第一篇:《结构设计常见问题探讨》读书笔记
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《结构设计常见问题探讨》一文在网络上流传甚广,本文为HiStruct的读书笔记(见正文中红字注出部分)。正文如下:
结构设计中相当部分构件的设置,规范仅给出了最低限值或建议取值,实际设计过程中各人的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。还有部分是属于概念设计的范畴,尤其值得我们一起探讨。
一.关于超长结构:
混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m,而
7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工,专门的预加应力措施 或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的,伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝,这显然是很难保证的,但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?笔者认为这取决于各地区的温差及混凝土 不同的收缩应力。按照苏州地区的经验,单层房屋超过55m在70m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后,不设置伸缩缝是可行的,这在笔者长 期的工程实践中证明是切实可行的,多个工程均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强 中部区域的梁板配筋,笔者认为中部区域作为一个中点必然受较大应力,而两侧梁柱,特别是边跨的柱配筋必须加强以抵抗温度应力带来的推力,而超长结构在角部 容易产生的扭转效应也须我们在设计中对角部结构进行加强[HiStruct注:首先中部区域恰恰相对不需要加强配筋,这是因为中部作为收缩的中和轴区域,一般应力比较小,而约束比较强的边界区域则是需要加强的;角部区域更是严重,至于角部区域的扭转,则有点费解]。当框架结构超过70m时,笔者认为必须采 取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等,而且作为超过70m 的结构,必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析,并相应施加预应力,这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力 情况,笔者建议还是应按规范要求设置伸缩缝,毕竟建筑上缝只要处理得当还是不影响观瞻的[HiStruct注:温度和收缩应力分析是必要的,但是应该清楚 的知道,温度应力对于混凝土和钢筋同样起作用,而收缩只是混凝土在变形,实际上并不一定都需要采用预应力,比如加强构造钢筋,膨胀加强带的设置,或者纤维 混凝土等均可,长度上依据具体情况可做到百米以上不设缝]。
二.关于桩筏基础中筏板取值:
桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值,一般是先按建筑层数估算筏板厚度,常规是按层数x50mm来估算。譬如说一幢十八层的小高层住宅,我们则先按 18x50mm=900mm设定筏板厚,然后再根据排桩情况,分别验算角桩冲切,边桩冲切及墙冲切,群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚 [HiStruct注:某种程度说柱对筏板的冲切才是决定满堂桩筏基础厚度的主要因素],但笔者在这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切,短肢剪力 墙结构由于墙体不封闭,故取值群桩冲切边界时有相当大的困难,而群桩冲切由于桩群重叠面积较大,应是一种不利状态。笔者一般是取值几个大层间近似作为冲切 边界,所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消,虽不完全准确,但区域区域放大后,边界的开口效应有所削
弱,是可行的[HiStruct注:合理的假定冲切 边界是设计可靠的前提条件,应慎重]。
三.关于板面设置温度应力筋:
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在 板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%.对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩 应力较大的区域?笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双 层钢筋。其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置,有条件的建设子项设置,而不必过于强调[HiStruct注:从构件的层次上看,一般板跨度比较大 时,比如大厅,就应考虑混凝土收缩的不利方面]。另外有一点,当地下室筏板厚度大于1200mm时,笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积 混凝土所产生的收缩及温度应力,配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200[HiStruct注:基础规范上规定2000mm厚度 时才需要层中附加钢筋网,对于基础底板而言,是否有必要还是个很有争议的问题,因为大体积混凝土内部温度高有膨胀趋势,但是已经受到三向限制,事实上是外 部表面失水收缩才产生的裂缝]。
四.关于梁上起柱是否设置附加钢筋:
笔者曾遇到某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加横向钢筋,有的同志甚至在弹性梁基础中柱下梁内亦附加钢筋,这完全没有必要。虽然这是偏于安全的一 种做法,但如果计算不需要则就是浪费了。《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.2.13条规定,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷 载,应全部由附加横向钢筋(箍筋,吊筋)承担,附加横向钢筋宜采用箍筋。因此次梁放在主梁上面及梁上起柱,主梁是不必设置附加横向钢筋的。《混凝土结构施 工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》就是如此的。但还是有相当多的设计人员认为梁上起柱应设置横向钢筋,其理由是柱的轴力(集中荷载)会通过柱中的 纵向钢筋传到梁截面。这就不对了,柱轴力是由柱截面的混凝土传到梁的上表面,而不是由柱内钢筋传递的,否则独立基础内岂不是也要设置吊筋了?这一类问题我 觉得搞清楚了在工程实践中可以避免一些不必要的浪费[HiStruct注:梁上立柱,柱轴力直接传递上梁混凝土的受压区,因此不再需要横向钢筋,但是需要 注意的是一般梁的混凝土等级比柱要低,有的时候低比较多,这就可能有局压的问题出现]。
五.关于梁筏基础板筋位置:
