关于刚性地面的探讨（完全版）

进行过结构设计或施工的技术人员都清楚，《混凝土结构设计规范》及03G101都提出了刚性地面的概念，但却很少有资料提出明确准确的定义。对于这样一个模糊的概念，很多人在结构施工时就容易麻痹大意，如规范03G101第40页上“当有刚性地面时,除柱端加密区外尚应在刚性地面上下各500MM的高度范围内加密”， 《混凝土结构设计规范》如果是刚性地面的话，底层高度算到地坪（柱子的计算长度=柱长+500），否者地层计算高度从基础顶算起.。如果对刚性地面的定义不重视，就会为结构安全留下隐患。另，室外硬化地面不在本文讨论范围之内。

《建筑地面与楼面手册》一书中提到：“......各种整体面层地面.如细石混凝土地面.水泥砂浆地面.水磨石地面等.一般称为刚性地面.整体地面实际上由刚性的板体和柔性地基两部分组成.他们互相依赖.又互相制约.两者互为存在的条件.共处于一个矛盾的统一体.” 对于整体面层地面一般称为刚性地面的提法，无疑是比较模糊的，在具体的工程中无法应用。因为无论是刚性的板体（如细石混凝土）还是柔性的板体（如沥青混凝土，三合土地面）都是整体的，你不能说三合土地面也是刚性地面吧。
《全国民用建筑工程设计统一技术措施》里的规定是不小于100厚砼面层，可以作为刚性地坪。这个定义很有意思的地方是，提出了“100厚砼”的较明确的量，但却说是面层，这就很让人生疑，难道面层以下部分的混凝土就不必考虑？我们知道，一般只有车间的地面才可能有“100厚砼面层”的做法，而民用建筑是没有这种做法的。难道民用建筑中就不考虑刚性地面的问题？有的同志说就环氧树脂地面和塑胶地面不属于刚性地面，其实不尽然，环氧树脂地面和塑胶地面是否属于刚性地面，主要还要看其下辅助层的材料和做法。
在研究经典物理问题时，刚性地面就是与之发生碰撞后的物体的 动量值和动能值都不发生变化的地面，当然这也是一种理想情况的地面。这对于我们研究具体的问题，作用也不大。笔者认为刚性地面主要是考虑整体地面对受水平力时，对柱子产生推力的大小，因此对柱子产生推力大的刚性地面可以称之为强刚性地面，反之，称之为弱刚性地面，对柱子没有产生推力地面，称之为非刚性地面。对刚性地面种类的细化，可以帮助我们更好进一步研究这个问题。
《混凝土结构设计规范》中，现浇钢筋混凝土板的最小厚度有具体的规定，单向板的话，屋面板是60，民用建筑楼板是60，工业建筑楼板是70，，行车道下的板是 80，双 向 板是 80。如果我们把地面也看作是现浇钢筋混凝土板的话，则可以延伸理解为，大于等于60MM厚混凝土地面都可以是刚性地面。配不配筋无所谓，混凝土中，配筋对刚度EJ无太大贡献，譬如预应力构件在“换算截面”时将钢筋折算为混凝土截面的两个耳朵，对惯性矩没多少贡献。由于60MM是单向现浇钢筋混凝土板的最小厚度，我们可以把大于等于60MM厚混凝土地面称之为强刚性地面。那么我们可以把从结构设计角度说，对房心土夯实的地面都可以作为刚性地面对待，因为结构上一般是要加强柱根部区域的，而柱周围一端区域内的夯实土也对柱的变形有相当的约束，多次震害发现，土的约束还是会对柱造成一定的损害。所以，对房心土夯实深度大于1000的地面（深度1000以下的的我们暂且不予考虑），且小于60MM大于等于40MM厚混凝土地面称之为弱刚性地面（40MM厚以下的混凝土由于其脆性太大，难以对混凝土柱子产生有效的推力，所以我们就不考虑了）。
所谓刚性也只是相对的概念，具体的应用中，我们还可以把水泥砂浆等具有强度的层近似的看作或折算成混凝土。举个例子，水泥地面的做法如下：
1. 20厚1:2.5水泥砂浆压实赶光
2. 素水泥浆一道（内掺建筑胶）
3. 30厚C15细石混凝土随打随抹平
4. 150厚5-32卵石灌M2.5混合砂浆，平板振捣器振捣密实
5. 素土夯实，压实系数0.90
20厚1:2.5水泥砂浆我们可以近似的看作20厚混凝土，150厚5-32卵石灌M2.5混合砂浆，我们可以折算成20-50厚混凝土，因此这种水泥地面我们应认为强刚性地面。

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