如何做出合格的结构设计

时间:2016-05-07 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:一. 结构设计或审查的基本原则 符合规范、安全可靠、合理经济、施工方便 1、结构体系、结构布置、荷载、强度、刚度、构造、计算,等等,均应符合规范要求(规范用词为“宜”、“可”的,也应尽可

3、人工挖孔桩:在砂夹卵石层内施工(特别是扩孔)跨孔的可能性较大,施工有危险。桩太短(如小于6m),不能按桩算,应按墩算。

4、地基处理:换填、振冲、CFG桩(应算沉降,地基处理规范9.1.3条)。

5、地下室底板不按筏板设计,而采用所谓“抗水板”,其厚度不宜小于300,除地下水浮力,还有地基反力,应计算其配筋及裂缝宽度不应大于0.2mm(地下工程防水技术规范)。

6、伸缩缝、抗震缝处可不必设沉降缝。笔者见有一砌体结构6层住宅,设有100mm宽抗震缝兼沉降缝,因此抗震缝两边的条形基础为大偏心基础,极为不妥。

7、地下室底板下的垫层应采用C15混凝土(地下工程防水技术规范4.1.5条)。

8、地下室墙竖筋及水平筋应注意最小配筋率ρmin。

9、地下室墙应有水平施工缝。

10、超长地下室只留后浇带不能解决使用期间的温度及混凝土收缩问题,应采取加强配筋、加防裂剂、采用预应力混凝土等措施。地下室外墙、底板、顶板的钢筋间距不宜大于150mm。

11、沉降观测点应布置并应有观测点大样,观测方法应有说明,不能只说按某规范。

12、地基软弱下卧层验算:可用《地基基础设计规范,但Es1/Es2<3时查不到θ,也可用基底应力公式计算。

13、桩基(包括桩身质量、单桩承载力)检测,应有检测方法、检测数量等说明,不能只说按某规范。

14、无上部结构的纯地下室在地震区应不应该进行抗震设计?这个问题本来规范已有明确说法,如《建筑抗震设计规范规定“……地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级”,《高层建筑混凝土结构技术规程 》也规定“……地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9度抗震设计时,地下室结构的抗震等级不应低于二级。”

五. 关于框架结构设计

1、柱、梁截面应合理:由位移、轴压比、配筋率等控制,梁大跨取大截面,小跨取小截面,连续跨梁截面宽度宜相同。柱截面应每隔3层左右收小一次,以节约投资,每次收小时应每侧不小于50mm,以方便支模,也不宜大于200mm,以免刚度突变,最上段(顶上几层)可用300mm×300mm(应满足计算要求)。收小柱截面,也可相应增加使用面积。

2、混凝土强度等级:宜≥C25(留有余地),柱梁宜同,变柱截面处不变混凝土强度等级,以免刚度突变。板不宜高于C40(高规4.5.2条规定)、 上海市《控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则》(2001年12月20日以沪建建(2001)第0907号文发布)一. 7条规定“现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30”,中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会混凝土质量专业委员会、高强与高性能混凝土专业委员会编的《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》(化学工业出版社2004年4月第一版)也建议“楼板、屋面板采用普通混凝土时,其强度等级不宜大于C30,基础底板、地下室外墙不宜大于C35”,其原因是为了控制水泥用量,混凝土强度等级越高,水泥用量也越多就越容易开裂。

3、柱设计:

1) 混凝土设计规范10.3.1条1款:纵筋配筋率不宜大于5﹪,10.3.2条4款:纵筋配筋率大于3﹪时对箍筋直径、间距、弯钩有要求,也可焊成封闭环式(与89规范规定必须焊成封闭环式不同了),11.1.13条:抗震设计时不应大于5﹪;高规6.4.4条3款:不宜大于5﹪、不应大于6﹪,抗震设计时不应大于5﹪,6.4.9条4款同混凝土规范10.3.2条4款,但未要求箍筋可焊成封闭环式。

2) 纵筋净间距应≥50mm(混凝土设计规范10.3.1条3款),抗震设计时,截面尺寸大于400mm的柱,纵筋间距不宜大于200mm。

3) 一个截面宜一种直径,宜对称配筋,方便施工,自己设计也简单;钢筋直径不宜上大下小。有个2层的小工程,共16根柱子,KZ1~16,1、2层配筋还有不同,共有32种截面,何苦呢?

