結構設計的48個坑,你掉進去過幾個?

設計師時光旅行者 發佈 2022-07-06T03:25:02.580028+00:00

1需注意控制兩個主軸方向第一振動周期的比值,一般可按周期比不小於0.8控制。不規則,特別不規則,嚴重不規則:位移比大於1.2為扭轉為不規則,應計算雙向地震。


結構計算問題

(10個坑)


1.結構兩個方向剛度相差不宜過大

①需注意控制兩個主軸方向第一振動周期的比值,一般可按周期比不小於0.8控制。

②位移比超限未計算雙向地震。

不規則,特別不規則,嚴重不規則:位移比大於1.2為扭轉為不規則,應計算雙向地震。

③考慮扭轉耦聯、按照雙向地震計算時位移比不應超過1.5。如超過1.5,應重新調整結構布置。

2.扭轉位移比是在剛性樓板的假設下計算,配筋計算應考慮實際剛度情況

3.長寬比控制

進行結構計算時,各係數應合理取值。

①周期折減係數應根據不同的結構體系、填充牆品種(考慮到有可能變化)和填充牆數量綜合確定,不應為了配筋方便不顧實際情況少折減或不折減。

高規第3.3.17條:填充牆為磚牆時,框架結構可取0.6~0.7,框剪結構0.7~0.8,剪力牆結構0.9~1.0(應注意短肢剪力牆結構)

②剪力牆連梁剛度折減係數應保證在正常使用條件下連梁不致開裂。必要時應進行二次計算,以避免正常使用情況下連梁開裂。

4.某些構件不宜進行折減

計算機計算時,軟體對所有構件的扭矩都按照輸入的扭矩折減係數進行了折減。這會使得存在扭矩的折梁或曲梁扭矩也進行了折減,結構存在安全隱患。這些構件扭矩不應進行折減。角窗的連梁(折梁)應充分考慮到結構軟體無法完全按照荷載規範第4.1.2條的要求進行折減。對軟體折減幅度大的構件,應手算覆核。

此外應注意以下幾方面:

①計算主裙樓連為一體的結構的牆、柱與基礎時,對於裙房部分,折減時計算層數有誤。

此種情況應特別注意。

② 錯層結構或中間有樓層缺失的情況,當計算樓層數與實際相差較大時應另行計算。

③特殊房間荷載折減。

5.應注意層高變化較大時(如設備層),結構軟弱層的剛度比以及抗剪承載能力的比值符合規範要求

6.樓層抗剪承載力低於上層的80%時,應強制指定薄弱層,並使抗剪承載力比值不小於65%。樓層不能既是薄弱層又是軟弱層

7.應保證計算的振型數

使質量參與係數不小於90%。(鋼結構屋蓋與空曠結構等複雜結構。高層結構計算振型數不應小於9;考慮扭轉藕聯時不應小於15;多塔結構不應小於塔數目的9倍。

8.大跨度簡支次梁應進行撓度與裂縫驗算

特別是跨高比大的梁。要求跨高比不要太大。大跨度樓板計算應綜合考慮支座約束情況,協調相鄰板厚、標高和支座配筋量。作為支座的梁應大於兩倍板厚。

9.混凝土框架筒體結構,應注意提高第二道防線的抗震能力

外框的0.2Q0內力調整係數不能自定取最大值2倍,宜按實際比值取用。保證外框承擔的剪力不小於底部剪力的20%和計算樓層最大剪力1.5倍的較大值(注意此處不是二者的較小值)。

10.剛度

底框結構,二層與一層剛度比,6、7度都不應大於2.5,8度2.0。都不應小1。底框二層結構,下兩層剛度應接近。三層與二層剛度比,6、7都不應大於2.0,8度1.5。但都不應小於1.0。兩個方向都應布置剪力牆,最好的結果是接近,過大過小都不好。剛度接近,破壞不會集中於一個樓層。主要目的是減少底部的薄弱程度,防止底部結構出現過大的側移而嚴重破壞,甚至倒塌。

但是,若底層的混凝土牆過多,其剛度可能大於上部磚混結構剛度。這樣,地震下可能使薄弱層轉移至過渡層。而過渡層是砌體結構,其延性不如底部的鋼筋混凝土結構,易產生脆性破壞。因此,底層框架-抗震牆房屋的過渡層和底層的側向剛度比要控制在一個合理的範圍內。注意逐層檢查柱計算長度係數,特別是另一方向只有挑梁的情況,程序經常將懸挑梁當作普通框架梁考慮,而引起錯誤。


