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結(jié)構(gòu)工程師上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)「精選」
上部結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)的一個重要方面，資深結(jié)構(gòu)工程師如何避開設(shè)計(jì)中的錯誤呢?一起來看看下面的文章!
1.十字交叉次梁剛度明顯不同，上部未設(shè)通長筋。
由于支座條件、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(shí)上的主次梁關(guān)系，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(xiàn)負(fù)彎矩，如果不配上部通長筋，上部鋼筋接頭正好位于支座處，容易開裂。必要的話可以調(diào)整斷面尺寸直接做成主次梁。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)置抗震縫時，按照最新抗震理念，除應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的縫寬以外，尚應(yīng)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(jì)算該點(diǎn)位移值的兩倍。
3.鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系布置應(yīng)符合下面要求：
住宅結(jié)構(gòu)禁止采用平面和豎向同時不規(guī)則的超限結(jié)構(gòu)體系。
橫向框架在15m范圍內(nèi)框架至少需拉通一榀，縱向框架至少需拉通2榀。
電梯井、樓梯間禁止采用懸挑結(jié)構(gòu)。
高層建筑設(shè)置角窗或凸窗時，建筑物陽角的角點(diǎn)處必須設(shè)置豎向受力構(gòu)件。
劇場、體育館、會堂等大跨度、空曠的公共建筑不宜采用純框架結(jié)構(gòu)體系。
4.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻承受的地震傾覆力矩應(yīng)大于50%，未達(dá)到50%時，其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)采用，柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)規(guī)定采用。有些設(shè)計(jì)人員為滿足50%這一要求，僅在底部增設(shè)一些剪力墻，這種做法不符合規(guī)范的要求，剪力墻應(yīng)上、下貫通。
5.剪力墻平面外大梁下部措施不夠。
垂直于剪力墻設(shè)置大梁(跨度大于5米)時，無論是主梁和次梁，均應(yīng)該在大梁下剪力墻相應(yīng)部位設(shè)置翼緣、扶壁柱，最差也要設(shè)置暗柱(暗柱可以取梁寬加兩倍墻厚)。許多工程是因?yàn)橛袎w才設(shè)置大梁，完全可以設(shè)置翼墻。
6.框剪結(jié)構(gòu)或者剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)樓電梯井背對背時，應(yīng)特別注意樓電梯之間剪力墻的穩(wěn)定問題，其厚度不能太小。該墻體在樓梯踏步板范圍之內(nèi)兩側(cè)都相當(dāng)于開洞，沒有樓板作為側(cè)向支撐。厚度取值沒有明確規(guī)定，并且受力也不好。必要時應(yīng)在電梯井布置垂直于該墻體的剪力墻。
a.剪力墻長度不宜大于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;
b.短肢剪力墻(l/h=5~8)，盡量避免大部分剛剛超過8.0，此乃鉆規(guī)范的空子
c.剪力墻厚度：h/H限值。穩(wěn)定驗(yàn)算存在一定問題，應(yīng)盡量滿足要求。
7.無論結(jié)構(gòu)計(jì)算時嵌固部位標(biāo)高在那里，剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)高度均應(yīng)從室外坪向上計(jì)算。
建筑物總高度也應(yīng)從室外坪計(jì)算到主要屋面。
8.在建筑物四周室外坪不同時應(yīng)該從最高地坪向上計(jì)算(室外地面前后相差一層時)，加強(qiáng)
部位高度從計(jì)算嵌固部位向下一層，剪力墻總高度H應(yīng)取至剪力墻最高點(diǎn)，不能僅僅算至大屋面。
9.決定建筑物A、B級，抗震等級的高度，基礎(chǔ)埋深的高度，剪力墻加強(qiáng)區(qū)高度。
計(jì)算一二級剪力墻約束邊緣構(gòu)件長度lc時，墻肢長度hw取值不對。應(yīng)根據(jù)邊緣構(gòu)件所在位置及起的作用而定。
在邊緣構(gòu)件內(nèi)配置豎向鋼筋，對提高墻體承載能力和延性有較大的作用，暗柱內(nèi)箍筋可以約束混凝土，提高混凝土的極限應(yīng)變，還可以使剪力墻具有較強(qiáng)的邊框，阻止剪切裂縫迅速貫通全墻。如果墻上開洞尺寸較小，使墻的受力仍然保持一個整墻肢，應(yīng)將該開洞的剪力墻作為一個整的墻肢對待。約束構(gòu)件在中間時基本上屬于中和軸位置，起不了多大作用。翼柱A在X方向的墻肢長度取為Hw1，翼柱C取為Hw2都不對。翼柱A、C墻肢長度均應(yīng)取為Hw。
10.單邊有大跨次梁的框架梁受扭問題，這種梁應(yīng)適當(dāng)加大腰筋。
11.剪力墻約束邊緣構(gòu)件Lc以內(nèi)、陰影區(qū)以外部分配箍率減半的執(zhí)行�？梢圆捎美詈凸拷�。拉筋不超過肢數(shù)的1/3，豎向間距同陰影部分，水平間距不大于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(yīng)小于底層柱的1.1倍。不能隨意放大底層柱配筋。
13.當(dāng)框架梁剪力主要是由集中力貢獻(xiàn)時，應(yīng)注意箍筋加密區(qū)以外抗剪強(qiáng)度。
