第一篇:《結構設計常見問題探討》讀書筆記
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《結構設計常見問題探討》一文在網絡上流傳甚廣,本文為HiStruct的讀書筆記(見正文中紅字注出部分)。正文如下:
結構設計中相當部分構件的設置,規范僅給出了最低限值或建議取值,實際設計過程中各人的理解不同可能對整個設計帶來相當大的區別。還有部分是屬于概念設計的范疇,尤其值得我們一起探討。
一.關于超長結構:
混凝土結構設計規范第9.1.1條中規定鋼筋混凝土框架結構伸縮縫最大間距為55m,而
7.1.2條則規定當采取后澆帶分段施工,專門的預加應力措施 或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據的,伸縮縫間距可適當增大。這兩條使我們在實際設計過程中較難把握。工程實例中超過55m 就設置伸縮縫,這顯然是很難保證的,但采取后澆帶分段施工后究竟應控制房屋長度多少而不至于產生裂縫等不良現象呢?筆者認為這取決于各地區的溫差及混凝土 不同的收縮應力。按照蘇州地區的經驗,單層房屋超過55m在70m以內時,采取設置施工后澆帶及相應的構造加強措施后,不設置伸縮縫是可行的,這在筆者長 期的工程實踐中證明是切實可行的,多個工程均未產生嚴重的裂縫。但在結構設計中必須對梁柱配筋進行概念上的調整。首先是長向板鋼筋應雙層設置,并適當加強 中部區域的梁板配筋,筆者認為中部區域作為一個中點必然受較大應力,而兩側梁柱,特別是邊跨的柱配筋必須加強以抵抗溫度應力帶來的推力,而超長結構在角部 容易產生的扭轉效應也須我們在設計中對角部結構進行加強[HiStruct注:首先中部區域恰恰相對不需要加強配筋,這是因為中部作為收縮的中和軸區域,一般應力比較小,而約束比較強的邊界區域則是需要加強的;角部區域更是嚴重,至于角部區域的扭轉,則有點費解]。當框架結構超過70m時,筆者認為必須采 取特殊的措施才能不設置伸縮縫,譬如說采用預加應力,摻入抗裂外加劑等等,而且作為超過70m 的結構,必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析,并相應施加預應力,這在許多工程實例中應用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結構,不能有效的分析清楚受力 情況,筆者建議還是應按規范要求設置伸縮縫,畢竟建筑上縫只要處理得當還是不影響觀瞻的[HiStruct注:溫度和收縮應力分析是必要的,但是應該清楚 的知道,溫度應力對于混凝土和鋼筋同樣起作用,而收縮只是混凝土在變形,實際上并不一定都需要采用預應力,比如加強構造鋼筋,膨脹加強帶的設置,或者纖維 混凝土等均可,長度上依據具體情況可做到百米以上不設縫]。
二.關于樁筏基礎中筏板取值:
樁筏基礎設計中對于筏板厚度的取值,一般是先按建筑層數估算筏板厚度,常規是按層數x50mm來估算。譬如說一幢十八層的小高層住宅,我們則先按 18x50mm=900mm設定筏板厚,然后再根據排樁情況,分別驗算角樁沖切,邊樁沖切及墻沖切,群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚 [HiStruct注:某種程度說柱對筏板的沖切才是決定滿堂樁筏基礎厚度的主要因素],但筆者在這里主要強調一個短肢剪力墻結構下的群樁沖切,短肢剪力 墻結構由于墻體不封閉,故取值群樁沖切邊界時有相當大的困難,而群樁沖切由于樁群重疊面積較大,應是一種不利狀態。筆者一般是取值幾個大層間近似作為沖切 邊界,所圍區域內短肢墻體內力則作為抗力抵消,雖不完全準確,但區域區域放大后,邊界的開口效應有所削
弱,是可行的[HiStruct注:合理的假定沖切 邊界是設計可靠的前提條件,應慎重]。
三.關于板面設置溫度應力筋:
《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第10.1.9條規定在溫度收縮應力較大的現澆板區域內,鋼筋間距宜取為150~200mm,并應在 板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%.對于這一條設計人員的理解又會產生出入。什么區域屬于溫度收縮 應力較大的區域?筆者認為對于規則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設置相應的溫度應力鋼筋,而對于超長結構,則建議在超長結構的長向均應設置雙 層鋼筋。其余部位則可因人而異,功能重要的區域設置,有條件的建設子項設置,而不必過于強調[HiStruct注:從構件的層次上看,一般板跨度比較大 時,比如大廳,就應考慮混凝土收縮的不利方面]。另外有一點,當地下室筏板厚度大于1200mm時,筆者建議在筏板中間配置溫度收縮應力鋼筋以抵抗大體積 混凝土所產生的收縮及溫度應力,配筋量筆者建議取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200[HiStruct注:基礎規范上規定2000mm厚度 時才需要層中附加鋼筋網,對于基礎底板而言,是否有必要還是個很有爭議的問題,因為大體積混凝土內部溫度高有膨脹趨勢,但是已經受到三向限制,事實上是外 部表面失水收縮才產生的裂縫]。
四.關于梁上起柱是否設置附加鋼筋:
筆者曾遇到某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加橫向鋼筋,有的同志甚至在彈性梁基礎中柱下梁內亦附加鋼筋,這完全沒有必要。雖然這是偏于安全的一 種做法,但如果計算不需要則就是浪費了。《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第10.2.13條規定,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷 載,應全部由附加橫向鋼筋(箍筋,吊筋)承擔,附加橫向鋼筋宜采用箍筋。因此次梁放在主梁上面及梁上起柱,主梁是不必設置附加橫向鋼筋的。《混凝土結構施 工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》就是如此的。但還是有相當多的設計人員認為梁上起柱應設置橫向鋼筋,其理由是柱的軸力(集中荷載)會通過柱中的 縱向鋼筋傳到梁截面。這就不對了,柱軸力是由柱截面的混凝土傳到梁的上表面,而不是由柱內鋼筋傳遞的,否則獨立基礎內豈不是也要設置吊筋了?這一類問題我 覺得搞清楚了在工程實踐中可以避免一些不必要的浪費[HiStruct注:梁上立柱,柱軸力直接傳遞上梁混凝土的受壓區,因此不再需要橫向鋼筋,但是需要 注意的是一般梁的混凝土等級比柱要低,有的時候低比較多,這就可能有局壓的問題出現]。
五.關于梁筏基礎板筋位置:
彈性梁筏基礎,由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力,設計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋,再加上梁箍筋則施 工中引起板筋的彎折相當困難,遇到人防工程則更難施工。筆者認為從受力傳遞過程來說,板筋設置必須準確,但考慮施工困難及相應板保護層的損失,建議可以作 適當放松,我院地下工程說明中規定底板面筋應有一半鋼筋經斜折后放置在支承基礎梁主筋下面,伸入梁內不小于15d,這是合理的。[HiStruct注:梁 筏基礎設計梁時應當充分考慮兩個方向梁相交以及板筋對有效計算高度的影響,避免鋼筋布置與計算有明顯偏差,正確布筋方式:比較兩個方向上的基礎梁,從中判 斷強者,然后與“強梁”相垂直布置第一層(最底層)板筋,在第一層板筋之上并與其垂直方向布置“強梁”的底層縱筋和第二層板筋(“強梁”的箍筋與第一層板 筋在同一
