(duì)原有的四類場(chǎng)地類別進(jìn)行了修改，不但將I類場(chǎng)地類別分成了I0和I1兩個(gè)亞類，而且還將等效剪切波速的范圍重新進(jìn)行了劃分，這種劃分是在盡量保持抗震規(guī)范延續(xù)性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮了覆蓋層厚度的影響，從而形成了以平均剪切波速和覆蓋層厚度作為評(píng)定指標(biāo)的雙參數(shù)分類方法，目的是為了在保障安全的條件下盡可能減少設(shè)防投資，在保持技術(shù)上合理的前提下適當(dāng)擴(kuò)大了II類場(chǎng)地的范圍。另外，由于我國(guó)規(guī)范中I類、II類場(chǎng)地的Tg值與國(guó)外抗震規(guī)范相比是偏小的，因此有意識(shí)地將I類場(chǎng)地的范圍劃得比較小。本文以美國(guó)地質(zhì)勘探局(USGS)對(duì)場(chǎng)地類別的分類方法，研究場(chǎng)地類別對(duì)鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響，選取了28條不同地震波進(jìn)行分析，分析結(jié)果也可對(duì)鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)時(shí)程分析時(shí)的地震動(dòng)選擇有一定參考.

1模型建立

1.1幾何模型的建立本文試設(shè)計(jì)了一10層鋼管混凝土組合框架結(jié)構(gòu)，層高均為3.3m，結(jié)構(gòu)高度為33m，結(jié)構(gòu)平面為矩形，長(zhǎng)度方向尺寸為30m，寬度方向尺寸為15.3m，如圖1所示(圖1中未標(biāo)注的梁為B-1)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：抗震設(shè)防烈度為8度，地震分組為第二組，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。采用Q235鋼材，C40混凝土。梁B-1截面尺寸為I488mm×300mm×11mm×18mm，梁B-2截面尺寸為I400mm×200mm×8mm×13mm，鋼管混凝土柱截面尺寸為B×t=500mm×16mm。采用OpenSees程序中的非線性纖維梁柱單元(NonlinearBeam-ColumnElement)來模擬框架結(jié)構(gòu)中的梁和柱，樓板用剛性隔板單元模擬。鋼梁、方鋼管混凝土柱截面纖維劃分如圖2(a)、圖2(b)所示。參考《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程CECS230：2008》[15]，在進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)模型阻尼比ξ暫取為0.05。1.2基本假定本文計(jì)算中采用了以下假定：1)鋼管與混凝土之間粘結(jié)良好，二者變形協(xié)調(diào)，無相對(duì)滑移；2)構(gòu)件變形滿足平截面假定；3)不考慮剪切變形的影響。1.3材料本構(gòu)模型王文達(dá)等(2009)[12]基于OpenSees平臺(tái)進(jìn)行了鋼管混凝土平面框架滯回曲線的數(shù)值計(jì)算，數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)曲線吻合良好。本文基于OpenSees平臺(tái)在進(jìn)行鋼管混凝土多層框架動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，采用類似的材料模型，即混凝土采用OpenSees軟件中提供的混凝土材料模型，其單軸應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系表達(dá)式采用Kent-Scott-Park混凝土模型，用考慮線性軟化的Concrete02模型模擬鋼管混凝土柱核心混凝土。需要輸入的參數(shù)為：受壓時(shí)的混凝土峰值強(qiáng)度σc0及應(yīng)變?chǔ)與0，破壞強(qiáng)度σcu及應(yīng)變?chǔ)與u，混凝土抗拉強(qiáng)度σt及關(guān)系曲線中線性下降段的斜率Ets。鋼管和鋼梁材料采用OpenSees平臺(tái)中的Steel02材料的雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型，強(qiáng)化段的模量取為0.01Es，Es為鋼材的彈性模量，加卸載剛度采用初始彈性模量Es，通過材料參數(shù)設(shè)置改變可考慮一定范圍內(nèi)材料的包辛格效應(yīng)。材料模型中的參數(shù)取值可參考王文達(dá)等(2009)[12]確定。1.4地震波選取為了研究場(chǎng)地類別對(duì)鋼管混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的影響，從PEER強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中選取了28條遠(yuǎn)場(chǎng)(距離大于10km)強(qiáng)震地震動(dòng)記錄，然后將其按照美國(guó)地質(zhì)勘探局(USGS)對(duì)場(chǎng)地類別的分類方法劃分成了A、B、C、D四組進(jìn)行計(jì)算(其中，A類場(chǎng)地剪切波速為大于750m/s，B類場(chǎng)地剪切波速為360m/s~750m/s，C類場(chǎng)地剪切波速為180m/s~360m/s，D類場(chǎng)地剪切波速為小于180m/s)。選取地震動(dòng)記錄按照以下條件選取：1)地震震級(jí)大于6.5級(jí)；2)PGA>0.2g，PGV>15m/s。