荷載問題

(7個坑)


1.載荷

對廁所的蹲位、衛生間的浴盆、廚房等均應仔細折算荷載;對書庫、資料庫應根據實際布置取用荷載。

2. 自選商場等有超市性質的商店,應根據具體情況取用活荷載,不宜全為3.5,必要時應與甲方協商

3.荷載應根據建築做法取用,不能無限加碼。(荷載增大並非完全安全)

4.結構外牆應考慮建築節能要求,增加的荷載應予以充分考慮

5.荷載規範表4.1.1第8項的消防車荷載

系指消防車直接行使於頂板上,其輪壓折合成的荷載。若下面有浮土或其它填充物時,應按照覆土厚度折算,不宜直接取用20KN/m2。考慮覆土厚度對消防車荷載折減時,荷載折減的不宜太小。有資料介紹,折減以後不應小於10KN/m2。

消防車荷載在計算樑柱和板時應取不同的數值。可以考慮頻遇組合。對板,應取大值。對樑柱可以折減。梁板柱配筋大多數由可變荷載控制,部分覆土較厚的情況可能由永久荷載控制。

6.填充牆荷載取值

應注意外牆是否有干掛石材,有干掛石材時除本身填充牆重量外,尚有石材及龍骨的重量,一般每平方米不小於1.0KN。

7.恆荷載較大的情況下

注意荷載效應可能由恆荷載控制,分項係數1.35應考慮到。這往往在屋面和地下室頂板有覆土時出現。


上部結構

(31個坑)


1.十字交叉次梁剛度明顯不同,上部未設通長筋

由於支座條件、斷面和跨度的不同,雙向十字交叉次梁肯定剛度不同,從而形成事實上的主次梁關係,只不過是份量不同而已。如果二者剛度相差較大,剛度小的次梁在剛度大的次梁處有可能出現負彎矩,如果不配上部通長筋,上部鋼筋接頭正好位於支座處,容易開裂。必要的話可以調整斷面尺寸直接做成主次梁。

2.結構設置抗震縫時

按照最新抗震理念,除應符合規範規定的縫寬以外,尚應滿足中震下不碰撞的要求。即按照中震(基本上是提高1.5度)計算該點位移值的兩倍。

3.鋼筋砼結構體系布置應符合下面要求

①住宅結構禁止採用平面和豎向同時不規則的超限結構體系。

②橫向框架在15m範圍內框架至少需拉通一榀,縱向框架至少需拉通2榀。

③電梯井、樓梯間禁止採用懸挑結構。

④高層建築設置角窗或凸窗時,建築物陽角的角點處必須設置豎向受力構件。

⑤劇場、體育館、會堂等大跨度、空曠的公共建築不宜採用純框架結構體系。

4.框架—剪力牆結構

剪力牆承受的地震傾覆力矩應大於50%,未達到50%時,其框架部分的抗震等級應按框架結構採用,柱軸壓比限值宜按框架結構規定採用。有些設計人員為滿足50%這一要求,僅在底部增設一些剪力牆,這種做法不符合規範的要求,剪力牆應上、下貫通。

5.剪力牆平面外大梁下部措施不夠

垂直於剪力牆設置大梁(跨度大於5米)時,無論是主梁和次梁,均應該在大梁下剪力牆相應部位設置翼緣、扶壁柱,最差也要設置暗柱(暗柱可以取梁寬加兩倍牆厚)。許多工程是因為有牆體才設置大梁,完全可以設置翼牆。

6.框剪結構或者剪力牆結構

當樓電梯井背對背時,應特別注意樓電梯之間剪力牆的穩定問題,其厚度不能太小。該牆體在樓梯踏步板範圍之內兩側都相當於開洞,沒有樓板作為側向支撐。厚度取值沒有明確規定,並且受力也不好。必要時應在電梯井布置垂直於該牆體的剪力牆。

①剪力牆長度不宜大於8米的理解(剛度均勻,彎曲破壞)避免各個擊破,如剛度均勻也可以;