層面上插空走過),再在其上布置另一方向上梁的底層縱筋和其余板筋,以此類推;]
六.關于地下室墻迎水面保護層:
《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第9.2.1條規定,墻在二a類環境的混凝土保護層厚度為20mm,而《地下工程防水技術規范》第 4.1.6條規定防水混凝土結構迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm.故常規設計中我們取外墻保護層厚度50mm,且根據GB50010-2002第 9.2.4條要求在保護層內加配φ6@150單層雙向鋼筋網片,鋼筋網片保護層厚度為20mm.筆者認為在計算墻板裂縫時墻板的計算保護層至少可以按 30mm來折算,以考慮鋼筋網片的有利作用,這對于節省墻體配筋效果明顯。也有設計人員保護層厚度取20mm即可,筆者也持贊同態度。[HiStruct 注:一種觀點認為GB50010-2002第9.2.4條僅是爭對梁板而言,而實際設計中大家一般會在地下室外墻中加入一層細直徑鋼筋網片,以限制裂縫寬 度和開展模式]
七.關于強柱弱梁的設計理念:
強柱弱梁的概念主要是針對小震不壞,中震可修,大震不倒的抗震設防目標而提出的。柱破壞了建筑物整個都會傾覆,而梁破壞則僅是某個區域失效,因此柱較 之梁破壞的損害更大,當前我們的經濟已高速發展,我們設計人員在設計中一定要將這一概念設計貫徹下去。其一必須嚴格控制柱軸壓比,我們目前的計算均是基于 小震下進行的,如果小震下柱子軸壓比過高,則大震下地震力將對邊柱產生一個巨大的附加軸力(有文章研究表明約增加30%),則柱子根本不可能有這點安全儲 備,在大震即會破壞,那又何談大震不倒呢?筆者認為軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9,且我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理,建議邊柱,角柱應適當 加強,特別是角柱,建議應全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%.所有框架柱,不包括小截面柱,筆者建議縱筋均應大于20,且柱筋品種不宜過多,矩形截面柱 盡可能對稱配筋。而對梁配筋筆者則建議應配足梁中部筋,而支座筋則可通過調幅讓其適當降低,以使地震作用下能形成梁鉸機制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首 先產生塑性鉸,保證柱端的實際受彎承載力大于梁端的實際受彎承載力[HiStruct注:作者關于軸壓比的敘述,代表一種個人習慣做法,僅供參考]。
八.關于剪力墻結構中的幾個問題:
短肢剪力墻結構設計中有幾個問題值得我們重視,處理不當經常會成為薄弱點,這也是抗震審查中經常發現的問題。其一是對普通長墻的界定,高規 JGJ3-2002第7.1.2條中規定一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻,短肢剪力墻是指截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻。這就 給我們帶來一個困惑,高厚比為7.9倍及8.1倍的兩種墻受力特性截然不同,由此而引起的配筋亦相差甚遠(對四級剪力墻而言,短肢剪力墻在一般部位的配筋 率要求大于1.0%,而普通墻則僅要求邊緣構件配筋率0.4%,墻身部分配筋率僅為0.2%。),因此筆者在布置長墻時建議控制高厚比大于9,這樣就與短 肢剪力墻有所區分而不會混淆[HiStruct注:設計規范中很多規定都存在跳躍性過渡的問題,需要具體分析取舍,附錄規范要求短肢剪力墻抗震設計的措 施]。其二是關于小墻肢JGJ3-2002第7.2.5條規定矩形截面獨立墻肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍,因為當墻肢高厚比較小時受力特性是脆性 破壞,屬抗震不利構件[HiStruct注:假如高厚比小于3,那么受力形態就接近柱了,按照高規要求,宜按柱設計,難道柱子就是脆性破壞?顯然作者觀點 站不住]。因此筆者認
為在剪力墻結構設計中應盡量避免次類構件的出現,特別是高厚比小于3的小墻肢應不出現,如出現建議一種是按構造柱考慮,不作為抗側力 構件,否則應按框架柱設計,盡量降低軸壓比,加強配筋。
以上是筆者對設計中經常出現的幾個問題的理解,難免有片面性。在今后的設計過程中,應以規范為依據,不斷總結,使我們的設計更經濟合理。
附錄短肢剪力墻結構的抗震加強措施:
1.抗震設計時,短肢剪力墻的抗震等級應比高規4.8.2規定的剪力墻的抗震等級提高一級采用。
2.抗震設計時,各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比,抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6和0.7;對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻,其軸壓比限值相應降低0.1。
3.抗震設計時,除底部加強部位應按高規7.2.10條調整剪力設計值外,其它各層短肢剪力墻的剪力設計值,一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1.4和1.2。
4.抗震設計時,短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。
5.短肢剪力墻截面厚度不應小于200mm。
6.7度和8度抗震設計時,短肢剪力墻宜設置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側相交的樓面梁。
7.高規7.2.1條文規定了帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結構的混凝土強度等級不應低于C25。
第二篇:《結構設計常見問題探討》的讀書筆記
《結構設計常見問題探討》的讀書筆記
《結構設計常見問題探討》一文在網絡上流傳甚廣,本文為HiStruct的讀書筆記(見正文中紅字注出部分)。正文如下:
結構設計中相當部分構件的設置,規范僅給出了最低限值或建議取值,實際設計過程中各人的理解不同可能對整個設計帶來相當大的區別。還有部分是屬于概念設計的范疇,尤其值得我們一起探討。
一.關于超長結構:
混凝土結構設計規范第9.1.1條中規定鋼筋混凝土框架結構伸縮縫最大間距為55m,而7.1.2條則規定當采取后澆帶分段施工,專門的預加應力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據的,伸縮縫間距可適當增大。這兩條使我們在實際設計過程中較難把握。工程實例中超過55m 就設置伸縮縫,這顯然是很難保證的,但采取后澆帶分段施工后究竟應控制房屋長度多少而不至于產生裂縫等不良現象呢?筆者認為這取決于各地區的溫差及混凝土不同的收縮應力。按照蘇州地區的經驗,單層房屋超過55m在70m以內時,采取設置施工后澆帶及相應的構造加強措施后,不設置伸縮縫是可行的,這在筆者長期的工程實踐中證明是切實可行的,多個工程均未產生嚴重的裂縫。但在結構設計中必須對梁柱配筋進行概念上的調整。首先是長向板鋼筋應雙層設置,并適當加強中部區域的梁板配筋,筆者認為中部區域作為一個中點必然受較大應力,而兩側梁柱,特別是邊跨的柱配筋必須加強以抵抗溫度應力帶來的推力,而超長結構在角部容易產生的扭轉效應也須我們在設計中對角部結構進行加強[HiStruct注:首先中部區域恰恰相對不需要加強配筋,這是因為中部作為收縮的中和軸區域,一般應力比較小,而約束比較強的邊界區域則是需要加強的;角部區域更是嚴重,至于角部區域的扭轉,則有點費解]。當框架結構超過70m時,筆者認為必須采取特殊的措施才能不設置伸縮縫,譬如說采用預加應力,摻入抗裂外加劑等等,而且作為超過70m 的結構,必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析,并相應施加預應力,這在許多工程實例中應用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結構,不能有效的分析清楚受力情況,筆者建議還是應按規范要求設置伸縮縫,畢竟建筑上縫只要處理得當還是不影響觀瞻的[HiStruct注:溫度和收縮應力分析是必要的,但是應該清楚的知道,溫度應力對于混凝土和鋼筋同樣起作用,而收縮只是混凝土在變形,實際上并不一定都需要采用預應力,比如加強構造鋼筋,膨脹加強帶的設置,或者纖維混凝土等均可,長度上依據具體情況可做到百米以上不設縫]。
二.關于樁筏基礎中筏板取值:
樁筏基礎設計中對于筏板厚度的取值,一般是先按建筑層數估算筏板厚度,常規是按層數x50mm來估算。譬如說一幢十八層的小高層住宅,我們則先按18x50mm=900mm設定筏板厚,然后再根據排樁情況,分別驗算角樁沖切,邊樁沖切及墻沖切,群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚[HiStruct注:某種程度說柱對筏板的沖切才是決定滿堂樁筏基礎厚度的主要因素],但筆者在這里主要強調一個短肢剪力墻結構下的群樁沖切,短肢剪力墻結構由于墻體不封閉,故取值群樁沖切邊界時有相當大的困難,而群樁沖切由于樁群重疊面積較大,應是一種不利狀態。筆者一般是取值幾個大層間近似作為沖切邊界,所圍區域內短肢墻體內力則作為抗力抵消,雖不完全準確,但區域區域放大后,邊界的開口效應有所削弱,是可行的[HiStruct注:合理的假定沖切邊界是設計可靠的前提條件,應慎重]。
三.關于板面設置溫度應力筋:
《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第10.1.9條規定在溫度收縮應力較大的現澆板區域內,鋼筋間距宜取為150~200mm,并應在板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%.對于這一條設計人員的理解又會產生出入。什么區域屬于溫度收縮應力較大的區域?筆者認為對于規則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設置相應的溫度應力鋼筋,而對于超長結構,則建議在超長結構的長向均應設置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異,功能重要的區域設置,有條件的建設子項設置,而不必過于強調[HiStruct注:從構件的層次上看,一般板跨度比較大時,比如大廳,就應考慮混凝土收縮的不利方面]。另外有一點,當地下室筏板厚度大于1200mm時,筆者建議在筏板中間配置溫度收縮應力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產生的收縮及溫度應力,配筋量筆者建議取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200[HiStruct注:基礎規范上規定2000mm厚度時才需要層中附加鋼筋網,對于基礎
底板而言,是否有必要還是個很有爭議的問題,因為大體積混凝土內部溫度高有膨脹趨勢,但是已經受到三向限制,事實上是外部表面失水收縮才產生的裂縫]。
四.關于梁上起柱是否設置附加鋼筋:
筆者曾遇到某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加橫向鋼筋,有的同志甚至在彈性梁基礎中柱下梁內亦附加鋼筋,這完全沒有必要。雖然這是偏于安全的一種做法,但如果計算不需要則就是浪費了。《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第10.2.13條規定,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋(箍筋,吊筋)承擔,附加橫向鋼筋宜采用箍筋。因此次梁放在主梁上面及梁上起柱,主梁是不必設置附加橫向鋼筋的。《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》就是如此的。但還是有相當多的設計人員認為梁上起柱應設置橫向鋼筋,其理由是柱的軸力(集中荷載)會通過柱中的縱向鋼筋傳到梁截面。這就不對了,柱軸力是由柱截面的混凝土傳到梁的上表面,而不是由柱內鋼筋傳遞的,否則獨立基礎內豈不是也要設置吊筋了?這一類問題我覺得搞清楚了在工程實踐中可以避免一些不必要的浪費[HiStruct注:梁上立柱,柱軸力直接傳遞上梁混凝土的受壓區,因此不再需要橫向鋼筋,但是需要注意的是一般梁的混凝土等級比柱要低,有的時候低比較多,這就可能有局壓的問題出現]。
五.關于梁筏基礎板筋位置:
彈性梁筏基礎,由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力,設計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下,而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋,再加上梁箍筋則施工中引起板筋的彎折相當困難,遇到人防工程則更難施工。筆者認為從受力傳遞過程來說,板筋設置必須準確,但考慮施工困難及相應板保護層的損失,建議可以作適當放松,我院地下工程說明中規定底板面筋應有一半鋼筋經斜折后放置在支承基礎梁主筋下面,伸入梁內不小于15d,這是合理的。[HiStruct注:梁筏基礎設計梁時應當充分考慮兩個方向梁相交以及板筋對有效計算高度的影響,避免鋼筋布置與計算有明顯偏差,正確布筋方式:比較兩個方向上的基礎梁,從中判斷強者,然后與“強梁”相垂直布置第一層(最底層)板筋,在第一層板筋之上并與其垂直方向布置“強梁”的底層縱筋和第二層板筋(“強梁”的箍筋與第一層板筋在同一層面上插空走過),再在其上布置另一方向上梁的底層縱筋和其余板筋,以此類推;]
六.關于地下室墻迎水面保護層:
《混凝土結構設計規范》GB50010-2002第9.2.1條規定,墻在二a類環境的混凝土保護層厚度為20mm,而《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定防水混凝土結構迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm.故常規設計中我們取外墻保護層厚度50mm,且根據GB50010-2002第9.2.4條要求在保護層內加配φ6@150單層雙向鋼筋網片,鋼筋網片保護層厚度為20mm.筆者認為在計算墻板裂縫時墻板的計算保護層至少可以按30mm來折算,以考慮鋼筋網片的有利作用,這對于節省墻體配筋效果明顯。也有設計人員保護層厚度取20mm即可,筆者也持贊同態度。[HiStruct注:一種觀點認為GB50010-2002第9.2.4條僅是爭對梁板而言,而實際設計中大家一般會在地下室外墻中加入一層細直徑鋼筋網片,以限制裂縫寬度和開展模式]
七.關于強柱弱梁的設計理念:
