在工作中，屢次碰到結(jié)構(gòu)專家、業(yè)主單位的結(jié)構(gòu)工程師提到“結(jié)構(gòu)錯(cuò)層的不利性”，建議在超限報(bào)告中對(duì)結(jié)構(gòu)錯(cuò)層進(jìn)行分析。但在超限報(bào)告中，卻很少看到結(jié)構(gòu)錯(cuò)層的專項(xiàng)分析，至少深圳地區(qū)是這樣。這種“陽(yáng)奉陰違”的事情，我覺(jué)得挺好奇。偶爾想起來(lái)，“陽(yáng)奉陰違”的原因無(wú)非兩點(diǎn)，一線的結(jié)構(gòu)工程師不知道怎么分析，或者認(rèn)為沒(méi)必要分析。
這次，我們自己做一個(gè)復(fù)雜項(xiàng)目的超限報(bào)告。結(jié)構(gòu)錯(cuò)層比較嚴(yán)重，終于有機(jī)會(huì)，仔細(xì)思考“結(jié)構(gòu)錯(cuò)層”究竟該怎么分析。
錯(cuò)層給結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不利性，個(gè)人認(rèn)為主要有三點(diǎn)：
1）錯(cuò)層削弱樓蓋整體性，降低結(jié)構(gòu)受力的協(xié)同性，并使傳力路徑出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，引起應(yīng)力集中現(xiàn)象；
2）在樓板錯(cuò)層位置，會(huì)形成短柱，短柱延性較差，對(duì)抗震不利；
3）錯(cuò)層位置樓板布置不均勻，不對(duì)稱，質(zhì)心和剛心嚴(yán)重偏置，在水平地震或風(fēng)載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，對(duì)錯(cuò)層位置的梁，也會(huì)產(chǎn)生不利影響。
針對(duì)第1點(diǎn)，首先要補(bǔ)充樓板應(yīng)力分析，尤其要搞清楚錯(cuò)層附近的樓板應(yīng)力。如果水平推力較大，為了保證水平力的傳遞，可以梁側(cè)水平加腋。加腋之后，梁的剛度變大，在梁柱節(jié)點(diǎn)位置，梁會(huì)將更多的彎矩傳遞給柱，此時(shí)就要復(fù)核柱的承載力是否足夠。有些單位，加腋作為一項(xiàng)構(gòu)造措施，并未在計(jì)算模型中反映，也未手算復(fù)核，在梁柱節(jié)點(diǎn)位置，可能違背了“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。這點(diǎn)應(yīng)引起注意。
針對(duì)第2點(diǎn)，結(jié)構(gòu)錯(cuò)層，短柱是客觀存在的。在計(jì)算中，短柱的問(wèn)題是容易抗剪超。我們的辦法是，確保短柱在小震及中震作用下，均保持抗剪彈性。其中，抗剪截面驗(yàn)算，要預(yù)留足夠的富裕度。抗剪計(jì)算中，有一個(gè)重要參數(shù)，剪跨比，需要謹(jǐn)慎確定。根據(jù)《高規(guī)》10.4節(jié)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，錯(cuò)層處框架柱箍筋應(yīng)全柱段加密配置，抗震等級(jí)應(yīng)提高一級(jí)。
針對(duì)第3點(diǎn)，樓板采用彈性板計(jì)算，評(píng)估水平力對(duì)梁的影響。根據(jù)影響程度，可采用配置一定量抗扭縱筋和箍筋的方式提高梁的抗扭能力。
另外，如果結(jié)構(gòu)錯(cuò)層非常嚴(yán)重（大范圍錯(cuò)層），還應(yīng)在整體概念上進(jìn)行把控。主要可采用以下思路：1）結(jié)構(gòu)水平位移、扭轉(zhuǎn)位移應(yīng)該從嚴(yán)控制。原因在于，錯(cuò)層處的樓板水平位移差與結(jié)構(gòu)整體水平位移基本呈正比，控制結(jié)構(gòu)整體水平位移，相當(dāng)于間接控制了樓板水平位移差；相比常規(guī)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)對(duì)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)影響更加不利，容易出現(xiàn)樓板翹曲及應(yīng)力集中，因此，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移需要偏嚴(yán)控制。2）設(shè)法降低短柱的軸力，提高短柱延性；降低短柱剪力，提高短柱抗剪承載力富裕度，具體辦法可在結(jié)構(gòu)布置上著手。
在全國(guó)的超限審查技術(shù)要點(diǎn)中，錯(cuò)層只是一個(gè)很小的超限項(xiàng)，隸屬“樓板不連續(xù)”。但它明顯比普通的樓板不連續(xù)要更復(fù)雜，值得大家關(guān)注。這篇文章，可為大家提供一些思路。下次，如果再有專家、業(yè)主提出對(duì)“結(jié)構(gòu)錯(cuò)層”的分析要求，我們可以照此做點(diǎn)工作，積極相應(yīng)專家號(hào)召，積極聽(tīng)取業(yè)主意見(jiàn)。
