魏文豪 韓寶權(quán)

中訊郵電咨詢設(shè)計(jì)院有限公司鄭州分公司（450007）

IDC/EDC機(jī)房每年需要耗費(fèi)大量的電能，其中機(jī)房環(huán)境控制設(shè)備是耗電量較大的。對于傳統(tǒng)的通信機(jī)房，其空調(diào)形式常采用上送風(fēng)，不符合“先冷設(shè)備、后冷環(huán)境”的原則，會導(dǎo)致空調(diào)冷量的較大浪費(fèi)。相比空調(diào)上送風(fēng)形式，采用下送風(fēng)形式的空調(diào)在節(jié)能效果和適應(yīng)通信設(shè)備更新?lián)Q代的要求方面，具有顯著優(yōu)勢。尤其是對于高密度和中密度的通信機(jī)房來說，下送風(fēng)方式是最優(yōu)的選擇。為實(shí)現(xiàn)空調(diào)下送風(fēng)，保持機(jī)房內(nèi)與機(jī)房外建筑標(biāo)高一致，需要降低IDC/EDC機(jī)房內(nèi)結(jié)構(gòu)標(biāo)高800～900mm，IDC/EDC機(jī)房面積在整個(gè)平面內(nèi)占比較大，將形成較大面積錯(cuò)層。

通信機(jī)房抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類（乙類），但錯(cuò)層結(jié)構(gòu)抗震性能較差。為在通信機(jī)房內(nèi)合理應(yīng)用空調(diào)下送風(fēng)，做到安全、經(jīng)濟(jì)、適用、合理，這里以中國聯(lián)通的某數(shù)據(jù)中心建筑為研究對象，對錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作如下探索。

1 錯(cuò)層結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀

1.1 錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的定義

《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)范》雖針對錯(cuò)層結(jié)構(gòu)有專門章節(jié)進(jìn)行闡述,但實(shí)際的工程中錯(cuò)層形式很多，情況非常復(fù)雜,根據(jù)相關(guān)資料可按以下原則確定錯(cuò)層結(jié)構(gòu)[1]。

1）樓面錯(cuò)層高度大于相鄰高側(cè)梁高時(shí)。

2）兩側(cè)樓板橫向用同一鋼筋混凝土梁相連，但樓板間垂直凈距大于支撐梁寬的1.5倍時(shí)。

3）當(dāng)兩側(cè)橫板橫向用同一根梁相連，雖然樓板間垂直凈距小于支撐梁寬的1.5倍，但縱向梁凈距大于梁寬時(shí)，此時(shí)仍作為錯(cuò)層；當(dāng)錯(cuò)層面積大于該層總面積的30%時(shí)，應(yīng)視為樓層錯(cuò)層。

1.2 錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1）錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的錯(cuò)層處形成長短柱混合的豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，豎向構(gòu)件因計(jì)算高度不同引起剛度突變，對抗震特別不利。

2）錯(cuò)層結(jié)構(gòu)因?yàn)殄e(cuò)開的樓板相當(dāng)于樓板開大洞，樓板的整體性會受到削弱，從而造成平面不規(guī)則。

3）錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的錯(cuò)層處豎向構(gòu)件受力非常復(fù)雜，易形成多處應(yīng)力集中部位，且目前常規(guī)的計(jì)算軟件很難精準(zhǔn)分析。

2 設(shè)計(jì)過程中需注意的事項(xiàng)及措施

2.1 計(jì)算模型應(yīng)能反應(yīng)錯(cuò)層的影響

錯(cuò)層結(jié)構(gòu)中，為了保證結(jié)構(gòu)分析的可靠性，相鄰錯(cuò)開的樓層不應(yīng)歸并為一個(gè)剛性樓層計(jì)算。當(dāng)在PKPM中對錯(cuò)層平面按整體輸入，然后通過調(diào)整樓面標(biāo)高的辦法形成錯(cuò)層平面布置時(shí)，PKPM可區(qū)分標(biāo)高自動形成不同的剛性板號。當(dāng)在PKPM中對錯(cuò)層平面按統(tǒng)一標(biāo)高輸入時(shí)，應(yīng)將降標(biāo)高房間（IDC/EDC機(jī)房）的樓板通過特殊構(gòu)件定義菜單設(shè)置為彈性膜。