強柱弱梁的概念主要是針對小震不壞,中震可修,大震不倒的抗震設防目標而提出的。柱破壞了建筑物整個都會傾覆,而梁破壞則僅是某個區域失效,因此柱較之梁破壞的損害更大,當前我們的經濟已高速發展,我們設計人員在設計中一定要將這一概念設計貫徹下去。其一必須嚴格控制柱軸壓比,我們目前的計算均是基于小震下進行的,如果小震下柱子軸壓比過高,則大震下地震力將對邊柱產生一個巨大的附加軸力(有文章研究表明約增加30%),則柱子根本不可能有這點安全儲備,在大震即會破壞,那又何談大震不倒呢?筆者認為軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9,且我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理,建議邊柱,角柱應適當加強,特別是角柱,建議應全柱加密箍筋,且配筋率不宜小于1%.所有框架柱,不包括小截面柱,筆者建議縱筋均應大于20,且柱筋品種不宜過多,矩形截面柱盡可能對稱配筋。而對梁配筋筆者則建議應配足梁中部筋,而支座筋則可通過調幅讓其適當降低,以使地震作用下能形成梁鉸機制,防止柱先于梁屈服,使梁端能首先產生塑性鉸,保證柱端的實際受彎承載力大于梁端的實際受彎承載力
[HiStruct注:作者關于軸壓比的敘述,代表一種個人習慣做法,僅供參考]。
八.關于剪力墻結構中的幾個問題:
短肢剪力墻結構設計中有幾個問題值得我們重視,處理不當經常會成為薄弱點,這也是抗震審查中經常發現的問題。其一是對普通長墻的界定,高規JGJ3-2002第7.1.2條中規定一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻,短肢剪力墻是指截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻。這就給我們帶來一個困惑,高厚比為7.9倍及8.1倍的兩種墻受力特性截然不同,由此而引起的配筋亦相差甚遠(對四級剪力墻而言,短肢剪力墻在一般部位的配筋率要求大于1.0%,而普通墻則僅要求邊緣構件配筋率0.4%,墻身部分配筋率僅為0.2%。),因此筆者在布置長墻時建議控制高厚比大于9,這樣就與短肢剪力墻有所區分而不會混淆[HiStruct注:設計規范中很多規定都存在跳躍性過渡的問題,需要具體分析取舍,附錄規范要求短肢剪力墻抗震設計的措施]。其二是關于小墻肢JGJ3-2002第7.2.5條規定矩形截面獨立墻肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍,因為當墻肢高厚比較小時受力特性是脆性破壞,屬抗震不利構件[HiStruct注:假如高厚比小于3,那么受力形態就接近柱了,按照高規要求,宜按柱設計,難道柱子就是脆性破壞?顯然作者觀點站不住]。因此筆者認為在剪力墻結構設計中應盡量避免次類構件的出現,特別是高厚比小于3的小墻肢應不出現,如出現建議一種是按構造柱考慮,不作為抗側力構件,否則應按框架柱設計,盡量降低軸壓比,加強配筋。
以上是筆者對設計中經常出現的幾個問題的理解,難免有片面性。在今后的設計過程中,應以規范為依據,不斷總結,使我們的設計更經濟合理。
附錄短肢剪力墻結構的抗震加強措施:
1.抗震設計時,短肢剪力墻的抗震等級應比高規4.8.2規定的剪力墻的抗震等級提高一級采用。
2.抗震設計時,各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比,抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6和0.7;對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻,其軸壓比限值相應降低0.1。
3.抗震設計時,除底部加強部位應按高規7.2.10條調整剪力設計值外,其它各層短肢剪力墻的剪力設計值,一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1.4和1.2。
4.抗震設計時,短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。
5.短肢剪力墻截面厚度不應小于200mm。
6.7度和8度抗震設計時,短肢剪力墻宜設置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側相交的樓面梁。
7.高規7.2.1條文規定了帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結構的混凝土強度等級不應低于C25。
第三篇:建筑結構設計常見問題的解析(模版)
建筑結構設計常見問題的解析
遼寧
【摘要】建筑的要求是很多的,不論是住房還是商品房,主要的就是房屋的構造,房屋的好壞,承受能力和結構構造,其次也要注意施工的好壞,要注意鋼筋混凝土的使用,也要注意一些防水防火的措施,要注意結構上設計的標準,本文的講述對于現實工程建筑結構設計工程具有很多的重要作用的。
【關鍵詞】主體鋼筋,模板,混凝土,防水施工方向。
中圖分類號:TU3 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
我國的建筑業的發展那是很快的了。但是現在對建筑水平的要求也是很多的了。要注意了解綜合性的條件,要注意的是結構的 穩定性,不論房屋的作用,都要做到萬無一失,好的建筑結構是設計的基礎,但是同時也要注意混凝土的使用,也要注意一些防水的措施,這給人們帶來的利益是很大的,不好的設計會出現很多的質量問題的,本文將闡述的是施工結構的方法和使用的材料,以及用途。
一項建筑結構設計的內容結構設計是使用結構語言代表建筑術及其工程師所要表達出來的食物。結構語言是結構師從建筑及其圖紙上提煉出來的結構因素。其中包括基礎、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣細部等。然后運用這些結構因素來構建成建筑物或者構筑物的結構系統,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容為:基礎的設計上部結構的設計和下部設計。
l、結構設計的程序
建筑物的設計包括建筑設計、結構設計、給排水設計、暖氣通風設計和電氣設計等。每一部分的設計都應圍繞設計的四個基本要求:即功能要求、美觀要求、經濟要求和環保要求。建筑結構是一個建筑物發揮其使用功能的基礎,結構設計是建筑物設計的一個重要組成部分,主要包括以下四個過程:方案設計一結構分析一構件設計一繪施工圖。
2、建筑物結構設計的要求
要達到設計建筑結構可靠度的要求,在設計中,須遵循下列要求:(1)計算內容:結構構件須承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算,動力荷載的構件進行疲勞強度驗算;(2)應在結構產生多種作用效應時,須分析求出每一種作用下的效應后,應考慮最不利組合;(3)抗震設計:我國目前在抗震設防烈度是6至9度,建筑結構是要根據不同地區的烈度、結構類型及房屋高度而評定抗震不同等級。不同抗震等級,要求有不同計算和構造的。
二、結構設計要遵循的原則
在四個基本設計原則當中,“抓大放小”、“多道防線”、“剛柔相濟”、設計概念是戰略問題,要想實現這些戰略思想,是靠“打
通關節”來保證這個原則的。
1.抓大放小。各種構件協共同組成結構體系,而各個構件在結構中擔任著不相同的角色,“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等是建筑結構設計中非常重要的概念。
2.多道防線。采用多道防線設計才能達到安全的結構體系,在災難發生時,生存絕對不能寄托在某單一構件上。