2計(jì)算結(jié)果與分析

分別以設(shè)防烈度為8度時(shí)的多遇地震作用下的峰值加速度0.07g和罕遇地震作用下的峰值加速度0.4g作為輸入地震動(dòng)的峰值進(jìn)行計(jì)算。圖3為多遇地震(PGA=0.07g)時(shí)，不同場(chǎng)地類別下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的平均值。圖3(a)為層間位移反應(yīng)最大時(shí)結(jié)構(gòu)各層層間位移反應(yīng)，由圖3(a)可見，當(dāng)場(chǎng)地類型從A變化到D時(shí)，結(jié)構(gòu)的層間位移反應(yīng)有所不同，反應(yīng)最明顯的發(fā)生在C類場(chǎng)地，依次為D類、B類和A類場(chǎng)地；圖3(b)為頂點(diǎn)位移最大時(shí)結(jié)構(gòu)各層的位移反應(yīng)，由圖3(b)可見，從場(chǎng)地類別A到場(chǎng)地類別D，最大頂點(diǎn)位移反應(yīng)發(fā)生在場(chǎng)地類別D類場(chǎng)地上，依次為C類、B類和A類場(chǎng)地.圖4是設(shè)防烈度為8度罕遇地震(PGA=0.4g)作用時(shí)，不同場(chǎng)地類別的地震動(dòng)作用下，10層鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)平均值。其中圖4(a)為層間位移反應(yīng)最大時(shí)結(jié)構(gòu)各層層間位移，從圖4(a)可見，從A類場(chǎng)地到D類場(chǎng)地，最大反應(yīng)發(fā)生在D類場(chǎng)地，依次為C類、A類和B類場(chǎng)地。圖4(b)為頂點(diǎn)位移最大時(shí)結(jié)構(gòu)各層的位移，可見，最大頂點(diǎn)位移反應(yīng)發(fā)生在D類場(chǎng)地上，依次為C類、A類和B類場(chǎng)地。通過計(jì)算還發(fā)現(xiàn)：多遇地震作用時(shí)，模型結(jié)構(gòu)的層間位移最大值絕大多數(shù)是發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第3層上，有少部分發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第2層、第4層和第5層上，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行取平均值時(shí)，層間最大位移發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第3層，最大值為7.3mm，層間位移角為1/452；罕遇地震作用時(shí)，模型結(jié)構(gòu)的層間位移最大值絕大多數(shù)發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第3層上，另外有少部分發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第4層上，并且位移反應(yīng)較為集中，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行取平均值時(shí)，層間最大位移發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第3層，數(shù)值為56.93mm，層間位移角為1/58。通過對(duì)多遇和罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)分析可見，不同地震動(dòng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)不同，層間位移最大值所在位置也不同，但總體上結(jié)構(gòu)的薄弱部位是可以預(yù)測(cè)的，例如對(duì)于本文模型，薄弱層可以初步判斷為結(jié)構(gòu)層第3層，這也許和本文模型本身的幾何特性等有關(guān)。為比較鋼管混凝土組合框架結(jié)構(gòu)Pushover分析中荷載分布模式的不同，通過將動(dòng)力時(shí)程分析所得的結(jié)果與Pushover分析中采用均布加載模式和倒三角加載模式所得的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，分析結(jié)果如圖5所示。采用對(duì)比方法及具體步驟如下：1)取出峰值加速度相同的每條地震動(dòng)下，結(jié)構(gòu)各層的層間位移絕對(duì)值最大值。2)將取得的最大值求和取平均，得到不同峰值加速度下結(jié)構(gòu)各層層間位移在不同地震動(dòng)下的平均值。3)將求得的平均值作為結(jié)構(gòu)的層間位移，然后將其看作是一種靜力加載模式(這里將其稱為等效靜力加載模式)下結(jié)構(gòu)的層間位移反應(yīng)值。4)將各層層間位移疊加，得到結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移最大值。5)以4)中得到的頂點(diǎn)位移值作為兩種不同靜力加載模式的控制位移，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加載，最后得到結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)。6)將等效加載模式得出的結(jié)果與均布加載模式和倒三角加載模式下Pushover分析結(jié)果對(duì)比。由圖5可見，采用倒三角加載模式與本文描述的等效加載模式分析結(jié)果接近，結(jié)構(gòu)的薄弱層同樣發(fā)生在結(jié)構(gòu)層第3層上；而均布加載模式則與等效加載模式相差較大，不僅薄弱層的層間位移較大，而且發(fā)生的位置也不一樣，發(fā)生在結(jié)構(gòu)層的第2層上。可見對(duì)于本文所選擇的規(guī)則框架結(jié)構(gòu)模型而言，倒三角加載模式下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)相對(duì)來說更接近動(dòng)力時(shí)程分析得到的地震反應(yīng)。對(duì)于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)，尚需進(jìn)行專門的分析對(duì)比。圖6是設(shè)防烈度為8度時(shí)的多遇地震和罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)各層層間位移和位移反應(yīng)平均值。可見，罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的變形相比多遇地震作用下更集中，主要在框架的下部樓層，并且相對(duì)于結(jié)構(gòu)上部樓層變形量大很多，說明罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的塑性變形。圖7為將罕遇地震作用下各地震動(dòng)計(jì)算得到的層間位移最大值u0.4與多遇地震作用下各地震動(dòng)計(jì)算得到的層間位移最大值u0.07的比值(μ=u0.4/u0.07)作為y軸，將罕遇地震作用下各地震動(dòng)計(jì)算得到的層間位移最大值u0.4作為x軸?？梢?，盡管計(jì)算結(jié)果有一定的離散性，但總體上在所選地震動(dòng)作用下，隨著最大層間位移的增加，即隨著結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入彈塑性階段，這種比值有增大的趨勢(shì)。