4) 强柱弱梁,纵筋不要太小,除一、二层框架可用φ16、φ18外,最好用φ20以上。

5) 箍筋肢距:一级抗震等级不宜大于200mm及20d(d为箍筋直径)的较大值,二、三级抗震等级不宜大于250mm(89规范三级300mm)及20d的较大值,四级抗震等级不宜大于300mm。何为“箍筋肢距”规范无定义,一般设计人员都认为是两根箍筋在水平方向之间的距离。箍筋肢距也不要太小,如600×600柱用6肢箍、500×500柱用5肢箍、400×400柱用4肢箍太密,无必要,也影响混凝土浇注,可对主筋隔一拉一,节约钢筋。

6) 配箍率:新规范比89规范大,与柱轴压比、混凝土强度等级、箍筋抗拉设计强度有关。

7) 用平法表示,不要用列表法(03G101-1 图集的列表法也不直观,审校不便)。

4、钢筋混凝土结构中的楼梯:

1) 不可用砌体支承。

2) 用“小框架”支承,梁柱宜符合三级抗震要求(箍筋≥φ6@150)。

5、钢筋混凝土结构中的构造柱(GZ):

1)上端与梁板应弱连接,不连应是可以的,也可用1φ12连接,GZ上端应与梁板离开20~30mm,否则会改变上端梁板的受力状况。

2)GZ的箍筋可不加密,它不是抗震构件(有些标准图集有加密的)。

3)GZ必须先砌填充墙(留马牙槎)后浇,施工单位有先浇的,极为不妥。

6、钢筋混凝土结构中的砌体填充墙的拉墙筋长度:不可套用砌体结构,应按抗震设计规范13.3.3条2款:6、7度时不应小于墙长的1/5且不小于700mm,8、9度时宜沿墙全长贯通。

7、钢筋混凝土结构中的电梯机房楼板、水箱等不可用砌体支承,高规是强条。

六. 关于剪力墙结构体系

1、对剪力墙结构,《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》都有一些规定,高规的内容要多一些,且有关于短肢剪力墙的规定(7.1.2条共8款)。一般剪力墙为hw(墙肢截面高度,笔者认为此应称为“墙肢长度”,与高规表7.2.16注1及抗震设计规范6.4.9条与表6.4.7注4、混凝土结构设计规范表11.7.15注4统一)/bw(墙肢截面厚度)>8,墙肢截面高度不宜大于8m,较长的剪力墙宜开设洞口(即所谓结构洞)(高规7.1.5条)。短肢剪力墙hw/bw=5(笔者认为按老习惯取4较合理)~8,抗震等级应提高一级。hw/bw<5(笔者认为按老习惯取4较合理),即为异形柱。L形、十字形剪力墙等,只要其中的一肢达到一般剪力墙的要求,则不应认为是短肢剪力墙。

2、高规7.1.1条规定“剪力墙结构的侧向刚度不宜过大”,笔者最近审查的一个剪力墙结构住宅,26层,建筑总高度79.50m,采用全剪力墙结构,即除门窗洞外均为剪力墙,无一片后砌的填充墙,第一周期只有1.02秒,侧向刚度过大,使地震作用过大,不经济,不合理。

3、关于底层剪力墙的厚度:

高规7.1.2条规定“高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构”,当短肢剪力墙较多时,其第2款规定“抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于总底部地震倾覆力矩的50%”。SATWE程序在计算时,是将各个墙肢的高厚比进行单独计算,凡hw/bw=5~8,即归入短肢剪力墙,这样算得的短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩就可能容易大于50%。而TAT程序在计算时,是将L形等剪力墙等只要其中的一肢达到一般剪力墙的要求,则不归入短肢剪力墙,在相同的结构中,这样算得的短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩就有可能不大于50%,笔者建议宜按TAT计算该项指标。

4、剪力墙的计算配筋应为墙肢一端的配筋量,某设计单位2000年在上海某工程设计中,一端的配筋量取计算配筋量的一半,工程施工后,遇上海市设计质量抽查,问题被暴露,整改很困难。

5、在短肢剪力墙较多的剪力墙结构中,多数设计人员将较短的墙段都画为约束边缘构件或构造边缘构件,将计算需要的纵向钢筋均匀配置在整个墙段内,这是不妥的,因为配置在墙肢中和轴附近的钢筋并不能发挥作用,因此纵向钢筋应向墙肢端部集中,宜打印剪力墙边缘构件配筋计算结果复核。抗震设计规范6.4.9条规定:“抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时,应按柱的要求进行设计,箍筋应沿全高加密”,SATWE等程序在计算时也是照此条规定办理。如墙厚为200mm,墙肢长度600~800mm,虽然墙肢长度达到墙厚的3~4倍,笔者认为仍宜按柱配筋。

6、有些人在电算总信息中输入分布筋的配筋率为0.30%(规范要求一、二、三级剪力墙最小0.25%,四级剪力墙最小0.20%,为强制性条文),但实际配筋小于0.30%,这就不对了,因为竖向分布筋的配筋率会影响剪力墙的配筋计算结果(见高规7.2.8~7.2.12条)。剪力墙的竖向、横向分布筋也不必太大,如墙厚为200或250mm,纵、横向分布筋都配φ12@200双排(配筋率达0.565~0.452%)似无必要,但钢筋间距宜≤200mm,对防止剪力墙开裂有好处。

七. 框架-剪力墙结构

1、剪力墙应有边框:边框梁(或暗梁)、边框柱(抗震设计规范6.5.1条,混凝土结构设计规范11.7.17条,高规8.2.2条)。不能只设几段剪力墙,就成框架—剪力墙结构体系了。