3.剛柔相濟。剛柔相濟是合理的建筑結構體系。若結構剛度太大時變形能力是很差的,破壞力很大襲來時需要承受的力量也很大,極易造成嚴重受損的。太柔的結構可以很好的消減外力,造成變形過大而無法使用的。
4.打通關節。結構體系是變化統一的,所以結構體系中關節無處不在。渾然一體是理想的結構體系,沒有任何關節,結構體系能使任何外力迅速傳遞和消減。永遠處于原始的靜態就是要打通關節保持平衡的目的,當力量暢通時,構件與構件之間的靜態平衡被破壞,結構就發生重大的變化。結構設計不能破壞建筑設計,應滿足、實現各種建筑要求;建筑設計不能超出結構設計的能力范圍,不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。
三、結構設計常見問題分析
1地基與基礎設計方面存在的問題。地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的,階段設計的好與壞會直接影響到后期設計工作,地基基礎是影響到工程造價的。但在建筑無地質勘察報告后,僅依據建設單位口頭或者籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。在地基與基礎設計這一階段,應選用整體性好,滿足地基承載力和建筑物容許變形的要求,并能調節不均勻沉降的基礎形式。高層建筑宜設置地下室以減小地基的附加應力和沉降量,有利于滿足天然地基的承載力和上部結構的整體穩定性。此外,在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性。對軟土層覆蓋層厚度較大地區的多層建筑,需經過地基處理的方式以達到控制建筑物沉降的目的。
2結構設計中容易忽視結構防火設計問題
在建筑設計中,一些設計人員對防火規范、規定不熟悉,對建筑物分類有錯誤,導致在設計中對防火標準執行有誤,消防處理不當,存在許多安全隱患;一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確,影響安全疏散:有些設計中的防火分區面積過大,防火間距過長,設計存在隨意性;有些消防設施設計不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防設施將不能有效發揮作用。
3.鋼筋混凝土承重結構體系選型、布置方面存在的問題。
鋼筋混凝土承重結構的合理布置使結構盡可能“規則”,是抗震概念設計中的十分重要的環節,這里的“規則”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。但我國很多鋼筋混凝土承重結構布置不合理,體型不規則。由于引起結構不規則的因素太多,特別是對于復雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。.結構設計中設計深度不達標
一些設計人員制作圖紙‘偷工減料”,設計粗糙,過于簡單,施工圖中應有的人樣圖、相關剖視圖漏缺;一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等,施工圖設計表述不全,細部大樣,不能反映工程的全貌;一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。
5、樓板設計中存在的問題。在建筑工程中樓板是主要承重構件,樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若設計不周的話,會出現設計質量問題的。以下是樓板設計中常見的問題:
(1)設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足,簡單地將雙向板作為單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向僅按構造配筋,造成配筋嚴重不足,致使板出現裂縫。
(2)板承受線荷載時彎矩計算問題,在民用建筑中,常常在樓板上布置一些非承重隔墻,故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載除以板的總面積。
6結構設計中的抗震設計問題
在建筑中抗震設計已經很重要了,我國近幾年來發生了不少的重大地震災害,造成不少人員傷亡和經濟損失嚴重。有些設計不能滿足抗震設計的一般規定,如超越房屋高度的限制、超越房屋最大高寬比的限制、或超越抗震橫墻間距的限制等,有的存存違反強制性條文的現象,如《建筑抗震設計規范》第7.1.8條(強制性條文)規定“底部框架一抗震墻結構,上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊,造成結構體系不合理,傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤,導致整個結構設計錯誤。
四、結束語
建筑結構設計是一項較為全面性的系統工程,在設計中潛在多類型的問題,需要工作人員具備全面的理論知識、實時的思想及嚴謹的工作態度。建筑結構設計是建筑工程的前期規劃和根基,對建筑質量及成本控制有著直接性的影響。我們設計工作者一定要開動腦筋,有效結合當地的現實狀況,參考之前的工程情況及經驗的總結,努力提升自己的結構設計水準,來確保建筑質量,保證人民的生命及財產安全,有利的推動建筑事業向更高的層次發展。
參考文獻:
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論),2011
[3]章吉牧.建筑結構設計常見問題探討.江西建材,2011
第四篇:結構設計與審查常見問題
序號 常見問題 相關規范 審圖機構處理意見 規范編號 條目 一 荷載和計算部分 計算單向地震作用時,未考慮偶然偏心的影響。JGJ3-2002 3.3.3 整改 對于特別重要或對風荷載比較敏感的高層建筑其基本風壓未按100年重現期的風壓值采用。JGJ3-2002 3.2.2 整改 高層建筑消防疏散樓梯,荷載取值小于3.5kn/m2。GB50009-2001 4.1.1 整改 上人屋面活載仍用老規范值1.5 kn/m2,對非上人屋面應建筑專業確認,有時結構按非上人屋面設計,建筑為上人屋面。GB50009-2001 4.3.1 整改 對賓館、醫院等廁所隔墻局部布置較密,未折算成等效荷載按實輸入,如按每米墻重1/3折算成活荷載數值偏小,且≥1.0 kn/m2。GB50009-2001 4.1.1注5 整改 對平面不規則結構,結構扭轉為主的第一自振周期壓Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,A級高度大于0.9,B級高度大于0.85。JGJ3-2002 4.3.5 整改 對質量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構,仍按單向水平地震作用進行計算。JGJ3-2002 3.3.2 整改 對V形、Y形、弧形、井字形平面建筑,風荷載體型系數仍取1.3。JGJ3-2002 3.2.5 審核意見 現澆樓面中梁的剛度增大系數取1.0,引起梁支座配筋偏小。JGJ3-2002 5.2.2 審核意見 10 7-9度時,框架結構未進行弱層檢驗和驗算 GB50011-2001 5.5.2 審核意見 11 地下建筑抗浮計算時浮力項未乘分項系數1.2,自重項未乘分項子數0.9。GB50009-2001 3.2.5 整改 計算書同圖紙中用料不一致,如框架結構中的填充墻,圖紙中用混凝土小型空心砌塊,計算中采用粘土大三孔磚,荷載偏小。GB50011-2001 5.1.3 整改 二 地基基礎 柱下獨立承臺基礎未設二個方向基礎梁。GB50007-2002 8.5.20 審核意見 2 樁箍筋在液化土層范圍內未加密。GB50011-2001 4.4.5 整改 3 高層建筑樁未進行樁基抗震承載力驗算。GB50011-2001 4.4.24.4.3 視情況定(整改或審校意見)持力層下存在軟弱下臥層時,未考慮下臥層對持力層地基承載力 DGJ08-11-1999 4.2.5 視情況定(整改或審校意見)基礎埋置深度未進入持力層,造成承載力不夠 GB50007-2002 5.1.15.1.3 整改 結構專業常見問題一覽表
