和位移计算中,最小取0.50,一般取0.55,当结构位移由风荷载控制,不宜小于0.8; “梁扭矩折减系数”TB,一般取0.40;
“全楼地震力放大系数”一般1.0,当λ不满足”抗震规范“5.25条时,用此系数调至满足; “0.2Q0”框剪结构必须要求调整;
“顶塔楼内力放大”当振型数多于9个,取1,否则需放大取3。
14、 结构审核人应在初步设计阶段对电算结果进行审核把关。对主要参数应作控制,如:剪重比、周期比(以扭转为主的基本周期与第一平动周期之比)、位移比(最大弹性层间位移与层间平均位移之比),满足规范基本要求。
15、 有斜楼座的看台、剧场由于整体性差,楼层刚度无穷大的假定难于形成,应补充单榀验算 三、对地质勘察报告的基本要求:
16、如果由设计院布置钻孔,提勘察要求,须加注明:勘察部门应根据勘察规范及现场地质情况作必要调整。若业主委托设计已完成钻探,设计人应根据以下基本要求作审查:
(1) 钻孔控制点的布置应布置在建筑物的外围,即建筑物四角应有钻孔。
(2) 钻孔分一般性钻孔和控制性钻孔,对孔深要求:勘探孔深应能控制主要持力层,当基础底面宽度不大于5m时,勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍,对单独基础不应小于1.5倍,且不小于5米;对高层建筑和需作变形验算的地基,控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度。
(3) 桩基勘探深度
a. 布置1/3-1/2的勘探孔为控制性孔,且安全等级为一级建筑桩基场地至少布置3个控制性钻孔,安全等级为二级的建筑桩基不应少于2个控制性钻孔,控制性孔深度应穿过桩端以下压缩层厚度,一般性钻孔应深入桩端平面以下3~5米。
b. 嵌岩桩钻孔应深入持力层岩层不小于3~5倍桩径,当持力层较薄时,控制性钻孔应穿过持力岩层,岩溶地区,应查明溶洞、溶沟分布情况。 (4) 勘察报告,除了要作取土勘探孔,还应要求现场原位测试,单桥静力触探和标准贯入测试,对于适于采用予制桩基的场地,应要求提供JGJ94-94---公式5.2.6-1所要求的单桥静力触探比贯入阻力值估算的桩周侧阻力和桩端阻力。 (5) 嵌岩桩基,应要求勘察报告提供南京地基规范,嵌岩桩公式9.9.4-3所要求的各项系数、岩石单轴抗压强度以及基岩的完整性。
(6) 对于有地下室的工程,应要求勘察报告提供基坑支护设计所要求的各项工程特性指标。 (7) 当地下水埋藏较浅,建筑地下室存在上浮问题时,应要求勘察报告提供用于计算地下水浮力的设计水位。 (8) 勘探报告应划分场地土类型和场地土类别,并对饱和砂土及粉土进行液化判别。
(9) 桩基设计应要求勘探报告提供各种桩型的参数,以便作多种桩基方案的技术经济对比,避免只有一种桩基参数,思路受到勘探部门的限制,而不能选择更好的基础方案。 四、基础设计
17、地基基础设计时,确定基础面积或桩数量,上部的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。
18、 计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不计入风荷载和地震作用。
19、 基础底板的配筋,应按抗弯计算确定,地基反力采用的是荷载效应基本组合时的地基反力设计值。承台配筋计算时,采用相应于荷载效应基本组合时的桩竖向力设计值。 20、 静载试验所确定的单桩竖向极限承载力除以安全系数2为单桩竖向承载力特征值Ra。
21、 (1)人工挖孔桩的桩长不宜大于40m,亦不宜小于6m,桩长少于6m的按墩基础考虑,桩长虽大于6m,但L/D(D为扩大端直径)<3亦按墩基计算。
(2)人工挖孔桩计算单桩承载力时,桩侧阻力可按混凝土护壁外直径计算,计算桩端阻力和桩身强度时,仅取内径为桩身计算直径。
(3)支承在微风化岩上长径比L/d≤5的端承桩,只计端阻,不计侧阻,支承于其它土层或中风化岩、强风化岩土的桩, 端承桩计算摩阻力,但有扩大头的桩,其扩大部分及以上1~ 2m范围内不计桩周侧阻力。
22、 对桩基设计,应作两种以上桩型的技术经济对比。
五、构造设计
23、 钢筋连接有三种基本型式:搭接、焊接、机械连接。由于现场质量有时得不到保证,对于22
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及以上直径的钢筋,优先采用机械接头,不宜焊接。
24、 用以减少温度和收缩不利影响的后浇带浇筑间隔时间,一般要求60天以上(GB50010-9.1.3条说明)。
25、 混凝土收缩及温度变化引起的拉应力是沿板的整个厚度作用,所以特别强调上、下表面同时配置附加钢筋的必要性,GB50010-10.1.9条,根据国内、外工程经验给出板上、下表面每个方向的附加钢筋均不宜小于0.1%的建议。我院已发的暂行规定有关条款需修改,对于阳角房间、屋面所有板块,计算不配钢筋的部位另加抗温度、收缩分布钢筋,板厚120,φ6-200,板厚100,φ6-220。
26、 受力钢筋的直径与构件截面高度及跨度应呈一定的比例,GB50010-10.2.1对梁最小钢筋直径作了规定(当梁高h≥300mm时,不应小于10mm;当梁高h<300mm时,不应小于8mm。)。对现浇板,一般考虑(建议):
板厚120以下的、适宜的钢筋直径为8~12 板厚120~150以下的、适宜的钢筋直径为10~14 板厚150~180以下的、适宜的钢筋直径为12~16 板厚180~220以下的、适宜的钢筋直径为14~18 板厚150以上的板,应采用HRB335。
27、 对卧置于地基上的基础筏板,板厚大于2M,除应沿板的上、下表面布置纵横方向的钢筋外,需沿板厚度向不超过1M设置与板面平行的构造钢筋网片,其直径不小于12mm,纵横方向的间距不大于200mm.