2.2 注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型

在布置框架柱等抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)要盡量減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。試驗(yàn)表明，錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)加上扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較僅為錯(cuò)層而平面布置的框架結(jié)構(gòu)破壞更為嚴(yán)重。樓層兩側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度及結(jié)構(gòu)平面、豎向布置差別要小，盡量設(shè)計(jì)成錯(cuò)層兩側(cè)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及變形性能接近的結(jié)構(gòu)，以降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小錯(cuò)層處框架柱內(nèi)力。

為降低樓板局部高低錯(cuò)置不連續(xù)對結(jié)構(gòu)的不利影響，應(yīng)在一些樓層設(shè)貫通層，即每隔若干錯(cuò)層樓層設(shè)置一層不錯(cuò)層樓層。此種方案在中國聯(lián)通標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房中使用。應(yīng)對貫通層進(jìn)行特別加強(qiáng)，如增大板厚，提高配筋率，設(shè)貫通鋼筋，體現(xiàn)貫通層的重要作用。受限于計(jì)算軟件，錯(cuò)層結(jié)構(gòu)不易得到比較精確的結(jié)果，在條件允許的情況下可按錯(cuò)層與非錯(cuò)層分別計(jì)算，合理配筋。

2.3 水平力傳力途徑中水平構(gòu)件應(yīng)構(gòu)造加強(qiáng)

錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的樓板被分成數(shù)塊，相互高低錯(cuò)置，樓板協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體受力的能力受到極大削弱。為改善水平力傳力途徑，滿足傳力需要，可考慮設(shè)置梁側(cè)加腋；同時(shí)錯(cuò)層兩側(cè)各一個(gè)柱距內(nèi)樓板應(yīng)雙層雙向通長配筋，截面厚度不宜小于130mm。連接錯(cuò)層樓板的框架梁可能產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，此框架梁應(yīng)設(shè)置抗扭縱筋，抗扭縱筋直徑不宜小于14mm，截面面積不宜小于腹板截面面積的0.15%。

2.4 豎向抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)構(gòu)造加強(qiáng)

錯(cuò)層結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則，錯(cuò)層部位的框架柱受力復(fù)雜，容易形成長柱、短柱沿豎向交替布置的不規(guī)則體系。因此應(yīng)將抗震設(shè)計(jì)時(shí)的錯(cuò)層處框架柱的抗震等級提高一級，框架柱截面高度不應(yīng)小于600mm，箍筋應(yīng)沿柱全段加密配置，體積配箍率不宜小于1.2%，以提高其抗震承載力和延性[2]。

3 小結(jié)

由于樓板錯(cuò)層，錯(cuò)層部位受力非常復(fù)雜，易形成多處應(yīng)力集中部位，發(fā)生短柱受剪破壞，同時(shí)連接錯(cuò)層樓板的框架梁產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，對抗震十分不利。針對中國聯(lián)通某數(shù)據(jù)中心建筑局部錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)，采取了多種加強(qiáng)措施。首先，錯(cuò)層兩側(cè)采用側(cè)向剛度和變形性能相近的結(jié)構(gòu)方案，從而降低整體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。其次，對連接錯(cuò)層樓板的框架梁采用加腋處理，改善水平力的傳力途徑。再次對錯(cuò)層部位框架柱、框架梁及樓板在截面及配筋等方面也采取了構(gòu)造加強(qiáng)措施。

[1]北京市建筑設(shè)計(jì)研究院.建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[2]建筑物抗震構(gòu)造詳圖(多層和高層鋼筋混凝土房屋)[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2011.