序號 常見問題 相關規范 審圖機構處理意見 規范編號 條目 基礎或樁基承載力驗算時,未考慮底層墻或地下室墻重,及基礎梁和基礎自重的影響,如考慮地下水影響應取最低地下水位,設計時經常漏算上述荷載造成地基或樁基承載力不足。GB50007-2002 5.2.18.5.4 整改 對雙柱或多柱聯合基礎或承臺未使荷載重心與基礎形成心或樁心重合,未考慮偏心影響,造成承載力不足。GB50007-2002 5.2.18.5.4 整改 按試驗確定樁承載力時未扣除試柱加長部分的摩阻力,造成樁承載力不安全。GB50007-2002 8.5.4 整改 工業廠房中未考慮地面堆載對基礎影響,造成基礎設計時承載力不足。GB50007-2002 5.2.1 整改 基礎底板配筋計算時未考慮由永久荷載效應控制的組合,對由永久荷載效應控制的組合分項子數未取1.35。GB500009-2001 3.2.5 整改 采用沉降控制復合樁基時,遇暗浜局部持力層缺時未作地基處理 DGJ08-11-1999 11.6.6 整改 采用標準圖中的受壓樁作試樁用的錨樁時,未核算樁身抗拉承載力和樁段連接強度。GB50010-2002 7.4.1 整改 力學模型和計算程序選擇不妥,如樓面中間開大洞,僅周邊有少許樓板連接的結構也按樓面無限剛模型計算,未按彈性板程序復核也未采取措施。GB50010-2002 5.1.3 視情況定(整改或審核意見)14 地下室外墻計算時側壓力數取值過小,未按靜止土壓力系數取值,對于地下室頂板有大開口處的地下室墻,未另作計算。DGJ08-11-1999 9.1.6 整改 獨立基礎,條形基礎采用上部荷載不當,應分別進行風荷載作用、地震作用下的最大荷載進行計算和校核。地下室有關構件是否進行裂縫寬度驗算。2a環境下,砼耐久性基本要求最低砼強度等級C25。GB50011-2001 3.4.2 18 防水砼結構底板的砼墊層,強度等級不應小于C15,厚度不應小于100mm,在軟弱土層中不應小于150mm GB50108-2001 4.1.5 審核意見 三 砼結構 現澆板配筋率不滿足縱向受力鋼筋的最小配筋率。GB50010-2002 9.5.1 整改 2 框架梁支座負鋼筋配筋率超過2.5%。GB50010-2002 11.3.1 整改 鋼筋名稱仍沿用89規范的I級鋼、II級鋼的標注法。GB50010-2002 4.2.1 審核意見 4 吊鉤、預埋件錨筋采用冷加工鋼筋。GB50010-2002 10.9.310.9.8 整改 結構專業常見問題一覽表
序號 常見問題 相關規范 審圖機構處理意見 規范編號 條目 抗震等級為一、二級的鋼筋混凝土框架中的鋼筋未提出材料強度比限值要求。GB50011-2001 3.9.2 整改 受拉或受力較大,較重要的受彎構件(如抗拔樁、托墻梁轉、換梁等大跨度梁)未作裂縫寬度驗算。GB50010-2002 11.3.6 審核意見 框架梁或連梁箍筋等其它構件的配筋未達到電算或計算所要求的配筋量。GB50011-2001 6.3.3 整改 框架梁配筋只控制支座箍筋,未考慮跨中配箍。在特殊情況下(如跨中有較大集力)跨中配箍不足。GB50010-2001 11.3.9 整改 鋼筋混凝土梁腹板高度hw≥450,梁側的縱向構造鋼筋設置不滿足要求。GB50010-2002 10.2.16 審核意見 扁梁的截面尺寸不符合要求,梁寬>2bc或bc+hb GB50011-2001 6.3.2 審核意見 梁高不大于300的梁箍筋間距采用200而未驗算V≤0.7bhoft GB50010-2002 10.2.10 審核意見 高層一、二級抗震剪力墻(尤其是一字形短肢墻)墻厚不滿足要求,而未作墻肢穩定驗算。JGJ3-2002 7.2.2 整改 梁端縱向受拉鋼筋配箍率>2%箍筋未按要求增大2mm。GB50010-2002 11.3.6 整改 高層一字形,剪力墻單側擱置樓面梁未作墻體加強處理。JGJ3-2002 7.1.7 視情況定)整改或審核意見)15 形狀復雜的短肢剪力墻,兩處方向的受彎鋼筋未按規定全部配在端部暗柱(或端柱等)內。GB50011-2001 6.4.8 整改 16 一、二級抗震設計的剪力墻的約束邊緣構件LC范圍內的體積含箍率不能滿足要求。JGJ3-2002 7.2.16 審核意見 一級抗震設計的剪力墻,水平施工縫未作抗滑移驗算。JGJ3-2002 7.2.13 審核意見 18 梁端箍筋加密區不滿足≤ho/4的要求,尤其是斷面高度較小的連梁等。GB50011-2001 6.3.3 整改 高層建筑的樓面主梁擱置在剪力墻的連梁上。JGJ3-2002 7.1.10 審核意見 20 懸臂梁有收頭邊梁、井格梁的梁交匯處設附加橫向鋼筋。GB50010-2002 10.2.13 審核意見 樓梯間等結構布置不合理,形成外排柱只有一個方向有框架梁。JGJ3-2002 6.1.1 審核意見 三級框架柱箍筋加密區箍筋間距采用150,不滿足柱腳箍筋間距100的要求。GB50011-2001 6.3.8 整改 選用HPB235級Φ6規格的鋼筋。GB50010-2002 4.2.2 審核意見 選用已作廢的圖集臺01G101,97G329等。視情況定(整改或審核意見)結構專業常見問題一覽表
序號 常見問題 相關規范 審圖機構處理意見 規范編號 條目 應全長加密箍筋的柱子,箍筋未全長加密①樓梯間半平臺處的柱子由于 半平臺的平面成為短柱②框支柱一、二級框架短柱③剪跨比不大于2的柱和因設置填充墻等形成柱凈高與截面高度之比不大于4的柱。GB50011-2001 6.3.10 整改 26 高層樓梯間外墻未說明應把踏步板鋼筋伸入砼墻中,使外墻計算長度加高,而不滿足高厚比要求。GB50010 11.7.9 四 砌體結構 未說明施工質量控制等級。GB50003-2001 3.2.1 整改 內墻陽角到門窗邊的距離不滿足局部尺寸限值未采取局部加強措施。GB50011-2001 7.1.6 審核意見 底框2層構造柱縱筋小于4Φ16 GB50011-2001 7.5.1 審核意見 頂層懸挑梁伸入垟內的長度<2倍懸臂長度(其上無砌體時)。GB50003-2001 7.4.5 審核意見 煤氣管的貼鄰或相鄰房,地坪未采用填土。DGJ08-20-2001 7.4.3 審核意見 底層墻體開洞而此洞未計入墻體計算的,未進行局部的墻體受壓驗算。GB50003-2001 5.1.1 整改 頂底層未采取防止墻體開裂措施。GB50003-2001 6.3.26.3.3 審核意見 8 較大洞口兩側未加構造柱。GB50011-2001 7.3.1 整改 7度7層房屋構造柱縱筋直徑<4Φ14。GB50011-2001 7.3.2 審核意見 10 ±0.000以下磚采用MU10。GB50003-2001 6.2.2 應根據土層的含水量 跨度>4.8m的梁直接擱置于砌體上示設置墊塊。GB50003-2001 6.2.4 審核意見 12 單排孔砼砌塊砂漿未用MbXX,孔砼未用cbxx。GB50003-2001 3.2.1 整改 13 五層及五層以上住宅磚采用MU7.5。GB50003-2001 6.2.1 整改 墻體布置過于雜亂,缺少對稱,對齊,上下墻體不連續。GB50011-2001 7.1.7 視情況定(整改或審核意見)15 嵌入墻體的信報箱,電箱等墻體被未采取加強措施。GB50011-2001 7.1.7 整改 五 鋼結構 采用的鋼號、連接材料的型號和對鋼材所要求的機械性能和化學成分的附加保證項目、焊縫質量級別未注明。GBJ50017-2003 1.0.5 整改 結構專業常見問題一覽表