28、 地下室外墙板以及剪力墙中温度收缩应力较大部位(顶层、外墙),水平分布钢筋配筋率不宜小于0.30%,不应小于0.25%。当墙厚超过400,单侧水平分布筋配筋率不宜小于0.2%。
29、 屋面天沟、雨蓬应考虑满水荷载,当天沟、雨蓬深度超过500时,应在天沟、雨蓬侧板设泄水孔,此时水重可计至泄水孔底面,此外还须考虑找坡层的重量。
30、 现浇板楼面,考虑在使用周期灵活布置轻质隔墙时,可将隔墙每米长自重的30%作为每平方米楼面的均布荷载标准值计算,且不小于1.0Kpa,其永久值系数可取0.5。
31、 现浇板内埋设设备暗管时,管外径不得大于板厚的1/3,交叉管线应妥善处理,并使管壁至板上下边净距不小于25mm。
32、 挑檐转角位于阳角时的加强配筋。图 挑檐转角位于阴角时的加强配筋。图
33、 结构平面图中,所有受力构件都应相对于轴线标注定位尺寸(阳台、雨篷挑出长度、梁距轴线距离等)。
34、 转换层现浇板最小厚度180,最小配筋率0.3%。 转换层上下各一层现浇板需加强,板厚宜150mm,最小配筋率0.25%.
35、 连续跨梁配钢筋时,支座两侧的钢筋直径尽可能相同,以便钢筋穿过支座,避免两侧不同的钢筋都在支座锚固,造成节点钢筋过密,影响节点混凝土浇灌筑。
我在结构设计中总结出来的几条歪理
看到有不少谈结构设计经验的,受益非浅。在此本人总结了的几条“更常见”和“更可怕”,供大家讨论。
1、变形过大比构件破坏“更常见”。按正常设计,一般很少会出现构件破坏的事。但实际工程常常出现变形过大(包括裂缝)的事,谁看了都胆战心惊。设计人好没面子。本人的教训:一个工程的楼板厚度不足,虽不会破坏,但在未装修地面时,人一跺脚就颤。
结论:一定要作正常使用状态的验算。 2、地基沉降造比基础破坏“更常见”。由地基沉降造成的建筑物倾斜、开裂等现象很多,但好象没几个人见过基础破坏的事故吧?