弹性梁筏基础,由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力,设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋,再加上梁箍筋则施 工中引起板筋的弯折相当困难,遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说,板筋设置必须准确,但考虑施工困难及相应板保护层的损失,建议可以作 适当放松,我院地下工程说明中规定底板面筋应有一半钢筋经斜折后放置在支承基础梁主筋下面,伸入梁内不小于15d,这是合理的。[HiStruct注:梁 筏基础设计梁时应当充分考虑两个方向梁相交以及板筋对有效计算高度的影响,避免钢筋布置与计算有明显偏差,正确布筋方式:比较两个方向上的基础梁,从中判 断强者,然后与“强梁”相垂直布置第一层(最底层)板筋,在第一层板筋之上并与其垂直方向布置“强梁”的底层纵筋和第二层板筋(“强梁”的箍筋与第一层板 筋在同一
层面上插空走过),再在其上布置另一方向上梁的底层纵筋和其余板筋,以此类推;]
六.关于地下室墙迎水面保护层:
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.2.1条规定,墙在二a类环境的混凝土保护层厚度为20mm,而《地下工程防水技术规范》第 4.1.6条规定防水混凝土结构迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm.故常规设计中我们取外墙保护层厚度50mm,且根据GB50010-2002第 9.2.4条要求在保护层内加配φ6@150单层双向钢筋网片,钢筋网片保护层厚度为20mm.笔者认为在计算墙板裂缝时墙板的计算保护层至少可以按 30mm来折算,以考虑钢筋网片的有利作用,这对于节省墙体配筋效果明显。也有设计人员保护层厚度取20mm即可,笔者也持赞同态度。[HiStruct 注:一种观点认为GB50010-2002第9.2.4条仅是争对梁板而言,而实际设计中大家一般会在地下室外墙中加入一层细直径钢筋网片,以限制裂缝宽 度和开展模式]
七.关于强柱弱梁的设计理念:
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆,而梁破坏则仅是某个区域失效,因此柱较 之梁破坏的损害更大,当前我们的经济已高速发展,我们设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。其一必须严格控制柱轴压比,我们目前的计算均是基于 小震下进行的,如果小震下柱子轴压比过高,则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力(有文章研究表明约增加30%),则柱子根本不可能有这点安全储 备,在大震即会破坏,那又何谈大震不倒呢?笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9,且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理,建议边柱,角柱应适当 加强,特别是角柱,建议应全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%.所有框架柱,不包括小截面柱,笔者建议纵筋均应大于20,且柱筋品种不宜过多,矩形截面柱 尽可能对称配筋。而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋,而支座筋则可通过调幅让其适当降低,以使地震作用下能形成梁铰机制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首 先产生塑性铰,保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力[HiStruct注:作者关于轴压比的叙述,代表一种个人习惯做法,仅供参考]。
八.关于剪力墙结构中的几个问题:
短肢剪力墙结构设计中有几个问题值得我们重视,处理不当经常会成为薄弱点,这也是抗震审查中经常发现的问题。其一是对普通长墙的界定,高规 JGJ3-2002第7.1.2条中规定一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙,短肢剪力墙是指截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。这就 给我们带来一个困惑,高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙受力特性截然不同,由此而引起的配筋亦相差甚远(对四级剪力墙而言,短肢剪力墙在一般部位的配筋 率要求大于1.0%,而普通墙则仅要求边缘构件配筋率0.4%,墙身部分配筋率仅为0.2%。),因此笔者在布置长墙时建议控制高厚比大于9,这样就与短 肢剪力墙有所区分而不会混淆[HiStruct注:设计规范中很多规定都存在跳跃性过渡的问题,需要具体分析取舍,附录规范要求短肢剪力墙抗震设计的措 施]。其二是关于小墙肢JGJ3-2002第7.2.5条规定矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍,因为当墙肢高厚比较小时受力特性是脆性 破坏,属抗震不利构件[HiStruct注:假如高厚比小于3,那么受力形态就接近柱了,按照高规要求,宜按柱设计,难道柱子就是脆性破坏?显然作者观点 站不住]。因此笔者认
为在剪力墙结构设计中应尽量避免次类构件的出现,特别是高厚比小于3的小墙肢应不出现,如出现建议一种是按构造柱考虑,不作为抗侧力 构件,否则应按框架柱设计,尽量降低轴压比,加强配筋。
以上是笔者对设计中经常出现的几个问题的理解,难免有片面性。在今后的设计过程中,应以规范为依据,不断总结,使我们的设计更经济合理。
附录短肢剪力墙结构的抗震加强措施:
1.抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。
2.抗震设计时,各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1。
3.抗震设计时,除底部加强部位应按高规7.2.10条调整剪力设计值外,其它各层短肢剪力墙的剪力设计值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。
4.抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。
5.短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。
6.7度和8度抗震设计时,短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。
7.高规7.2.1条文规定了带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25。
第二篇:《结构设计常见问题探讨》的读书笔记
《结构设计常见问题探讨》的读书笔记
《结构设计常见问题探讨》一文在网络上流传甚广,本文为HiStruct的读书笔记(见正文中红字注出部分)。正文如下:
结构设计中相当部分构件的设置,规范仅给出了最低限值或建议取值,实际设计过程中各人的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。还有部分是属于概念设计的范畴,尤其值得我们一起探讨。
一.关于超长结构:
混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m,而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工,专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的,伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝,这显然是很难保证的,但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?笔者认为这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按照苏州地区的经验,单层房屋超过55m在70m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后,不设置伸缩缝是可行的,这在笔者长期的工程实践中证明是切实可行的,多个工程均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强中部区域的梁板配筋,笔者认为中部区域作为一个中点必然受较大应力,而两侧梁柱,特别是边跨的柱配筋必须加强以抵抗温度应力带来的推力,而超长结构在角部容易产生的扭转效应也须我们在设计中对角部结构进行加强[HiStruct注:首先中部区域恰恰相对不需要加强配筋,这是因为中部作为收缩的中和轴区域,一般应力比较小,而约束比较强的边界区域则是需要加强的;角部区域更是严重,至于角部区域的扭转,则有点费解]。当框架结构超过70m时,笔者认为必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等,而且作为超过70m 的结构,必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析,并相应施加预应力,这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力情况,笔者建议还是应按规范要求设置伸缩缝,毕竟建筑上缝只要处理得当还是不影响观瞻的[HiStruct注:温度和收缩应力分析是必要的,但是应该清楚的知道,温度应力对于混凝土和钢筋同样起作用,而收缩只是混凝土在变形,实际上并不一定都需要采用预应力,比如加强构造钢筋,膨胀加强带的设置,或者纤维混凝土等均可,长度上依据具体情况可做到百米以上不设缝]。
二.关于桩筏基础中筏板取值:
桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值,一般是先按建筑层数估算筏板厚度,常规是按层数x50mm来估算。譬如说一幢十八层的小高层住宅,我们则先按18x50mm=900mm设定筏板厚,然后再根据排桩情况,分别验算角桩冲切,边桩冲切及墙冲切,群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚[HiStruct注:某种程度说柱对筏板的冲切才是决定满堂桩筏基础厚度的主要因素],但笔者在这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切,短肢剪力墙结构由于墙体不封闭,故取值群桩冲切边界时有相当大的困难,而群桩冲切由于桩群重叠面积较大,应是一种不利状态。笔者一般是取值几个大层间近似作为冲切边界,所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消,虽不完全准确,但区域区域放大后,边界的开口效应有所削弱,是可行的[HiStruct注:合理的假定冲切边界是设计可靠的前提条件,应慎重]。
三.关于板面设置温度应力筋:
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%.对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置,有条件的建设子项设置,而不必过于强调[HiStruct注:从构件的层次上看,一般板跨度比较大时,比如大厅,就应考虑混凝土收缩的不利方面]。另外有一点,当地下室筏板厚度大于1200mm时,笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力,配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200[HiStruct注:基础规范上规定2000mm厚度时才需要层中附加钢筋网,对于基础
底板而言,是否有必要还是个很有争议的问题,因为大体积混凝土内部温度高有膨胀趋势,但是已经受到三向限制,事实上是外部表面失水收缩才产生的裂缝]。
四.关于梁上起柱是否设置附加钢筋:
笔者曾遇到某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加横向钢筋,有的同志甚至在弹性梁基础中柱下梁内亦附加钢筋,这完全没有必要。虽然这是偏于安全的一种做法,但如果计算不需要则就是浪费了。《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.2.13条规定,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋(箍筋,吊筋)承担,附加横向钢筋宜采用箍筋。因此次梁放在主梁上面及梁上起柱,主梁是不必设置附加横向钢筋的。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》就是如此的。但还是有相当多的设计人员认为梁上起柱应设置横向钢筋,其理由是柱的轴力(集中荷载)会通过柱中的纵向钢筋传到梁截面。这就不对了,柱轴力是由柱截面的混凝土传到梁的上表面,而不是由柱内钢筋传递的,否则独立基础内岂不是也要设置吊筋了?这一类问题我觉得搞清楚了在工程实践中可以避免一些不必要的浪费[HiStruct注:梁上立柱,柱轴力直接传递上梁混凝土的受压区,因此不再需要横向钢筋,但是需要注意的是一般梁的混凝土等级比柱要低,有的时候低比较多,这就可能有局压的问题出现]。
五.关于梁筏基础板筋位置:
弹性梁筏基础,由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力,设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋,再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难,遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说,板筋设置必须准确,但考虑施工困难及相应板保护层的损失,建议可以作适当放松,我院地下工程说明中规定底板面筋应有一半钢筋经斜折后放置在支承基础梁主筋下面,伸入梁内不小于15d,这是合理的。[HiStruct注:梁筏基础设计梁时应当充分考虑两个方向梁相交以及板筋对有效计算高度的影响,避免钢筋布置与计算有明显偏差,正确布筋方式:比较两个方向上的基础梁,从中判断强者,然后与“强梁”相垂直布置第一层(最底层)板筋,在第一层板筋之上并与其垂直方向布置“强梁”的底层纵筋和第二层板筋(“强梁”的箍筋与第一层板筋在同一层面上插空走过),再在其上布置另一方向上梁的底层纵筋和其余板筋,以此类推;]
六.关于地下室墙迎水面保护层:
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.2.1条规定,墙在二a类环境的混凝土保护层厚度为20mm,而《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定防水混凝土结构迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm.故常规设计中我们取外墙保护层厚度50mm,且根据GB50010-2002第9.2.4条要求在保护层内加配φ6@150单层双向钢筋网片,钢筋网片保护层厚度为20mm.笔者认为在计算墙板裂缝时墙板的计算保护层至少可以按30mm来折算,以考虑钢筋网片的有利作用,这对于节省墙体配筋效果明显。也有设计人员保护层厚度取20mm即可,笔者也持赞同态度。[HiStruct注:一种观点认为GB50010-2002第9.2.4条仅是争对梁板而言,而实际设计中大家一般会在地下室外墙中加入一层细直径钢筋网片,以限制裂缝宽度和开展模式]