14.跨高比小于5的剪力墻連梁應(yīng)該全跨加密箍筋。大于5時可以按照框架梁箍筋的構(gòu)造連梁對剪力墻約束較強(qiáng)，剪力主要由地震引起的墻肢彎矩提供，本身變化不大�？绺弑却髸r彎矩不是很大。
15.剪力墻連梁受彎鋼筋配筋率問題
目前相關(guān)研究工作尚不充分。當(dāng)跨高比小于0.5時，連梁是墻體的一部分，宜按墻體的要求配筋;跨高比大于0.5時,從“強(qiáng)剪弱彎”的角度，對抗震設(shè)計(jì)的連梁建議按下表采用。
抗震設(shè)計(jì)時連梁縱向鋼筋構(gòu)造配筋率
16.機(jī)械錨固水平段長度問題。保證可設(shè)置寬梁，但寬梁出墻面不要太大，必要時加腋。
17.大梁托柱轉(zhuǎn)換。應(yīng)注意從梁上升起的框架柱，柱底存在兩個方向的彎矩，應(yīng)在柱底設(shè)置垂直于大梁的另一方向的梁，平衡該方向的柱底彎矩。
托柱轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換大梁，應(yīng)注意驗(yàn)算柱底的局部承壓。此時不宜考慮局部受壓計(jì)算底面積的增大，局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)取1.0，必要時應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。
18.框支結(jié)構(gòu)的框支層電算配筋時，應(yīng)按照彈性樓板考慮。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換構(gòu)件，拆模時混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到100%。以避免上部結(jié)構(gòu)跟隨轉(zhuǎn)換構(gòu)件提前變形。
19.主要構(gòu)件采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力對相關(guān)構(gòu)件的影響(特別是對剪力墻產(chǎn)生平面外彎矩)，相關(guān)構(gòu)件對建立預(yù)應(yīng)力的影響。
20.抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時，鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.25;鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3;且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實(shí)測值不應(yīng)小于9%。
21.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處的框架柱是否均為角柱?
角柱是指位于建筑角部、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。
因此位于建筑平面凸角處的框架柱一般均為角柱，而位于建筑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(shè)防類別“建筑各單元的重要性有顯著不同時，可根據(jù)局部的單元段劃分抗震設(shè)防類別”設(shè)置抗震縫將結(jié)構(gòu)分為若干單元，各單元有單獨(dú)的疏散出入口，各單元獨(dú)立承擔(dān)地震作用，彼此之間沒有相互作用，人流疏散也較容易。
23.大底盤高層建筑：當(dāng)其下部裙房屬于大型零售商場的乙類建筑范圍時，一般可將其及與之相鄰的上部高層建筑二層定為加強(qiáng)部位，按乙類進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，其余各層可按丙類進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。但是，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為乙類時，下部結(jié)構(gòu)不論是什么類型，均為乙類。
24.抗震措施與抗震構(gòu)造措施
抗震措施：除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。包括抗震構(gòu)造措施。
抗震措施：規(guī)范第五章及以后各章的內(nèi)容(包括一般規(guī)定A、計(jì)算要點(diǎn)B和構(gòu)造措施C)以及場地與地基一章。
抗震構(gòu)造措施：根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則，一般不需計(jì)算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各類細(xì)部構(gòu)造。
抗震措施的調(diào)整
抗震措施與建筑抗震設(shè)防類別有關(guān)。甲乙丙丁類……
抗震構(gòu)造措施與設(shè)防類別和場地類別有關(guān)。規(guī)范3.3.1和3.3.2條。注意Ⅰ類場地土和Ⅲ、
�、纛悎龅赝辽系�7.5、8.5度下的抗震構(gòu)造措施變化。
考慮場地類別后改變的只是抗震措施里的抗震構(gòu)造措施C而一般規(guī)定A和計(jì)算要點(diǎn)B均與
場地類別無關(guān)。
有可能帶來Ⅰ類場地土上A、B兩項(xiàng)的誤降低和Ⅲ、Ⅳ類場地土上A、B兩項(xiàng)的誤提高。
抗震措施(I～I(xiàn)V類場地：甲、乙類建筑提高一度，丁類降半度)
25.底框結(jié)構(gòu)應(yīng)保證大部分砌體抗震墻由下部的框架主梁或鋼筋混凝土抗震墻支承，每單元砌體抗震墻最多有二道可以不落在框架主梁或鋼筋混凝土抗震墻上，而由次梁支托(二次轉(zhuǎn)換)。底框結(jié)構(gòu)底部縱向抗震墻的布置分散，均勻，對稱。
26.扭轉(zhuǎn)不規(guī)則及不規(guī)則程度