②短肢剪力牆(l/h=5~8),儘量避免大部分剛剛超過8.0,此乃鑽規範的空子

③ 剪力牆厚度:h/H限值。穩定驗算存在一定問題,應儘量滿足要求。

7.無論結構計算時嵌固部位標高在那裡,剪力牆底部加強區高度均應從室外坪向上計算。建築物總高度也應從室外坪計算到主要屋面

8.在建築物四周室外坪不同時應該從最高地坪向上計算(室外地面前後相差一層時),加強部位高度從計算嵌固部位向下一層,剪力牆總高度H應取至剪力牆最高點,不能僅僅算至大屋面。

9.決定建築物A、B級,抗震等級的高度,基礎埋深的高度,剪力牆加強區高度

計算一二級剪力牆約束邊緣構件長度lc時,牆肢長度hw取值不對。應根據邊緣構件所在位置及起的作用而定。在邊緣構件內配置豎向鋼筋,對提高牆體承載能力和延性有較大的作用,暗柱內箍筋可以約束混凝土,提高混凝土的極限應變,還可以使剪力牆具有較強的邊框,阻止剪切裂縫迅速貫通全牆。如果牆上開洞尺寸較小,使牆的受力仍然保持一個整牆肢,應將該開洞的剪力牆作為一個整的牆肢對待。約束構件在中間時基本上屬於中和軸位置,起不了多大作用。翼柱A在X方向的牆肢長度取為Hw1,翼柱C取為Hw2都不對。翼柱A、C牆肢長度均應取為Hw。

10.單邊有大跨次梁的框架梁受扭問題,這種梁應適當加大腰筋

11.剪力牆約束邊緣構件Lc以內、陰影區以外部分配箍率減半的執行

可以採用拉筋和箍筋。拉筋不超過肢數的1/3,豎向間距同陰影部分,水平間距不大於300。此處可以變換直徑,但不能增加豎向間距。

12.地下室頂板作為嵌固部位時,地下室柱每邊配筋不應小於底層柱的1.1倍。不能隨意放大底層柱配筋

13.當框架梁剪力主要是由集中力貢獻時,應注意箍筋加密區以外抗剪強度

14.跨高比小於5的剪力牆連梁應該全跨加密箍筋。大於5時可以按照框架梁箍筋的構造連梁對剪力牆約束較強,剪力主要由地震引起的牆肢彎矩提供,本身變化不大。跨高比大時彎矩不是很大。

15.剪力牆連梁受彎鋼筋配筋率問題

目前相關研究工作尚不充分。當跨高比小於0.5時,連梁是牆體的一部分,宜按牆體的要求配筋;跨高比大於0.5時,從「強剪弱彎」的角度,對抗震設計的連梁建議按下表採用。抗震設計時連梁縱向鋼筋構造配筋率。

16.機械錨固水平段長度問題

保證可設置寬梁,但寬梁出牆面不要太大,必要時加腋。

17.大梁托柱轉換

應注意從樑上升起的框架柱,柱底存在兩個方向的彎矩,應在柱底設置垂直於大梁的另一方向的梁,平衡該方向的柱底彎矩。托柱轉換的轉換大梁,應注意驗算柱底的局部承壓。此時不宜考慮局部受壓計算底面積的增大,局部承壓強度提高係數取1.0,必要時應設置鋼筋網片。

18.框支結構的框支層電算配筋時

應按照彈性樓板考慮。轉換層結構的轉換構件,拆模時混凝土強度應達到100%。以避免上部結構跟隨轉換構件提前變形。

19.主要構件採用有粘結預應力

預應力對相關構件的影響(特別是對剪力牆產生平面外彎矩),相關構件對建立預應力的影響。

20.抗震等級為一、二級的框架結構

其縱向受力鋼筋採用普通鋼筋時,鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小於1.25;鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大於1.3;且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小於9%。

21.鋼筋混凝土框架結構轉角處的框架柱是否均為角柱?

