浅析因错层导致结构剪跨比超限情况——以巍山福泉小院二期项目为例

由于时代的发展、科技的进步，以及人类对居住环境的要求不断提高，近些年，在远离闹市喧嚣的古城区，一个个具有民族风格的别墅院落如雨后春笋般涌现，化身为传递古老建筑文化的使者，以其独特的魅力点缀着巍山这块神秘的土地。

然而，一个好的建筑是建筑师竭尽所能汇集一身知识和本领的结晶，是他们奇思妙想的产物。特别是近年来，建筑理念越来越求新求变，建筑造型越来越光怪陆离，建筑师“逼迫”着结构师不断突破常规做法甚至是固有规范的限制，创造性地解决和克服本专业的难题，以实现建筑师“别出心裁”的设计理念。

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作者：韩思成

剖面图

以此建筑为例（参考如上剖面图） 在楼梯休息平台处设置一洗手间是本次设计的一个难点，因为错层高度将近一米，不管是从建筑使用功能或是经济角度来看，在跨度仅有3米的地方设置梁高为1000mm的梁显然是不合适的。因此在设计时就需要加入层间梁的概念，达到建筑功能要求。

按照如上思路进行模型建立与计算，在查看计算结果时，出现了新的问题。

计算结果的剪跨比小于2

框架柱端一般同时存在着弯矩M和剪力V，根据柱的剪跨比λ=M/(Vh0)来确定柱为长柱、短柱和极短柱，h0为与弯矩M平行方向柱截面有效高度。λ>2(当柱反弯点在柱高度H0中部时即H0/h0>4)称为长柱；1.5<λ≤2称为短柱；λ≤1.5称为极短柱。试验表明:长柱一般发生弯曲破坏；短柱多数发生剪切破坏；极短柱发生剪切斜拉破坏，这种破坏属于脆性破坏。抗震设计的框架结构柱，柱端剪力一般较大，从而剪跨比λ较小，易形成短柱或极短柱，产生斜裂缝导致剪切破坏。柱的剪切受拉和剪切斜拉破坏属于脆性破坏，在设计中应特别注意避免发生这类破坏。

之所以控制柱子剪跨比，是因为柱子的延性主要与轴压比和剪跨比有关。轴压比越高、剪跨比越低，柱子延性越差，耗能越差，抵抗中震及大震的能力越低。因此须按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.3.6条中规定：剪跨比不大于2的柱，轴压比限值应降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施；以及第6.3.9条中规定：剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱，取全高。并且宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率不应小于1.2％，9度一级时不应小于1.5％。

这样的设计理念也存在于其他情况中，如楼梯间由于层间梁导致柱子剪跨比小于2时，将楼梯间柱子全高加密英国国际空间结构委员会主席、结构博士及教授麦考斯基（Z.S.Makowski- British.）的一句结构名言是“一位土木工程师不能仅仅是个应力计算者，还要能欣赏形象的艺术美。这样设计才能在结构功能上，在审美观念上成为优秀的作品。”

项目名称：巍山 福泉小院二期

设计部门：BIM技术推广应用中心

设计团队（排名不分先后）：康忠学、赫平、李明、陈选芳、邓开鹏、魏玄通、王东云、韩思成。

编辑制作：云南省城乡规划设计研究院信息中心