剛性樓板假定，小震作用，樓層最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)值與該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的比值大于1.2時，判斷為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則;當(dāng)比值接近1.5時，判斷為特別不規(guī)則;當(dāng)比值大于1.5時，一般判斷為嚴(yán)重不規(guī)則。此時，計(jì)算的彈性水平位移(或?qū)娱g位移)為代數(shù)值，當(dāng)位移值小于規(guī)范限值的50%時，判斷嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的比值可以適當(dāng)放松。最大值和平均值的計(jì)算，均取樓層中同一軸線兩端的豎向構(gòu)件計(jì)算，不考慮樓板中懸挑的端部。
27.當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)帶有大底盤裙房，計(jì)算裙房與其上塔樓的樓層剛度比時，可取其有效影響范圍內(nèi)的豎向構(gòu)件。所謂，有效影響范圍可由塔樓與群房交界處做45o向外斜線，取斜線范圍內(nèi)的豎向構(gòu)件(墻和柱)參與計(jì)算。對地下室部分也可照此處理，而不能將所有豎向構(gòu)件、特別是取地下室外墻參與計(jì)算。
裙房抗震等級不低于主樓的抗震等級。當(dāng)裙房與主樓在結(jié)構(gòu)上完全分開時，主樓和裙房分別按各自的結(jié)構(gòu)體系、房屋高度確定抗震等級。當(dāng)主樓和裙房連接為整體時，裙房除按自身結(jié)構(gòu)體系和高度確定抗震等級外，還不應(yīng)低于主樓的抗震等級。
裙房為純框架、主樓為抗震墻結(jié)構(gòu)且連為整體時，主樓按抗震墻結(jié)構(gòu)確定抗震等級，裙樓框架的抗震等級，尚不應(yīng)低于整個結(jié)構(gòu)按框架-抗震墻結(jié)構(gòu)體系并按主樓高度確定的框架部分的抗震等級。
當(dāng)主樓為部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)體系時，其框支層框架應(yīng)按部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)確定抗震等級，裙樓可按框架-抗震墻體系確定抗震等級。此時，裙樓中與主樓框支層框架直接相連的非框支框架，當(dāng)其抗震等級低于主樓框支層框架的抗震等級時，則應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。
28.框剪結(jié)構(gòu)中，框架部分抗震等級按框架結(jié)構(gòu)確定公式-----底層彎矩結(jié)構(gòu)體系問題。
每個工程的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)根據(jù)其所在地區(qū)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(jīng)濟(jì)性要差。例如七度區(qū)十層以上的框架結(jié)構(gòu)可能不如框剪;
對于乙類建筑，取用最大使用高度時可以按照原設(shè)防烈度，但是抗震措施提高一度，會出現(xiàn)抗震等級超出的問題;
長寬比大的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)難以控制，必要的話應(yīng)考慮設(shè)縫或變更結(jié)構(gòu)體系。
寬度較小的高層結(jié)構(gòu)在水平荷載較大的情況下宜采用框剪。
一般情況下，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性不如普通剪力墻結(jié)構(gòu)(縱筋配筋率、最小厚度);盡可能不要采用復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系。傳力最直接的結(jié)構(gòu)是最節(jié)約的結(jié)構(gòu)體系。
29.轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(框支、底框)存在剛度突變問題，破壞嚴(yán)重。盡量避免。一個優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)人員應(yīng)該在滿足或盡量滿足建筑使用功能的條件下，設(shè)計(jì)出傳力相對簡單的結(jié)構(gòu)。多層建筑
扭轉(zhuǎn)控制方式。高層控制周期比位移比。多層邊榀放大(1.15，1.05)
30.抗震縫設(shè)與不設(shè)，寬度問題。
31.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性問題
與結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性相關(guān)的因素：結(jié)構(gòu)體系(框架、框剪、短肢、剪力墻)、荷載、系數(shù)、放大與配筋量相關(guān)的各計(jì)算系數(shù)的調(diào)整：周期折減系數(shù)、地震力放大系數(shù)、彎矩放大系數(shù)現(xiàn)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(jì)算簡圖問題、周圍支承構(gòu)件剛度、橫管方向的抗剪驗(yàn)算)。
北京技術(shù)細(xì)則：現(xiàn)澆圓孔板是一種單向板。即使板的區(qū)格為正方形，由于此種板兩個方向的剛度差別較大，也不能按一般的雙向板計(jì)算。即使采取一些措施，將每節(jié)管子之間留出間距，使板的橫向也有一定的混凝土肋，但兩個方向的剛度仍相差不少，仍以按單向板設(shè)計(jì)為宜。
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