摘要：鋼筋混凝土多層框架電梯小井筒設(shè)計(jì)中常在電梯井筒四周布置鋼筋混凝土柱，井筒四周柱的剛度在抗震設(shè)計(jì)中對框架柱或平面產(chǎn)生較大影響，控制電梯井筒四周柱的剛度對框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有利。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；多層框架；電梯井筒；抗震，剛度，地震剪力

中圖分類號：TU375.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-0422(2007)07—0025—02

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)電梯井筒時，常常會在電梯井筒四角布置鋼筋混凝土框架柱，由于井筒四周柱距往往小于平面內(nèi)其它框架的柱距，其形成的井筒框架會吸引較大的地震剪力，相應(yīng)地減少了框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震剪力，如果井筒框架內(nèi)柱子的剛度差異較大，剛度大的柱子吸收過多的地震剪力而先不滿足抗剪要求，在這種情況下可以調(diào)整框架柱的截面剛度來滿足計(jì)算要求。

上海市曹路鎮(zhèn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心是一座四層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約5000m，其醫(yī)用電梯井道尺寸的長×寬為4900×3000mm，井道的四角布置四個異形。

采用中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD軟件計(jì)算，除Z形柱外，其余鋼筋混凝土框架柱的截面均滿足計(jì)算要求，計(jì)算顯示z形柱的固定鋼筋位置配筋面積為285.9cm，附加鋼筋的配筋面積141.2cm，體積配箍率為2.2，柱的截面面積為45cm，其軸壓比滿足抗震要求，抗剪強(qiáng)度不滿足要求。由于該z形柱的所處位置其截面大小及形式較難改變，而z形柱的截面剛度較周圍柱明顯偏大，造成了應(yīng)力的過度集中，使該柱不能滿足截面的計(jì)算要求。將該z形柱的截面平均一分為二，截面變?yōu)閮蓚€L形柱，削弱了單柱的截面剛度，降低其吸收的地震力，在其余條件不變的情況下，用PKPM CAD軟件重新計(jì)算，結(jié)果顯示兩個L形柱的固定鋼筋位置配筋面積分別為30.7cm、32.9cm，體積配箍率為0.7、0.8，縱向鋼筋總量在原來的基礎(chǔ)上減少222.3cm，系減少77％，而體積配箍率減少1.5、1.4，系減少68％、64％，計(jì)算結(jié)果滿足抗壓抗剪要求。由此可見，大拆分為兩個L形柱后，單柱的截面剛度迅速減小，與周邊的框架柱相當(dāng)，其吸收的地震剪力也相應(yīng)明顯減少，所以柱子的受力更加合理。均衡電梯井筒周邊的框架柱子的截面剛度，能均衡發(fā)揮抗側(cè)力構(gòu)件的作用，對結(jié)構(gòu)抗震有利。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對稱，盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心重合，以減少扭轉(zhuǎn)，框架結(jié)構(gòu)在電梯井筒周圍布置鋼筋混凝土柱所形成的井筒框架，其剛度的大小對整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度中心有影響，甚至加劇平面的扭轉(zhuǎn)。

川沙福利院為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積9150m，平面布置形態(tài)是三排南北朝向的主體建筑平行分布，中間由有頂連廊連接，連廊與主體建筑由抗震縫分隔，第二排的主體建筑平面為長方形，長x寬為64.4×7.5m，在電梯井筒四周按以下三種情況布置鋼筋混凝土柱，建筑平面布置。

第一種在電梯井筒周圍布置異形柱，肢寬250mm，肢長625mm，(按《上海市鋼筋混凝土異型柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》柱肢長寬比不應(yīng)小于2.5，)采用中國科學(xué)研究所PKPMCAD軟件計(jì)算，其周期、地震力與振型輸出文件主要數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)表明結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期(0.7819s)與平動為主的第一自振周期(0.7442s)之比值1.05，平面主要為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

第二種：將電梯井筒周圍的異形柱改為截面為300x300mm的方形柱，其它條件相同，周期、地震力與振型輸出文件主要數(shù)提。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期(0.72555)與平動為主的第一自振周期(07801s)之比值0.93，扭轉(zhuǎn)周期減小，平動周期加大，平面主要表現(xiàn)為平動為主。

第三種將電梯井筒周圍的方形柱取消，其它條件相同，周期、地震力與振型輸出文件主要數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期(0.72845)與平動為主的第一自振周期(0.7905S)之比值0.92，比值減小，平面平動表現(xiàn)更明顯，平面以平動為主。

對長寬比較大的建筑平面，抗側(cè)力構(gòu)件的布置對建筑質(zhì)心和剛心的重合度影響較大，當(dāng)在電梯井筒周圍布置異形柱時(第一種)，井筒四周的異形柱形成了較大的剛性抗側(cè)力小筒體，由于電梯井筒往往不處于建筑平面的中心，所以它的形成對整個建筑平面的質(zhì)心位置有影響，質(zhì)心與剛心的偏離越大，建筑平面扭轉(zhuǎn)程度越大；而當(dāng)電梯井筒四周改為方柱時(第二種)，由于方柱的截面剛度小于異形柱的截面剛度，所以，電梯井筒的抗側(cè)剛度對整個建筑平面的剛心影響減小，質(zhì)心與剛心的偏心減小，平面的扭轉(zhuǎn)表現(xiàn)也減弱：當(dāng)電梯井筒周圍的方柱取消(第三種)，平面平動表現(xiàn)更明顯，一般情況下，框架結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中，電梯井筒周圍不設(shè)置框架柱結(jié)構(gòu)更加合理，對井筒周圍需要設(shè)置框架柱時，柱截面的剛度越小，對整個結(jié)構(gòu)的計(jì)算影響越小。