结论:重视地基承载力、沉降等计算,做好地基处理,保守点没坏处。基础设计时不必过分放大。 3、湿陷性黄土比液化“更可怕”。湿陷性黄土一旦遇水就玩完,实际情况是常常会漏水。液化只有在地震情况下才有问题。
结论:湿陷性黄土一定要认真处理好。 4、柱子坏了比梁板坏了“更可怕”。柱子一旦坏了会造成大面积倒塌,而且不好补救。梁板坏了一般不至于大面积倒塌,也容易补救。
结论:设计柱子时多想一想安全性,设计梁板时多想一想经济性。
5、构造不正确比构件配筋不足“更可怕”。构造不正确往往会造成隐性的、极大的薄弱环节。配筋稍有不足,一般不会出问题。 结论:重视构造。
6、框架结构中填充墙出问题比承重构件出问题
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“更常见”。许多人全身心地投入承重构件的计算,忽视了填充墙的拉结、砌筑、抹灰等问题。结果工程还没完工就出现了墙裂缝,抹灰空鼓等现象。工程还没完就让设计人现眼。 结论:重视填充墙的构造。
7、悬挑构件比其它构件“更可怕”。悬挑梁一旦出问题,往往就从高空落下去了。超静定结构的梁坏了,一般是个大裂缝,很少会掉地下。 结论:对悬挑构件不要心疼钢筋。
8、正常使用下的破坏比地震破坏“更可怕”。正常使用下结构坏了,肯定会有人找你的麻烦。地震的时候,谁先死还不知道呢。
结论:不妨单独算一次正常使用情况下的配筋。 9、概念错误比计算错误“更可怕”。概念错了就全错了,往往没救,而且下次还会错。计算错了往往是局部错,好补救,下次就不会错了。 结论:概念不清千万别做设计 10、施工不到位比设计时少配一根钢筋“更可怕”。施工不到位(如节点处砼不密实),你的设计全部白搭,出事的机率很大。设计中少配一根筋,一般能侥幸不出事。
结论:要充分考虑施工的方便性。
我的结构设计工作小结--(2)上部结构部分 1、设计坡屋顶时,梁配筋后,必须自校梁底标高,算出其净高,看是否满足要求,特别是楼梯等入口处。
2、设计坡屋面时,屋脊(阳角、阴角)处,梁可适当减小,当板跨较小时,可以不设梁,否则可能影响使用,净高不足,再者,也会造成看上去影响美观。
3、楼梯柱(中间平台作用处)应该全程加密,因为该柱为短柱。
4、对于迎水面保护层为50mm的混凝土墙,应在50mm内增设Φ8@150双层双向的钢筋网片,以减少混凝土的收缩裂缝。
5、对于梁高的取值,应该考虑建筑空间的需求,要和建筑协商好净高要求。
6、写字楼、商场等8m跨梁,取300x800的梁不好,应取350x700,对于一些大跨度公键,梁宽应适当加大,应取300以上,最好取350、400,因为:
①梁宽加宽,抗剪有利,符合“强剪弱弯”的原则。
②350宽的梁,用四肢箍可以使箍筋直径减小。 ③主梁加宽,有利于次梁钢筋的锚固。
7、对于柱的大小,应该尽量做到按轴压比控制,轴压比相差不宜大于0.2,当建筑有要求时,应和建筑协商好该问题。
8、对于高层建筑,顶层板考虑到刚度突变很大,宜加厚到150mm,应充分分析计算结果,判断结构类型。
9、梁配筋时,应充分考虑梁的锚固长度,特别是次梁,应尽量满足图集要求。
10、板配筋时,应注意Ⅰ级、Ⅱ级钢的区别(是否有弯钩),以及板厚不同时,千万注意不能把钢筋拉通。
11、画大样图时,一定要对照建筑大样图和立面图,以达到建筑的里面要求。
12、梁配筋时,应注意腰筋的设置,单侧腰筋应大于 0.1%bhw。
13、柱配筋时,应同时满足配筋率、箍筋、主筋、角筋、最小体积配筋率的要求。 14、后浇带应按新规范加强。
15、高层建筑中,楼板开大洞后,宜按JGJ3-2002第4.3.8条加强。
16、剪力墙墙肢截面高度不宜大于8m,否则应开结构洞。
在日常结构设计中应注意的问题(本贴将不断更新!)