角柱是指位於建築角部、與柱的正交的兩個方向各只有一根框架梁與之相連接的框架柱。因此位於建築平面凸角處的框架柱一般均為角柱,而位於建築平面凹角處的框架柱,若柱的四邊各有一根框架梁與之相連,則不按角柱對待。

22.按單元劃分抗震設防類別

「建築各單元的重要性有顯著不同時,可根據局部的單元段劃分抗震設防類別」設置抗震縫將結構分為若干單元,各單元有單獨的疏散出入口,各單元獨立承擔地震作用,彼此之間沒有相互作用,人流疏散也較容易。

23.大底盤高層建築

當其下部裙房屬於大型零售商場的乙類建築範圍時,一般可將其及與之相鄰的上部高層建築二層定為加強部位,按乙類進行抗震設計,其餘各層可按丙類進行抗震設計。但是,當上部結構為乙類時,下部結構不論是什麼類型,均為乙類。

24.底框結構應保證大部分砌體抗震牆由下部的框架主梁或鋼筋混凝土抗震牆支承

每單元砌體抗震牆最多有二道可以不落在框架主梁或鋼筋混凝土抗震牆上,而由次梁支托(二次轉換)。底框結構底部縱向抗震牆的布置分散,均勻,對稱。

25.扭轉不規則及不規則程度

剛性樓板假定,小震作用,樓層最大彈性水平位移(或層間位移)值與該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的比值大於1.2時,判斷為扭轉不規則;當比值接近1.5時,判斷為特別不規則;當比值大於1.5時,一般判斷為嚴重不規則。

此時,計算的彈性水平位移(或層間位移)為代數值,當位移值小於規範限值的50%時,判斷嚴重扭轉不規則的比值可以適當放鬆。最大值和平均值的計算,均取樓層中同一軸線兩端的豎向構件計算,不考慮樓板中懸挑的端部。

26.當高層建築結構帶有大底盤裙房,計算裙房與其上塔樓的樓層剛度比時,可取其有效影響範圍內的豎向構件

所謂,有效影響範圍可由塔樓與群房交界處做45o向外斜線,取斜線範圍內的豎向構件(牆和柱)參與計算。對地下室部分也可照此處理,而不能將所有豎向構件、特別是取地下室外牆參與計算。

裙房抗震等級不低於主樓的抗震等級。當裙房與主樓在結構上完全分開時,主樓和裙房分別按各自的結構體系、房屋高度確定抗震等級。當主樓和裙房連接為整體時,裙房除按自身結構體系和高度確定抗震等級外,還不應低於主樓的抗震等級。

裙房為純框架、主樓為抗震牆結構且連為整體時,主樓按抗震牆結構確定抗震等級,裙樓框架的抗震等級,尚不應低於整個結構按框架-抗震牆結構體系並按主樓高度確定的框架部分的抗震等級。

當主樓為部分框支抗震牆結構體系時,其框支層框架應按部分框支抗震牆結構確定抗震等級,裙樓可按框架-抗震牆體系確定抗震等級。此時,裙樓中與主樓框支層框架直接相連的非框支框架,當其抗震等級低於主樓框支層框架的抗震等級時,則應適當加強抗震構造措施。

27.框剪結構中,框架部分抗震等級按框架結構確定公式-----底層彎矩結構體系問題

每個工程的結構體系應根據其所在地區的烈度、高寬比、長寬比、使用功能、平面形狀等許多因素綜合確定。一般接近最大使用高度時經濟性要差。例如七度區十層以上的框架結構可能不如框剪;對於乙類建築,取用最大使用高度時可以按照原設防烈度,但是抗震措施提高一度,會出現抗震等級超出的問題。

長寬比大的結構扭轉難以控制,必要的話應考慮設縫或變更結構體系。寬度較小的高層結構在水平荷載較大的情況下宜採用框剪。一般情況下,短肢剪力牆結構經濟性不如普通剪力牆結構(縱筋配筋率、最小厚度);儘可能不要採用複雜結構體系。傳力最直接的結構是最節約的結構體系。

28.轉換結構(框支、底框)存在剛度突變問題

破壞嚴重。儘量避免。一個優秀的結構設計人員應該在滿足或儘量滿足建築使用功能的條件下,設計出傳力相對簡單的結構。

29.抗震縫設與不設,寬度問題

30.結構設計的經濟性問題。與結構經濟性相關的因素

結構體系(框架、框剪、短肢、剪力牆)、荷載、係數、放大與配筋量相關的各計算係數的調整:周期折減係數、地震力放大係數、彎矩放大係數現澆空心樓板(注意布管方向、留有足夠的橫向肋、雙向受力差別、板的計算簡圖問題、周圍支承構件剛度、橫管方向的抗剪驗算)。

(圖文來源於網絡,僅供學習參考)

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