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《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》存在安全問(wèn)題
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據(jù)相關(guān)人員近幾年審圖統(tǒng)計(jì),凡高度超過(guò)100米的高層建筑結(jié)構(gòu)的框架柱,60%以上都部分或者全部采用了型鋼混凝土或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。但是這方面的設(shè)計(jì)規(guī)范還處于混亂狀態(tài),特別是存在安全問(wèn)題的《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ138-2001)竟然很多設(shè)計(jì)院還在應(yīng)用,他們既然不知道其中的抗震安全問(wèn)題,如:有關(guān)彎矩與剪力設(shè)計(jì)計(jì)算公式中,抗震增大系數(shù)有的未計(jì)及,有的小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》取值。這種行業(yè)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是違反《標(biāo)準(zhǔn)法》的;另外它依據(jù)的截面平衡法模型與國(guó)內(nèi)外大多數(shù)科學(xué)試驗(yàn)結(jié)論不符。國(guó)內(nèi)不少地方部門(mén)為此另外制定了設(shè)計(jì)規(guī)程,如:上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ08-015-2004 ,冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB9082-2006 ,中國(guó)工程建設(shè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CECS230:2008。但是(JGJ138-2001)十年來(lái)一直沒(méi)有重新制定,也沒(méi)有作必要更正,更嚴(yán)重的是在最近的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-201X 的送審稿中,還將它列在引用的標(biāo)準(zhǔn)名錄中,并且還在第11.5.11條中,不引人注目的提到“……其他截面承載力可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ138-2001)進(jìn)行截面設(shè)計(jì) ”。我們認(rèn)為這是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,必須直截了當(dāng)把其中的問(wèn)題提出來(lái),讓廣大設(shè)計(jì)人員知道,現(xiàn)在它已經(jīng)不是一個(gè)單純學(xué)術(shù)爭(zhēng)論問(wèn)題了,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)已經(jīng)關(guān)系到大量工程的抗震安全。
眾所周知,《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ138-2001),存在一些安全問(wèn)題,如:
1) 有關(guān)彎矩與剪力設(shè)計(jì)計(jì)算公式中,抗震增大系數(shù)有的未計(jì)及,有的小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》取值。這種行業(yè)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是違反《標(biāo)準(zhǔn)法》的。
2)有關(guān)構(gòu)件的承載力計(jì)算采用平截面假定,即型鋼與混凝土變形協(xié)調(diào),通過(guò)構(gòu)件截面平衡方程求解構(gòu)件承載力(即為截面平衡法),這要求“受壓區(qū)型鋼與混凝土之間始終沒(méi)有相對(duì)滑移,構(gòu)件截面始終保持為平面”,近幾年來(lái)我國(guó)很多大學(xué)與科研部門(mén)對(duì)此作了大量試驗(yàn)研究,其結(jié)論是一致的,即型鋼與混凝土之間在構(gòu)件達(dá)到極限承載力之前,就會(huì)產(chǎn)生滑移,在振動(dòng)和重復(fù)載荷下更甚,而且這種滑移對(duì)承載力造成的損失是不可恢復(fù)的。設(shè)置了栓釘以后雖然會(huì)改善其滑移趨勢(shì),但是栓釘?shù)氖軓澥芗襞c混凝土在栓釘處的局部承壓,使結(jié)構(gòu)截面內(nèi)部材料受力狀態(tài)復(fù)雜化,我們對(duì)此的研究水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到理清其中傳力機(jī)理這一步,而且會(huì)增加造價(jià)延長(zhǎng)工期。所以我們認(rèn)為,在現(xiàn)有的研究水平上要將“平衡法”應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中是不夠成熟的,也是不安全的。
3)其中構(gòu)件壓彎承載力和裂縫計(jì)算是采用截面平衡法計(jì)算;但是,構(gòu)件抗剪承載力計(jì)算、剛度計(jì)算又采用疊加法原理。在同一本技術(shù)規(guī)程中,構(gòu)件抗剪和抗彎承載力計(jì)算,以及剛度計(jì)算采用了不同計(jì)算理論,這并不合理。
4)考慮到《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ138-2001)存在以上的嚴(yán)重安全問(wèn)題,所以國(guó)內(nèi)很多部門(mén)、地區(qū)和行業(yè)在近幾年來(lái),對(duì)此從新編制了多種規(guī)程,他們?nèi)哭饤壛?JGJ138-2001)所采用的截面平衡法,而統(tǒng)一采用了疊加法來(lái)計(jì)算受彎、受壓和受剪承載力,和剛度,而且與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》接軌,采用了相同的有關(guān)抗震增大系數(shù)。其中包括:上海市工程建設(shè)規(guī)范《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》DG/TJ08-015-2004 ,冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》YB9082-2006 ,中國(guó)工程建設(shè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS230:2008 等等。而且大量國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐說(shuō)明疊加法概念直觀、原理清楚、應(yīng)用方便、安全可靠。但是,我們看到新編的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》送審稿的有關(guān)引用的標(biāo)準(zhǔn)名錄中,并未列入上述的三個(gè)規(guī)程,這是使人遺憾的。因此我認(rèn)為這是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。并且提出如下建議:
一)現(xiàn)在的問(wèn)題已經(jīng)不是學(xué)術(shù)爭(zhēng)論問(wèn)題,而是已經(jīng)影響到我國(guó)很多高層建筑的抗震安全問(wèn)題。因此應(yīng)該盡快終止《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ138-2001)的應(yīng)用,或者出一個(gè)簡(jiǎn)單的修改說(shuō)明,依據(jù)該規(guī)程編制的計(jì)算機(jī)軟件“SATWE”等應(yīng)該盡快修改或補(bǔ)充疊加法的計(jì)算內(nèi)容,以供選擇。并且盡快制定新的統(tǒng)一的《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。
二)由于部里機(jī)構(gòu)職能分工將工程抗震規(guī)范(規(guī)程)與其他工程規(guī)范(規(guī)程)的編制工作分屬兩個(gè)司管理,因此不易協(xié)調(diào)以上問(wèn)題,因?yàn)榇蠖鄶?shù)工程規(guī)范(規(guī)程)都與抗震有關(guān),建議加強(qiáng)協(xié)調(diào),或者以后改為由一個(gè)司統(tǒng)一負(fù)責(zé)管理。
三)作為一個(gè)全國(guó)性的規(guī)程,應(yīng)該包含全國(guó)各地、各行業(yè)、各單位的研究成果,特別是對(duì)不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的,對(duì)此希望能夠慎重考慮。
四)建議以后將新《規(guī)范》《規(guī)程》征求意見(jiàn)稿、送審稿、報(bào)批稿都要進(jìn)行網(wǎng)上公示。
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