七.关于强柱弱梁的设计理念:
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆,而梁破坏则仅是某个区域失效,因此柱较之梁破坏的损害更大,当前我们的经济已高速发展,我们设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。其一必须严格控制柱轴压比,我们目前的计算均是基于小震下进行的,如果小震下柱子轴压比过高,则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力(有文章研究表明约增加30%),则柱子根本不可能有这点安全储备,在大震即会破坏,那又何谈大震不倒呢?笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9,且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理,建议边柱,角柱应适当加强,特别是角柱,建议应全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%.所有框架柱,不包括小截面柱,笔者建议纵筋均应大于20,且柱筋品种不宜过多,矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋,而支座筋则可通过调幅让其适当降低,以使地震作用下能形成梁铰机制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首先产生塑性铰,保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力
[HiStruct注:作者关于轴压比的叙述,代表一种个人习惯做法,仅供参考]。
八.关于剪力墙结构中的几个问题:
短肢剪力墙结构设计中有几个问题值得我们重视,处理不当经常会成为薄弱点,这也是抗震审查中经常发现的问题。其一是对普通长墙的界定,高规JGJ3-2002第7.1.2条中规定一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙,短肢剪力墙是指截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。这就给我们带来一个困惑,高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙受力特性截然不同,由此而引起的配筋亦相差甚远(对四级剪力墙而言,短肢剪力墙在一般部位的配筋率要求大于1.0%,而普通墙则仅要求边缘构件配筋率0.4%,墙身部分配筋率仅为0.2%。),因此笔者在布置长墙时建议控制高厚比大于9,这样就与短肢剪力墙有所区分而不会混淆[HiStruct注:设计规范中很多规定都存在跳跃性过渡的问题,需要具体分析取舍,附录规范要求短肢剪力墙抗震设计的措施]。其二是关于小墙肢JGJ3-2002第7.2.5条规定矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍,因为当墙肢高厚比较小时受力特性是脆性破坏,属抗震不利构件[HiStruct注:假如高厚比小于3,那么受力形态就接近柱了,按照高规要求,宜按柱设计,难道柱子就是脆性破坏?显然作者观点站不住]。因此笔者认为在剪力墙结构设计中应尽量避免次类构件的出现,特别是高厚比小于3的小墙肢应不出现,如出现建议一种是按构造柱考虑,不作为抗侧力构件,否则应按框架柱设计,尽量降低轴压比,加强配筋。
以上是笔者对设计中经常出现的几个问题的理解,难免有片面性。在今后的设计过程中,应以规范为依据,不断总结,使我们的设计更经济合理。
附录短肢剪力墙结构的抗震加强措施:
1.抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。
2.抗震设计时,各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1。
3.抗震设计时,除底部加强部位应按高规7.2.10条调整剪力设计值外,其它各层短肢剪力墙的剪力设计值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。
4.抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。
5.短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。
6.7度和8度抗震设计时,短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。
7.高规7.2.1条文规定了带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25。
第三篇:建筑结构设计常见问题的解析(模版)
建筑结构设计常见问题的解析
辽宁
【摘要】建筑的要求是很多的,不论是住房还是商品房,主要的就是房屋的构造,房屋的好坏,承受能力和结构构造,其次也要注意施工的好坏,要注意钢筋混凝土的使用,也要注意一些防水防火的措施,要注意结构上设计的标准,本文的讲述对于现实工程建筑结构设计工程具有很多的重要作用的。
【关键词】主体钢筋,模板,混凝土,防水施工方向。
中图分类号:TU3 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
我国的建筑业的发展那是很快的了。但是现在对建筑水平的要求也是很多的了。要注意了解综合性的条件,要注意的是结构的 稳定性,不论房屋的作用,都要做到万无一失,好的建筑结构是设计的基础,但是同时也要注意混凝土的使用,也要注意一些防水的措施,这给人们带来的利益是很大的,不好的设计会出现很多的质量问题的,本文将阐述的是施工结构的方法和使用的材料,以及用途。
一项建筑结构设计的内容结构设计是使用结构语言代表建筑术及其工程师所要表达出来的食物。结构语言是结构师从建筑及其图纸上提炼出来的结构因素。其中包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部等。然后运用这些结构因素来构建成建筑物或者构筑物的结构系统,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容为:基础的设计上部结构的设计和下部设计。
l、结构设计的程序
建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求:即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计一结构分析一构件设计一绘施工图。
2、建筑物结构设计的要求
要达到设计建筑结构可靠度的要求,在设计中,须遵循下列要求:(1)计算内容:结构构件须承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算,动力荷载的构件进行疲劳强度验算;(2)应在结构产生多种作用效应时,须分析求出每一种作用下的效应后,应考虑最不利组合;(3)抗震设计:我国目前在抗震设防烈度是6至9度,建筑结构是要根据不同地区的烈度、结构类型及房屋高度而评定抗震不同等级。不同抗震等级,要求有不同计算和构造的。