2、剪力墙承担的地震倾覆弯矩应≥50%,否则应按框架结构查抗震等级,其最大适用高度只可比框架结构适当增加(抗震设计规范6.1.3条1款)。

3、框架—剪力墙结构中不应采用短肢剪力墙

八. 多层砌体结构

1、砖最低MU10,砌块有MU7.5,石材5层以上MU30。

2、水泥砂浆强度折减。不宜用M5水泥砂浆。

3、施工质量等级宜为B级。当为C级时,折减系数0.89(砌体结构设计规范3.2.1条、3.2.2条4款、4.1.4条)。

4、窗(门)间墙宽度、转角墙长度≥1000,转角墙长度达不到1000时宜设L形构造柱。

5、不应设独立混凝土柱承重。

6、构造柱(GZ):(1)一、二层可不设;(2)拉墙筋长1000mm;(3)箍筋在楼面上下500mm范围内@100mm。

7、挑梁:砌体结构设计规范7.4.6条(原为强条,现在不是):1/2负筋伸至尾端,其余伸入2L1/3。

8、最好用手算受压强度,抗震验算用电算。

九. 底框结构

1、抗震设计规范7.1.8条(强条):上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐(何谓“基本对齐”?《工程抗震》杂志沙安解答:“每单元有不超过2道砌体墙不落在下面的框架梁或抗震墙上,可认为是基本对齐”,这里是指建筑单元还是结构单元?该2道砌体墙的长度有无限制?普遍认为这个标准不好掌握,成都市《建筑抗震审查要点》说:);6、7度≤5层可用砌体抗震墙(应符合7.5.6条的要求);抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5(89规范为3),8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0(如小于1.0,地震时第二层可能先于底层破坏,更危险);底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。

2、抗震设计规范7.1.5条:抗震墙的间距:6、7、8度时分别不应大于21、18、15m。

3、抗震设计规范7.1.10条:7度时底部框架及抗震墙的抗震等级为二级(89规范为三级)。

4、抗震设计规范7.5.3条(强条):过渡层楼板≥120,洞口尺寸>800应设边梁。

5、抗震设计规范7.5.4条(强条):KL梁宽≥300 mm,梁高>L/10(一般取L/6~8),箍筋≥φ8,腰筋≥φ14@200,其第4款规定:“梁的主筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚固在柱内,且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的要求”,但抗震设计规范并没有框支梁的规定,可参照高规图10.2.9的要求。

6、抗震设计规范7.5.5条:抗震墙应设边框:边框梁(或暗梁)、边框柱。

7、抗震设计规范7.5.1条:GZ≥240×240,4φ14,过渡层4φ16。

十. 关于结释图首页

1、如图纸不太多,图纸目录应与结构设计总说明一起编为结施1,图纸目录应排在左上角(不应在右上角或右下角),接着为选用图集目录,再接着排结构设计总说明(有人写“结构施工总说明”不妥),这是四川省建筑设计院的习惯(传统)排法,笔者认为符合逻辑关系,看一件东西,应先看“纲”,再看“目”,图纸目录应是“纲”,结构设计总说明是“目”。图纸目录分为“专用图纸目录”或“现制图纸目录”及选用图集目录,二者应分开列表,有人把选用图集列为结构设计总说明的1条,不妥。如图纸较多,图纸目录及选用图集目录可单列1页或若干页,图号应编为结施1,笔者见上海某甲级设计院,图纸目录均单列,但无图号,似不妥。如全部图纸只有1张,则不需图纸目录,应在左上角写明“本套图纸仅此1张”并加框线。

2、结构设计总说明:

1) 《建筑工程设计文件编制深度规定》及《施工图设计文件审查要点》对结构设计总说明的内容均有规定。但写得完全符合要求且无瑕疵的结构设计总说明并不多见。现有国家标准设计图集《民用建筑工程结构施工图设计深度图样》,为大家提供了框架—剪力墙结构和砌体结构两种结构型式的结构设计总说明范本,但仍有不妥之处,如框架—剪力墙结构的总说明:a、3.5.4)条:“基础持力层”应为“地基持力层”(用词应规范);b、3.5.4)(1)条:采用CFG桩复合地基,必须提出复合地基的压缩模量Esp值,因为CFG桩复合地基应进行地基变形验算(见《建筑地基处理技术规范》第9.1.3条);c、10.1(3)条:水池池壁迎水面混凝土保护层厚度取50mm应采取表面防裂措施(参照《混凝土结构设计规范》9.2.4条),或根据《混凝土结构设计规范》9.2.1条(强制性条文),迎水面混凝土保护层厚度可取20mm或稍大于20mm,因为《地下工程防水技术规范》规定防水混凝土结构“迎水面钢筋保护层厚度不应小于50 mm”已不是强制性条文了;d、10.1(4)条:框架梁、柱的混凝土保护层厚度“且不宜小于纵筋直径”应改为“且不应小于纵筋直径”(见《混凝土结构设计规范》9.2.1条)。 3/4 首页上一页1234下一页尾页

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