序號 常見問題 相關規范 審圖機構處理意見 規范編號 條目 在計算高強細栓的承載力時,磨擦面抗滑移系數采用0.55,在施工說明時允許施工單位按0.5及更低的采用。GBJ50017-2003 7.2.2 視情況定(整改或審核意見)3 角焊縫高度小于1.5。t(mm)為較厚焊件厚度。GBJ50017-2003 8.2.7 整改 梁端部支承加勁肋的下端,吊在梁橫向加勁肋的上端未采用刨平項緊。GBJ50017-2003 8.4.128.5.6 審核意見 柱腳底面設置在0.000標高。GB50017-2003 8.9.3 審核意見 6 高強螺栓連接可操作空間不足。JGJ82-91 2.5.7 審核意見 焊縫的重心與桿件截面的中和軸偏心較大。JGJ81-2002 4.1.1 審核意見 8 不同厚度的焊件拼接時,厚板未刨成1:2.5變坡與薄鋼板連接。JGJ81-2002 4.4.5 審核意見 采用圍焊時未說明在轉角處應連續施焊的要求。JGJ81-2002 4.4.4 審核意見 10 梁與柱剛接時,柱在梁冀緣上下各500的節點范圍內,柱冀緣與柱腹板的連接焊縫未采用坡口全熔透焊縫。GB50011-2001 8.3.6 整改 單層鋼結構廠房實腹式鋼柱插入基礎的深度小于鋼柱截面的2倍。高層為3倍。GB50011-2001 9.2.13 整改 輕鋼結構當梁柱鉸接時仍按門式鋼架橫梁的度限值采用。DBJ08-68-97 4.4.3 整改 13 側面角焊縫長度小于兩側焊縫之間的距離。DBJ08-68-97 5.5.10 審核意見 14 柱腹板高度與厚度比大于80時未采用橫向加勁肋板。DBJ08-68-97 5.6.2 整改 15 當屋面坡度>1/10,檀條跨度>4.5時,未在屋脊處設置斜拉條和撐桿。DBJ08-68-97 6.4.3 審核意見 屋面橫向水平支撐與柱間支撐不設在同一柱距內。采用鋼筋作水平支撐時未設置收緊裝置。DBJ08-68-97 6.6.1 審核意見 門式剛架梁腹板在冀緣轉折處未設置橫向加勁肋。DBJ08-68-97 8.3.4 審核意見 18 當檀條起水平系桿作時,在承載力計算時,未計入由此產生的內力。DBJ08-68-97 8.5.2 視情況定(整改或審核意見)19 柱間支撐的間距大于40米。DBJ08-68-97 8.5.4 審核意見 20 當柱兩側梁高度不同時,未在較小梁下冀緣位置設置水平加勁肋。DBJ08-68-97 9.4.5 審核意見 油漆僅說明底漆、漏面漆,未說明涂層干漆膜總厚度要求。DBJ08-68-97 11.0.7 審核意見 地腳螺栓中心到基礎頂面邊緣的距離小于150,鋼柱底板到基礎頂面邊緣的距離小于100。DBJ08-68-97 5.4.3 審核意見 六 結構措施部分 鋼筋砼懸臂梁上部鋼筋的彎折(端部無集中力)當懸臂梁長度>190及端部有集中力荷 作用時。GB50010-2002常用 建筑結構節點設計施工詳細圖集 10.2.4P42頁 2 梁中箍筋 配筋率PSV不足 GB50010-2002 10.2.1010..2.1211.3..9
第五篇:結構設計總結[模版]
十年結構設計經驗的總結
1.關于箱、筏基礎底板挑板的陽角問題:
(1).陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小,干脆砍了。可砍成直角或斜角。
(2).如果底板鋼筋雙向雙排,且在懸挑部分不變,陽角不必加輻射筋,誰見過獨立基礎加輻射筋的?當然加了也無壞處。
(3).如果甲方及老板不是太可惡的話,可將懸挑板的單向板的分布鋼筋改為直徑12的,別小看這一改,一個工程省個3、2萬不成問題。
2.關于箱、筏基礎底板的挑板問題:
1).從結構角度來講,如果能出挑板,能調勻邊跨底板鋼筋,特別是當底板鋼筋通長布置時,不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋,較節約。
(2).出挑板后,能降低基底附加應力,當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時,加挑板就可能采用天然地基。必要時可加較大跨度的周圈窗井。
(3).能降低整體沉降,當荷載偏心時,在特定部位設挑板,還可調整沉降差和整體傾斜。
(4).窗井部位可以認為是挑板上砌墻,不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。當然此問題并不絕對,當有數層地下室,窗井橫隔墻較密,且橫隔墻能與內部墻體連通時,可靈活考慮。
(5).當地下水位很高,出基礎挑板,有利于解決抗浮問題。
(6).從建筑角度講,取消挑板,可方便柔性防水做法。當為多層建筑時,結構也可謙讓一下建筑。
3.關于箍筋在梁配筋中的比例問題(約10~20%): 例如一8米跨梁,截面為400X600,配筋:上6根25,截斷1/3,下5根25,箍筋:8@100/200(4),1000范圍內加密。縱筋總量:
3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/縱筋=1/4,如果雙肢箍僅為1/8,箍筋相對縱筋來講所占比例較小,故不必在箍筋上摳門。且不說要強剪弱彎。已經是構造配箍除外。
4.關于梁、板的計算跨度: 一般的手冊或教科書上所講的計算跨度,如凈跨的1.1倍等,這些規定和概念僅適用于常規的結構設計,在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構,簡單點講,可認為是在梁的中心線上有一剛性支座,取消梁的概念,將梁板統一認為是一變截面板。在扁梁結構中,梁高比板厚大不了多少時,應將計算長度取至梁中心,選梁中心處的彎距和梁厚,及梁邊彎距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用臺階式獨立基礎變截面處的概念)柱子也可認為是超大截面梁,所以梁配筋時應取柱邊彎距。削峰是正常的,不削峰才有問題。
5.縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d,一般情況下,d取鋼筋直徑的較小值,這是有個前提,即大直徑鋼筋強度并未充分利用。否則應取鋼筋直徑的較大值。如框架結構頂層的柱子縱筋有時比下層大,d應取較大的鋼筋直徑,甚至縱筋應向下延伸一層。其實,兩根鋼筋放一起,用鐵絲捆一下,能起多大用,還消弱了鋼筋與混凝土的握裹力。所以,鋼筋如
有可能盡量采用機械連接或焊接。
6.鋼筋錨固長度為若干倍鋼筋直徑d,這是在鋼筋強度被充分利用的前提下的要求,在鋼筋強度未被充分利用時,如梁上小挑沿縱筋,剪力墻的水平筋端部等,錨固長度可折減。如剪力墻的水平筋端部僅要求有10d的直鉤即可。
7.柱子造價在框架結構中是很小的,而在抗震時起的作用是決定性的。經實驗,考慮空間作用時,柱子縱筋加大至計算值的2.5倍左右才可保證塑性鉸不出現在柱子上。可不按計算配筋,大幅度增加縱筋,同時增大箍筋。
8.抗震縫應加大,經統計,按規范要求設的防震縫在地震時有40%發生了碰撞。故應增大抗震縫間距。
9.錨固?搭接?:例如,中柱節點處,框架梁下縱筋錨入柱內LAE,其搭接長度:2*LAE-柱寬,如鋼筋直徑25,LAE=40D,柱寬500,2*25*40-500=1500,既其搭接長度,已經達到了1500,遠大于1.2*LAE=1200。而柱變斷面,如上下柱斷面相差50,上柱錨入下柱40D,此處按錨固還時搭接?