二、结构设计要遵循的原则
在四个基本设计原则当中,“抓大放小”、“多道防线”、“刚柔相济”、设计概念是战略问题,要想实现这些战略思想,是靠“打
通关节”来保证这个原则的。
1.抓大放小。各种构件协共同组成结构体系,而各个构件在结构中担任着不相同的角色,“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。
2.多道防线。采用多道防线设计才能达到安全的结构体系,在灾难发生时,生存绝对不能寄托在某单一构件上。
3.刚柔相济。刚柔相济是合理的建筑结构体系。若结构刚度太大时变形能力是很差的,破坏力很大袭来时需要承受的力量也很大,极易造成严重受损的。太柔的结构可以很好的消减外力,造成变形过大而无法使用的。
4.打通关节。结构体系是变化统一的,所以结构体系中关节无处不在。浑然一体是理想的结构体系,没有任何关节,结构体系能使任何外力迅速传递和消减。永远处于原始的静态就是要打通关节保持平衡的目的,当力量畅通时,构件与构件之间的静态平衡被破坏,结构就发生重大的变化。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。
三、结构设计常见问题分析
1地基与基础设计方面存在的问题。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的,阶段设计的好与坏会直接影响到后期设计工作,地基基础是影响到工程造价的。但在建筑无地质勘察报告后,仅依据建设单位口头或者笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。在地基与基础设计这一阶段,应选用整体性好,满足地基承载力和建筑物容许变形的要求,并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量,有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外,在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。对软土层覆盖层厚度较大地区的多层建筑,需经过地基处理的方式以达到控制建筑物沉降的目的。
2结构设计中容易忽视结构防火设计问题
在建筑设计中,一些设计人员对防火规范、规定不熟悉,对建筑物分类有错误,导致在设计中对防火标准执行有误,消防处理不当,存在许多安全隐患;一些重要场所的安全疏散出口、疏散门开启方向不正确,影响安全疏散:有些设计中的防火分区面积过大,防火间距过长,设计存在随意性;有些消防设施设计不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防设施将不能有效发挥作用。
3.钢筋混凝土承重结构体系选型、布置方面存在的问题。
钢筋混凝土承重结构的合理布置使结构尽可能“规则”,是抗震概念设计中的十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。但我国很多钢筋混凝土承重结构布置不合理,体型不规则。由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。.结构设计中设计深度不达标
一些设计人员制作图纸‘偷工减料”,设计粗糙,过于简单,施工图中应有的人样图、相关剖视图漏缺;一些重要的、应该用图纸反映的内容只标注“见图集”、“由设备厂家确定”等,施工图设计表述不全,细部大样,不能反映工程的全貌;一些重要的设计依据、设计参数、工程类别、安全等级、耐火等级、防火消防处理等在设计总说明中没有标明或交待不全。
5、楼板设计中存在的问题。在建筑工程中楼板是主要承重构件,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若设计不周的话,会出现设计质量问题的。以下是楼板设计中常见的问题:
(1)设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作为单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。
(2)板承受线荷载时弯矩计算问题,在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙,故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。
6结构设计中的抗震设计问题
在建筑中抗震设计已经很重要了,我国近几年来发生了不少的重大地震灾害,造成不少人员伤亡和经济损失严重。有些设计不能满足抗震设计的一般规定,如超越房屋高度的限制、超越房屋最大高宽比的限制、或超越抗震横墙间距的限制等,有的存存违反强制性条文的现象,如《建筑抗震设计规范》第7.1.8条(强制性条文)规定“底部框架一抗震墙结构,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”。有些设计把底层设计成大空间,抗震墙很少,上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误,导致整个结构设计错误。
四、结束语
建筑结构设计是一项较为全面性的系统工程,在设计中潜在多类型的问题,需要工作人员具备全面的理论知识、实时的思想及严谨的工作态度。建筑结构设计是建筑工程的前期规划和根基,对建筑质量及成本控制有着直接性的影响。我们设计工作者一定要开动脑筋,有效结合当地的现实状况,参考之前的工程情况及经验的总结,努力提升自己的结构设计水准,来确保建筑质量,保证人民的生命及财产安全,有利的推动建筑事业向更高的层次发展。
参考文献:
[1]刘旭,盛钢赟.建筑结构设计的基本方法及概念设计.中国城市经济,2011
[2]孙鹏.建筑结构设计中的概念设计与结构措施.现代装饰(理
论),2011
[3]章吉牧.建筑结构设计常见问题探讨.江西建材,2011
第四篇:结构设计与审查常见问题
序号 常见问题 相关规范 审图机构处理意见 规范编号 条目 一 荷载和计算部分 计算单向地震作用时,未考虑偶然偏心的影响。JGJ3-2002 3.3.3 整改 对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑其基本风压未按100年重现期的风压值采用。JGJ3-2002 3.2.2 整改 高层建筑消防疏散楼梯,荷载取值小于3.5kn/m2。GB50009-2001 4.1.1 整改 上人屋面活载仍用老规范值1.5 kn/m2,对非上人屋面应建筑专业确认,有时结构按非上人屋面设计,建筑为上人屋面。GB50009-2001 4.3.1 整改 对宾馆、医院等厕所隔墙局部布置较密,未折算成等效荷载按实输入,如按每米墙重1/3折算成活荷载数值偏小,且≥1.0 kn/m2。GB50009-2001 4.1.1注5 整改 对平面不规则结构,结构扭转为主的第一自振周期压Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度大于0.9,B级高度大于0.85。JGJ3-2002 4.3.5 整改 对质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,仍按单向水平地震作用进行计算。JGJ3-2002 3.3.2 整改 对V形、Y形、弧形、井字形平面建筑,风荷载体型系数仍取1.3。JGJ3-2002 3.2.5 审核意见 现浇楼面中梁的刚度增大系数取1.0,引起梁支座配筋偏小。JGJ3-2002 5.2.2 审核意见 10 7-9度时,框架结构未进行弱层检验和验算 GB50011-2001 5.5.2 审核意见 11 地下建筑抗浮计算时浮力项未乘分项系数1.2,自重项未乘分项子数0.9。GB50009-2001 3.2.5 整改 计算书同图纸中用料不一致,如框架结构中的填充墙,图纸中用混凝土小型空心砌块,计算中采用粘土大三孔砖,荷载偏小。GB50011-2001 5.1.3 整改 二 地基基础 柱下独立承台基础未设二个方向基础梁。GB50007-2002 8.5.20 审核意见 2 桩箍筋在液化土层范围内未加密。GB50011-2001 4.4.5 整改 3 高层建筑桩未进行桩基抗震承载力验算。GB50011-2001 4.4.24.4.3 视情况定(整改或审校意见)持力层下存在软弱下卧层时,未考虑下卧层对持力层地基承载力 DGJ08-11-1999 4.2.5 视情况定(整改或审校意见)基础埋置深度未进入持力层,造成承载力不够 GB50007-2002 5.1.15.1.3 整改 结构专业常见问题一览表