------以下发表的部分是自己在工作中的总结,部分来源于已发表的论文,仅供大家参考!欢迎批评指正!(以后将陆续将积累的总结上传) 1、高层建筑的嵌固部位新的《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)和《高规》第第5.3.7条规定:“高层建筑结构计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。”同时规定了嵌固部位相应的构造要求。但并不是要求地下室顶板必须作为上部结构的嵌固部位。有些高层结构不具备这样的条件,如高层主体范围以外的纯地下室地下一层为绿化覆土层,嵌固部位就应降至地下一层楼板,并按此条件进行相应设计。(高层主体外地下一层为绿化,但是
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上下层刚度比能满足规范要求的话,可以嵌固至首层楼板,可以考虑此部分土体的嵌固作用。基坑侧壁均有回填,对于没有大的纯地下室,基坑侧壁同样是回填土,情况应该是一样的。我认为不用进行区分by脚踏实地 )
2、抗震设计的高层建筑,当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,新规范除对顶板的厚度及配筋等提出要求以外,还规定:a、“地下室柱截面每一侧的纵向钢筋面积,除应符合计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍”。设计时,各柱可在保持地上纵筋布置的情况下,在地下室每一侧的第二排再附加纵筋即可。b、地上一层的框架结构柱和抗震墙墙底截面的弯矩设计值除应按规范各相关条文进行各项调整外,位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和,不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和。
3、关于转换梁新的《高规》已经明确规定,当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱,或在墙内设置型钢等至少一种措施,减小梁端部弯距对墙的不利影响。但有个别工程设计,将框支梁(转换梁)直接垂直支承于一般厚度的剪力墙上,而未对墙体采取上述加强措施。其中有些转换梁是大跨度单跨梁垂直支承于两端墙体;有些转换梁甚至位于支承墙的门洞边;有些支承墙因多层架空,高厚比不满足要求。这类情况,为增强转换梁两端的约束能力,满足其钢筋锚固要求,必须在转换梁两端的墙体中设置墙体端柱或扶壁柱,或加厚墙体设置暗柱(必要时加型钢),并按框支柱的要求进行设计。
4、新《高规》第10.2.8条,对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求,同时增加了最小面积配箍率的要求,并作为强制性条文。 5、对一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位控制轴压比,并设置约束边缘构件,是《高规》为保证剪力墙的延性,新增加的要求。在剪力墙约束边缘构件配箍特征值为λv/2的区段,规范允许配置箍筋或拉筋。所设拉筋应同时钩住墙体的水平分布筋(或箍筋)和竖向分布筋,而不能有一部分拉筋仅钩住墙体的竖向分布筋。当此区段的体积配箍率或拉筋的竖向间距不能满足规范要求时,应同时设置箍筋。
6、新的《抗震规范》和《高规》对各抗震等级剪
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力墙在各种情况下的厚度与层高(或无支长度)的比值作了更详细的规定,比旧规范要求更严。当难以满足墙体厚高比的要求时,新规范也给出了墙体稳定的计算方法。
7、地下室外墙作为混凝土构件,在进行截面设计时,侧土压力作为地下室外墙的永久荷载,不仅要乘荷载分项系数,而且因为它起控制作用,按新的《建筑结构荷载规范》其分项系数应取》1.35,(与人防荷载组合时仍取1.2)。另外,严格来讲,地下室外墙的侧土压力应按静止土压力计算,但在实际设计中,经常采用主动土压力计算,已经偏小。因此,不能再不乘分项系数。?
8、高层建筑地下室布置的一些墙体,地上对应位置无墙。如果在设计基础底板时将这些不出地面的墙作为支座,则此墙应按深梁进行设计,核算其剪压比能否满足要求。
9、有些工程的结构设计中,框架梁或剪力墙连梁的抗震等级较高,对构件剪压比验算应予以重视,当电算超限时做必要的处理
10、一些高层建筑设计,南北侧窗台高度不同。如南侧为落地窗或低窗台(200-300mm),北侧为高窗台(900-1100mm)。在结构整体计算中,剪力墙的连梁高度均未考虑窗台,且连梁刚度折减系数取规范最小值0.5,周期折减系数取1.0。但施工图设计,窗台与墙同宽,且与主体混凝土结构整体现浇。在水平荷载作用下,剪力墙结构的实际刚度分布及对整体结构的影响、外墙肢及连梁的内力将与设计状态不符。因此,应按实际连梁高度进行整体计算,或采取以下措施:a、未作为连梁设计的窗台后砌,采取有效施工措施防止不同墙体材料之间出现裂缝;b、减薄混凝土窗台厚度或在窗台墙与窗间墙连接处设控制缝。 11、关于主次梁结点部位(梁面同高)的间接受荷情况,我国新老规范都明确规定应设置附加横向钢筋,并承担全部集中荷载。同时,不允许用布置在集中荷载影响区内的斜截面受剪箍筋代替附加横向钢筋。
12、主次梁楼盖中,当抗震设计框架梁上的荷载以集中荷载为主时,如果按箍筋加密区间距进行电算,对抗震要求的箍筋加密区段以外的截面,因其剪力比支座截面衰减不多,故应验算此截面的斜截面受剪承载力。如计算需要,应延长箍筋加密区的长度。
13、抗震设计时的型钢混凝土框支柱或框架柱,
其箍筋设置除满足规范规定的体积配箍率及构造要求以外,同一截面内的箍筋肢距,同样要满足规范对钢筋混凝土框架柱的要求。必要时仍要设置复合箍。
14、在较为复杂的结构平面布置中,经常存在多方向柱网相接区域。有些设计将每根柱与周围各柱均用框架梁连接起来,形成不同方向的多梁交于一柱,导致节点区钢筋锚固和混凝土施工困难。实际上,对于现浇梁板结构,水平地震力主要靠楼板传递,每根柱只要在两个接近垂直的方向有梁连接即可,不必将所有柱都连起来。
浅议建筑结构设计中的概念设计
在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现 在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。
我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结
构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装
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