10.關于回彈再壓縮: 基坑開挖時,摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎,回彈可以忽略,在計算沉降時,應按基底附加應力計算。當基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計算沉降時應按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分當做安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。
11.柱下條基一般認為在剛度較大,柱子軸力和跨度相差不大時,可按倒樓蓋計算。實際大部分都可以按倒樓蓋計算。即采用修正倒樓蓋。先按平均反力計算連續梁,然后將求得的支座反力與柱子軸力相平衡,將差值的正值加到柱兩邊的1/3梁上,負值加在梁跨中1/3,相對來講,跨中1/3的壓應力較小。可能要修正多次,直到支座反力與柱子軸力接近平衡。
12.主梁有次梁處加附加筋:一般應優先加箍筋,附加箍筋可認為是:主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺,在次梁兩側補上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。總的原則,當主梁上次梁開裂后,從次梁的受壓區頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產生的剪力時,主梁可不加附加筋。梁上集中力,產生的剪力在整個梁范圍內是一樣,所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時,也可滿足。話又說回來,也不差幾根箍筋。但有時畫圖想偷懶時可用此與老總狡辯。
13.一般情況下,懸挑梁宜做成等截面,尤其出挑長度較短時。與挑板不同,挑梁的自重
十年結構設計經驗的總結
1.關于箱、筏基礎底板挑板的陽角問題:
(1).陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小,干脆砍了。可砍成直角或斜角。
(2).如果底板鋼筋雙向雙排,且在懸挑部分不變,陽角不必加輻射筋,誰見過獨立基礎
加輻射筋的?當然加了也無壞處。
(3).如果甲方及老板不是太可惡的話,可將懸挑板的單向板的分布鋼筋改為直徑12的,別小看這一改,一個工程省個3、2萬不成問題。
2.關于箱、筏基礎底板的挑板問題:
1).從結構角度來講,如果能出挑板,能調勻邊跨底板鋼筋,特別是當底板鋼筋通長布
置時,不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋,較節約。
(2).出挑板后,能降低基底附加應力,當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時,加挑板就可能采用天然地基。必要時可加較大跨度的周圈窗井。
(3).能降低整體沉降,當荷載偏心時,在特定部位設挑板,還可調整沉降差和整體傾斜。
(4).窗井部位可以認為是挑板上砌墻,不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。當然此問題并不絕對,當有數層地下室,窗井橫隔墻較密,且橫隔墻能與內部墻
體連通時,可靈活考慮。
(5).當地下水位很高,出基礎挑板,有利于解決抗浮問題。
(6).從建筑角度講,取消挑板,可方便柔性防水做法。當為多層建筑時,結構也可謙讓一
下建筑。
3.關于箍筋在梁配筋中的比例問題(約10~20%): 例如一8米跨梁,截面為400X600,配筋:上6根25,截斷1/3,下5根25,箍筋:8@100/200(4),1000范圍內加密。縱筋總量:
3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/縱筋=1/4,如果雙肢箍僅為1/8,箍筋相對縱筋來講所占比例較小,故不必在箍筋上摳門。且不說要
強剪弱彎。已經是構造配箍除外。
4.關于梁、板的計算跨度: 一般的手冊或教科書上所講的計算跨度,如凈跨的1.1倍等,這些規定和概念僅適用于常規的結構設計,在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構,簡單點講,可認為是在梁的中心線上有一剛性支座,取消梁的概念,將梁板統一認為是一變截面板。在扁梁結構中,梁高比板厚大不了多少時,應將計算長度取至梁中心,選梁中心處的彎距和梁厚,及梁邊彎距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用臺階式獨立基礎變截面處的概念)柱子也可認為是超大截面梁,所以梁配筋時應取柱邊彎距。削峰是正常的,不削峰才有問題。
5.縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d,一般情況下,d取鋼筋直徑的較小值,這是有個前提,即大直徑鋼筋強度并未充分利用。否則應取鋼筋直徑的較大值。如框架結構頂層的柱子縱筋有時比下層大,d應取較大的鋼筋直徑,甚至縱筋應向下延伸一層。其實,兩根鋼筋放一起,用鐵絲捆一下,能起多大用,還消弱了鋼筋與混凝土的握裹力。所以,鋼筋如
有可能盡量采用機械連接或焊接。
6.鋼筋錨固長度為若干倍鋼筋直徑d,這是在鋼筋強度被充分利用的前提下的要求,在鋼筋強度未被充分利用時,如梁上小挑沿縱筋,剪力墻的水平筋端部等,錨固長度可折減。
如剪力墻的水平筋端部僅要求有10d的直鉤即可。
7.柱子造價在框架結構中是很小的,而在抗震時起的作用是決定性的。經實驗,考慮空間作用時,柱子縱筋加大至計算值的2.5倍左右才可保證塑性鉸不出現在柱子上。可不按計
算配筋,大幅度增加縱筋,同時增大箍筋。
8.抗震縫應加大,經統計,按規范要求設的防震縫在地震時有40%發生了碰撞。故應增大
抗震縫間距。
9.錨固?搭接?:例如,中柱節點處,框架梁下縱筋錨入柱內LAE,其搭接長度:2*LAE-柱寬,如鋼筋直徑25,LAE=40D,柱寬500,2*25*40-500=1500,既其搭接長度,已經達到了1500,遠大于1.2*LAE=1200。而柱變斷面,如上下柱斷面相差50,上柱錨入下柱40D,此處按錨固還時搭接?
10.關于回彈再壓縮: 基坑開挖時,摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎,回彈可以忽略,在計算沉降時,應按基底附加應力計算。當基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計算沉降時應按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分
當做安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。
11.柱下條基一般認為在剛度較大,柱子軸力和跨度相差不大時,可按倒樓蓋計算。實際大部分都可以按倒樓蓋計算。即采用修正倒樓蓋。先按平均反力計算連續梁,然后將求得的支座反力與柱子軸力相平衡,將差值的正值加到柱兩邊的1/3梁上,負值加在梁跨中1/3,相對來講,跨中1/3的壓應力較小。可能要修正多次,直到支座反力與柱子軸力接
近平衡。
12.主梁有次梁處加附加筋:一般應優先加箍筋,附加箍筋可認為是:主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺,在次梁兩側補上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。總的原則,當主梁上次梁開裂后,從次梁的受壓區頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產生的剪力時,主梁可不加附加筋。梁上集中力,產生的剪力在整個梁范圍內是一樣,所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時,也可滿足。話又說回來,也不差幾根箍筋。但有時畫圖想偷懶時可用此與老總狡辯。
13.一般情況下,懸挑梁宜做成等截面,尤其出挑長度較短時。與挑板不同,挑梁的自重
占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當然,大挑梁外露者除外。外露的大挑
梁,適當變截面感官效果好些。
14.現澆板一般應做成雙向板。其一,雙向板的支承邊多,抗震的穩定性好,垮了兩邊還有兩邊。單向板垮一邊板就下來了。二,雙向板經濟。從計算上講,例如四邊簡支支承的雙向板,其單向跨中彎距系數約1/27,兩邊簡支的單向板跨中彎距系數為1/8,二者比為2*1/27 / 1/8,約為60%。從構造上,雙向板的板厚為1/40~50,單向板為1/3~40,雙向
板薄,再著,即使是單向板,其非受力邊也得放構造筋。
15.梁墊:為了減小支座反力偏心對磚墻體產生的附加彎距,可做成內缺口梁墊。
16.一般認為,板的上筋直徑為8以上時,可防止施工時踩彎,而現場經驗看,只有螺紋
12以上的才能保證。
17.現澆陽臺欄板,從施工條件來講,當布單排筋時,板厚應大于80,雙排筋時,應大于120。因振搗棒最小為30,布單排筋時,板厚如為60,雙向鋼筋直徑如為8+6,則鋼筋
兩邊僅剩23,無法振搗。
18.當某一房間采用雙向井字次梁時,板應考慮整體彎距。即,井字次梁分隔成的4個角上的小板塊,負筋應考慮按房間開間進深尺寸截斷,而不是僅僅按本小板格截斷。即次
梁僅認為是大板的加勁肋。
19.當建筑大多數房間較小,而僅一兩處房間較大時,如按大房間確定基礎板厚會造成浪費,而按小房間確定則造成配筋困難,當承載力能滿足要求時,可在大房間中部墊聚苯卸
載,按小房間確定基礎板厚。
20.挑梁端部的撓度并不完全取決于本身的變形,其支座內垮的影響很可能超過挑梁本身的變形。
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