序号 常见问题 相关规范 审图机构处理意见 规范编号 条目 基础或桩基承载力验算时,未考虑底层墙或地下室墙重,及基础梁和基础自重的影响,如考虑地下水影响应取最低地下水位,设计时经常漏算上述荷载造成地基或桩基承载力不足。GB50007-2002 5.2.18.5.4 整改 对双柱或多柱联合基础或承台未使荷载重心与基础形成心或桩心重合,未考虑偏心影响,造成承载力不足。GB50007-2002 5.2.18.5.4 整改 按试验确定桩承载力时未扣除试柱加长部分的摩阻力,造成桩承载力不安全。GB50007-2002 8.5.4 整改 工业厂房中未考虑地面堆载对基础影响,造成基础设计时承载力不足。GB50007-2002 5.2.1 整改 基础底板配筋计算时未考虑由永久荷载效应控制的组合,对由永久荷载效应控制的组合分项子数未取1.35。GB500009-2001 3.2.5 整改 采用沉降控制复合桩基时,遇暗浜局部持力层缺时未作地基处理 DGJ08-11-1999 11.6.6 整改 采用标准图中的受压桩作试桩用的锚桩时,未核算桩身抗拉承载力和桩段连接强度。GB50010-2002 7.4.1 整改 力学模型和计算程序选择不妥,如楼面中间开大洞,仅周边有少许楼板连接的结构也按楼面无限刚模型计算,未按弹性板程序复核也未采取措施。GB50010-2002 5.1.3 视情况定(整改或审核意见)14 地下室外墙计算时侧压力数取值过小,未按静止土压力系数取值,对于地下室顶板有大开口处的地下室墙,未另作计算。DGJ08-11-1999 9.1.6 整改 独立基础,条形基础采用上部荷载不当,应分别进行风荷载作用、地震作用下的最大荷载进行计算和校核。地下室有关构件是否进行裂缝宽度验算。2a环境下,砼耐久性基本要求最低砼强度等级C25。GB50011-2001 3.4.2 18 防水砼结构底板的砼垫层,强度等级不应小于C15,厚度不应小于100mm,在软弱土层中不应小于150mm GB50108-2001 4.1.5 审核意见 三 砼结构 现浇板配筋率不满足纵向受力钢筋的最小配筋率。GB50010-2002 9.5.1 整改 2 框架梁支座负钢筋配筋率超过2.5%。GB50010-2002 11.3.1 整改 钢筋名称仍沿用89规范的I级钢、II级钢的标注法。GB50010-2002 4.2.1 审核意见 4 吊钩、预埋件锚筋采用冷加工钢筋。GB50010-2002 10.9.310.9.8 整改 结构专业常见问题一览表
序号 常见问题 相关规范 审图机构处理意见 规范编号 条目 抗震等级为一、二级的钢筋混凝土框架中的钢筋未提出材料强度比限值要求。GB50011-2001 3.9.2 整改 受拉或受力较大,较重要的受弯构件(如抗拔桩、托墙梁转、换梁等大跨度梁)未作裂缝宽度验算。GB50010-2002 11.3.6 审核意见 框架梁或连梁箍筋等其它构件的配筋未达到电算或计算所要求的配筋量。GB50011-2001 6.3.3 整改 框架梁配筋只控制支座箍筋,未考虑跨中配箍。在特殊情况下(如跨中有较大集力)跨中配箍不足。GB50010-2001 11.3.9 整改 钢筋混凝土梁腹板高度hw≥450,梁侧的纵向构造钢筋设置不满足要求。GB50010-2002 10.2.16 审核意见 扁梁的截面尺寸不符合要求,梁宽>2bc或bc+hb GB50011-2001 6.3.2 审核意见 梁高不大于300的梁箍筋间距采用200而未验算V≤0.7bhoft GB50010-2002 10.2.10 审核意见 高层一、二级抗震剪力墙(尤其是一字形短肢墙)墙厚不满足要求,而未作墙肢稳定验算。JGJ3-2002 7.2.2 整改 梁端纵向受拉钢筋配箍率>2%箍筋未按要求增大2mm。GB50010-2002 11.3.6 整改 高层一字形,剪力墙单侧搁置楼面梁未作墙体加强处理。JGJ3-2002 7.1.7 视情况定)整改或审核意见)15 形状复杂的短肢剪力墙,两处方向的受弯钢筋未按规定全部配在端部暗柱(或端柱等)内。GB50011-2001 6.4.8 整改 16 一、二级抗震设计的剪力墙的约束边缘构件LC范围内的体积含箍率不能满足要求。JGJ3-2002 7.2.16 审核意见 一级抗震设计的剪力墙,水平施工缝未作抗滑移验算。JGJ3-2002 7.2.13 审核意见 18 梁端箍筋加密区不满足≤ho/4的要求,尤其是断面高度较小的连梁等。GB50011-2001 6.3.3 整改 高层建筑的楼面主梁搁置在剪力墙的连梁上。JGJ3-2002 7.1.10 审核意见 20 悬臂梁有收头边梁、井格梁的梁交汇处设附加横向钢筋。GB50010-2002 10.2.13 审核意见 楼梯间等结构布置不合理,形成外排柱只有一个方向有框架梁。JGJ3-2002 6.1.1 审核意见 三级框架柱箍筋加密区箍筋间距采用150,不满足柱脚箍筋间距100的要求。GB50011-2001 6.3.8 整改 选用HPB235级Φ6规格的钢筋。GB50010-2002 4.2.2 审核意见 选用已作废的图集台01G101,97G329等。视情况定(整改或审核意见)结构专业常见问题一览表
序号 常见问题 相关规范 审图机构处理意见 规范编号 条目 应全长加密箍筋的柱子,箍筋未全长加密①楼梯间半平台处的柱子由于 半平台的平面成为短柱②框支柱一、二级框架短柱③剪跨比不大于2的柱和因设置填充墙等形成柱净高与截面高度之比不大于4的柱。GB50011-2001 6.3.10 整改 26 高层楼梯间外墙未说明应把踏步板钢筋伸入砼墙中,使外墙计算长度加高,而不满足高厚比要求。GB50010 11.7.9 四 砌体结构 未说明施工质量控制等级。GB50003-2001 3.2.1 整改 内墙阳角到门窗边的距离不满足局部尺寸限值未采取局部加强措施。GB50011-2001 7.1.6 审核意见 底框2层构造柱纵筋小于4Φ16 GB50011-2001 7.5.1 审核意见 顶层悬挑梁伸入垟内的长度<2倍悬臂长度(其上无砌体时)。GB50003-2001 7.4.5 审核意见 煤气管的贴邻或相邻房,地坪未采用填土。DGJ08-20-2001 7.4.3 审核意见 底层墙体开洞而此洞未计入墙体计算的,未进行局部的墙体受压验算。GB50003-2001 5.1.1 整改 顶底层未采取防止墙体开裂措施。GB50003-2001 6.3.26.3.3 审核意见 8 较大洞口两侧未加构造柱。GB50011-2001 7.3.1 整改 7度7层房屋构造柱纵筋直径<4Φ14。GB50011-2001 7.3.2 审核意见 10 ±0.000以下砖采用MU10。GB50003-2001 6.2.2 应根据土层的含水量 跨度>4.8m的梁直接搁置于砌体上示设置垫块。GB50003-2001 6.2.4 审核意见 12 单排孔砼砌块砂浆未用MbXX,孔砼未用cbxx。GB50003-2001 3.2.1 整改 13 五层及五层以上住宅砖采用MU7.5。GB50003-2001 6.2.1 整改 墙体布置过于杂乱,缺少对称,对齐,上下墙体不连续。GB50011-2001 7.1.7 视情况定(整改或审核意见)15 嵌入墙体的信报箱,电箱等墙体被未采取加强措施。GB50011-2001 7.1.7 整改 五 钢结构 采用的钢号、连接材料的型号和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目、焊缝质量级别未注明。GBJ50017-2003 1.0.5 整改 结构专业常见问题一览表
序号 常见问题 相关规范 审图机构处理意见 规范编号 条目 在计算高强细栓的承载力时,磨擦面抗滑移系数采用0.55,在施工说明时允许施工单位按0.5及更低的采用。GBJ50017-2003 7.2.2 视情况定(整改或审核意见)3 角焊缝高度小于1.5。t(mm)为较厚焊件厚度。GBJ50017-2003 8.2.7 整改 梁端部支承加劲肋的下端,吊在梁横向加劲肋的上端未采用刨平项紧。GBJ50017-2003 8.4.128.5.6 审核意见 柱脚底面设置在0.000标高。GB50017-2003 8.9.3 审核意见 6 高强螺栓连接可操作空间不足。JGJ82-91 2.5.7 审核意见 焊缝的重心与杆件截面的中和轴偏心较大。JGJ81-2002 4.1.1 审核意见 8 不同厚度的焊件拼接时,厚板未刨成1:2.5变坡与薄钢板连接。JGJ81-2002 4.4.5 审核意见 采用围焊时未说明在转角处应连续施焊的要求。JGJ81-2002 4.4.4 审核意见 10 梁与柱刚接时,柱在梁冀缘上下各500的节点范围内,柱冀缘与柱腹板的连接焊缝未采用坡口全熔透焊缝。GB50011-2001 8.3.6 整改 单层钢结构厂房实腹式钢柱插入基础的深度小于钢柱截面的2倍。高层为3倍。GB50011-2001 9.2.13 整改 轻钢结构当梁柱铰接时仍按门式钢架横梁的度限值采用。DBJ08-68-97 4.4.3 整改 13 侧面角焊缝长度小于两侧焊缝之间的距离。DBJ08-68-97 5.5.10 审核意见 14 柱腹板高度与厚度比大于80时未采用横向加劲肋板。DBJ08-68-97 5.6.2 整改 15 当屋面坡度>1/10,檀条跨度>4.5时,未在屋脊处设置斜拉条和撑杆。DBJ08-68-97 6.4.3 审核意见 屋面横向水平支撑与柱间支撑不设在同一柱距内。采用钢筋作水平支撑时未设置收紧装置。DBJ08-68-97 6.6.1 审核意见 门式刚架梁腹板在冀缘转折处未设置横向加劲肋。DBJ08-68-97 8.3.4 审核意见 18 当檀条起水平系杆作时,在承载力计算时,未计入由此产生的内力。DBJ08-68-97 8.5.2 视情况定(整改或审核意见)19 柱间支撑的间距大于40米。DBJ08-68-97 8.5.4 审核意见 20 当柱两侧梁高度不同时,未在较小梁下冀缘位置设置水平加劲肋。DBJ08-68-97 9.4.5 审核意见 油漆仅说明底漆、漏面漆,未说明涂层干漆膜总厚度要求。DBJ08-68-97 11.0.7 审核意见 地脚螺栓中心到基础顶面边缘的距离小于150,钢柱底板到基础顶面边缘的距离小于100。DBJ08-68-97 5.4.3 审核意见 六 结构措施部分 钢筋砼悬臂梁上部钢筋的弯折(端部无集中力)当悬臂梁长度>190及端部有集中力荷 作用时。GB50010-2002常用 建筑结构节点设计施工详细图集 10.2.4P42页 2 梁中箍筋 配筋率PSV不足 GB50010-2002 10.2.1010..2.1211.3..9
第五篇:结构设计总结[模版]
十年结构设计经验的总结
1.关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题:
(1).阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,干脆砍了。可砍成直角或斜角。
(2).如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋,谁见过独立基础加辐射筋的?当然加了也无坏处。
(3).如果甲方及老板不是太可恶的话,可将悬挑板的单向板的分布钢筋改为直径12的,别小看这一改,一个工程省个3、2万不成问题。
2.关于箱、筏基础底板的挑板问题:
1).从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约。
(2).出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。
(3).能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜。
(4).窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑。
(5).当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题。
(6).从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。当为多层建筑时,结构也可谦让一下建筑。
3.关于箍筋在梁配筋中的比例问题(约10~20%): 例如一8米跨梁,截面为400X600,配筋:上6根25,截断1/3,下5根25,箍筋:8@100/200(4),1000范围内加密。纵筋总量:
3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/纵筋=1/4,如果双肢箍仅为1/8,箍筋相对纵筋来讲所占比例较小,故不必在箍筋上抠门。且不说要强剪弱弯。已经是构造配箍除外。
4.关于梁、板的计算跨度: 一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的,不削峰才有问题。
5.纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径d,一般情况下,d取钢筋直径的较小值,这是有个前提,即大直径钢筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大,d应取较大的钢筋直径,甚至纵筋应向下延伸一层。其实,两根钢筋放一起,用铁丝捆一下,能起多大用,还消弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以,钢筋如
有可能尽量采用机械连接或焊接。
6.钢筋锚固长度为若干倍钢筋直径d,这是在钢筋强度被充分利用的前提下的要求,在钢筋强度未被充分利用时,如梁上小挑沿纵筋,剪力墙的水平筋端部等,锚固长度可折减。如剪力墙的水平筋端部仅要求有10d的直钩即可。
7.柱子造价在框架结构中是很小的,而在抗震时起的作用是决定性的。经实验,考虑空间作用时,柱子纵筋加大至计算值的2.5倍左右才可保证塑性铰不出现在柱子上。可不按计算配筋,大幅度增加纵筋,同时增大箍筋。
8.抗震缝应加大,经统计,按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞。故应增大抗震缝间距。
9.锚固?搭接?:例如,中柱节点处,框架梁下纵筋锚入柱内LAE,其搭接长度:2*LAE-柱宽,如钢筋直径25,LAE=40D,柱宽500,2*25*40-500=1500,既其搭接长度,已经达到了1500,远大于1.2*LAE=1200。而柱变断面,如上下柱断面相差50,上柱锚入下柱40D,此处按锚固还时搭接?
10.关于回弹再压缩: 基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
11.柱下条基一般认为在刚度较大,柱子轴力和跨度相差不大时,可按倒楼盖计算。实际大部分都可以按倒楼盖计算。即采用修正倒楼盖。先按平均反力计算连续梁,然后将求得的支座反力与柱子轴力相平衡,将差值的正值加到柱两边的1/3梁上,负值加在梁跨中1/3,相对来讲,跨中1/3的压应力较小。可能要修正多次,直到支座反力与柱子轴力接近平衡。
12.主梁有次梁处加附加筋:一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不应绝对。规范说的清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。总的原则,当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时,主梁可不加附加筋。梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。话又说回来,也不差几根箍筋。但有时画图想偷懒时可用此与老总狡辩。
13.一般情况下,悬挑梁宜做成等截面,尤其出挑长度较短时。与挑板不同,挑梁的自重
十年结构设计经验的总结
1.关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题:
(1).阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,干脆砍了。可砍成直角或斜角。
(2).如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋,谁见过独立基础
加辐射筋的?当然加了也无坏处。
(3).如果甲方及老板不是太可恶的话,可将悬挑板的单向板的分布钢筋改为直径12的,别小看这一改,一个工程省个3、2万不成问题。
2.关于箱、筏基础底板的挑板问题:
1).从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布
置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约。
(2).出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。
(3).能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜。
(4).窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙
体连通时,可灵活考虑。
(5).当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题。
(6).从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。当为多层建筑时,结构也可谦让一
下建筑。
3.关于箍筋在梁配筋中的比例问题(约10~20%): 例如一8米跨梁,截面为400X600,配筋:上6根25,截断1/3,下5根25,箍筋:8@100/200(4),1000范围内加密。纵筋总量:
3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/纵筋=1/4,如果双肢箍仅为1/8,箍筋相对纵筋来讲所占比例较小,故不必在箍筋上抠门。且不说要
强剪弱弯。已经是构造配箍除外。
4.关于梁、板的计算跨度: 一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的,不削峰才有问题。
5.纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径d,一般情况下,d取钢筋直径的较小值,这是有个前提,即大直径钢筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大,d应取较大的钢筋直径,甚至纵筋应向下延伸一层。其实,两根钢筋放一起,用铁丝捆一下,能起多大用,还消弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以,钢筋如
有可能尽量采用机械连接或焊接。
6.钢筋锚固长度为若干倍钢筋直径d,这是在钢筋强度被充分利用的前提下的要求,在钢筋强度未被充分利用时,如梁上小挑沿纵筋,剪力墙的水平筋端部等,锚固长度可折减。
如剪力墙的水平筋端部仅要求有10d的直钩即可。
7.柱子造价在框架结构中是很小的,而在抗震时起的作用是决定性的。经实验,考虑空间作用时,柱子纵筋加大至计算值的2.5倍左右才可保证塑性铰不出现在柱子上。可不按计
算配筋,大幅度增加纵筋,同时增大箍筋。
8.抗震缝应加大,经统计,按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞。故应增大
抗震缝间距。
9.锚固?搭接?:例如,中柱节点处,框架梁下纵筋锚入柱内LAE,其搭接长度:2*LAE-柱宽,如钢筋直径25,LAE=40D,柱宽500,2*25*40-500=1500,既其搭接长度,已经达到了1500,远大于1.2*LAE=1200。而柱变断面,如上下柱断面相差50,上柱锚入下柱40D,此处按锚固还时搭接?
10.关于回弹再压缩: 基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分
当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
11.柱下条基一般认为在刚度较大,柱子轴力和跨度相差不大时,可按倒楼盖计算。实际大部分都可以按倒楼盖计算。即采用修正倒楼盖。先按平均反力计算连续梁,然后将求得的支座反力与柱子轴力相平衡,将差值的正值加到柱两边的1/3梁上,负值加在梁跨中1/3,相对来讲,跨中1/3的压应力较小。可能要修正多次,直到支座反力与柱子轴力接
近平衡。
12.主梁有次梁处加附加筋:一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不应绝对。规范说的清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。总的原则,当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时,主梁可不加附加筋。梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。话又说回来,也不差几根箍筋。但有时画图想偷懒时可用此与老总狡辩。
13.一般情况下,悬挑梁宜做成等截面,尤其出挑长度较短时。与挑板不同,挑梁的自重
占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,加大施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然,大挑梁外露者除外。外露的大挑
梁,适当变截面感官效果好些。
14.现浇板一般应做成双向板。其一,双向板的支承边多,抗震的稳定性好,垮了两边还有两边。单向板垮一边板就下来了。二,双向板经济。从计算上讲,例如四边简支支承的双向板,其单向跨中弯距系数约1/27,两边简支的单向板跨中弯距系数为1/8,二者比为2*1/27 / 1/8,约为60%。从构造上,双向板的板厚为1/40~50,单向板为1/3~40,双向
板薄,再着,即使是单向板,其非受力边也得放构造筋。
15.梁垫:为了减小支座反力偏心对砖墙体产生的附加弯距,可做成内缺口梁垫。
16.一般认为,板的上筋直径为8以上时,可防止施工时踩弯,而现场经验看,只有螺纹
12以上的才能保证。
17.现浇阳台栏板,从施工条件来讲,当布单排筋时,板厚应大于80,双排筋时,应大于120。因振捣棒最小为30,布单排筋时,板厚如为60,双向钢筋直径如为8+6,则钢筋
两边仅剩23,无法振捣。
18.当某一房间采用双向井字次梁时,板应考虑整体弯距。即,井字次梁分隔成的4个角上的小板块,负筋应考虑按房间开间进深尺寸截断,而不是仅仅按本小板格截断。即次
梁仅认为是大板的加劲肋。
19.当建筑大多数房间较小,而仅一两处房间较大时,如按大房间确定基础板厚会造成浪费,而按小房间确定则造成配筋困难,当承载力能满足要求时,可在大房间中部垫聚苯卸
载,按小房间确定基础板厚。
20.挑梁端部的挠度并不完全取决于本身的变形,其支座内垮的影响很可能超过挑梁本身的变形。
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