结构设计过程不同阶段注意事项

结构设计过程不同阶段注意事项
结构设计过程不同阶段注意事项

一、方案阶段注意事项

1、由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方,因此,在结构方案及初步设计阶段,应特别注重对建设场地的再判别,建设场地不能选在危险地段。对不利地段,应根据不利程度采取相应的技术措施,相关规定见《抗规》4.3节。

2、山地建筑: 尤其需要注意总平布置, 《抗规》第3.3.5条规定: 山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程; 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。《抗规》第4.1.8 条规定: 当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6 范围内采用。此条为强条; 台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上, 有时边坡支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将18~33层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡, 这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。

3、是否有地下室?高层建筑宜设地下室;对无地下室的高层建筑,应满足规范对埋置深度的要求。

4、室内外高差是多少?房屋高度是多少?房屋高度有没有超限?

5、结构高宽比问题,《高规》3.3.2条规定,

6、7度抗震设防烈度时,框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过6。高宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性(主要影响结构设计的经济性,对超高层建筑,当高宽比大于7时,结构设计难度大,费用高)的宏观控制。

6、结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置,采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝(伸缩缝、沉降缝、防震缝)。当必须设置时,应符合现行规范有关缝的要求,并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。各缝宜合并布置,并应按规范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽,防止地震时发生碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架结构为55m, 剪力墙结构为45m。

7、结构平面布置不规则问题《抗规》:1)扭转不规则,规定水平力作用下位移比大于1. 2;2)凹凸不规则,平面凹进的尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%;3)楼板局部不连续,楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层。

8、《高规》还限制结构长宽比,6、7度不应大于6。限制长宽比,其目的就是要在结构设计中控制长矩形平面的使用,当平面的长宽比大于3时,虽然未超过规范规定的限值,但已对抗侧力构件(如剪力墙等)的设置及楼盖结构的整体性提出了较高要求(见《抗规》6.

1.6条及《高规》8.1.8条等)。框架抗-震墙及板柱-抗震墙结构以及框支层中,楼板的整体性对结构的协同工作影响很大,结构设计时应特别注意加强楼板的整体性及面内刚度。

9、《高规》3.4.3条规定,不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。

10、《高规》3.4.6条规定: 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞时, 应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半; 楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%; 在扣除凹入或开洞后, 楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m, 且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。

11、《高规》3.4.6条规定:艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑, 当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时, 应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施, 必要时还可在外伸段

凹槽处设置连接梁或连接板。

12、建筑平面不规则、凹凸多、周长必然长, 建筑及结构以及节能造价必定较建筑平面规则的高, 更不用说结构为克服平面不规则产生的造价提高。

13、结构竖向布置不规则问题《抗规》:1)侧向刚度不规则,该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层或出屋面小建筑外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。2)竖向抗侧力构件不连续,竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递。3)楼层承载力突变,抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。

14、《高规》3.5.6条规定,楼层质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

15、地下室顶板覆土问题: 建筑为考虑景观需要, 往往要求在地下室顶板上要求较厚的覆土考虑绿化, 而结构往往因甲方造价或用钢量的要求, 希望覆土较薄以减轻荷载, 因为地

下室顶板考虑抗裂要求, 梁板的配筋都很大, 且覆土越厚,地下室底板及外墙也越在地面以下, 底板及周边侧墙承受的水压力越大;一般情况下, 覆土0.6m 以上可植草、1.5m 以上可种树, 若地下室较大, 考虑水专业走管坡度、覆土至少0.8~ 0.9m; 建筑总平面布置时,消防车道大部分尽量布置在地下室顶板以外, 减少顶板承受的荷载, 以节约造价。

16、地下水位问题: 在满足基础埋置深度及地下室净高的前提下, 地下室底板标高越高越好, 底板及周边侧墙承受的水压力越小, 底板及周边侧墙厚度及配筋也越小, 造价越低。

17、地下室集水坑布置: 尽量布置在承台边缘、不要布置在外墙边缘, 尤其是消防电梯的集水坑, 可加大长宽、减小深度, 以利于施工,确保边坡安全。曾经有一个工程, 消防电梯的集水坑从地下室底板再往下挖3.2m 深, 布置于地下室外墙边缘,经建筑、结构与水专业配合后, 将集水坑移置地下室的中部, 既保证边坡安全, 又加快施工进度, 节约施工造价。

18、地下室及上部管道井布置, 须注意结构柱、梁偏位问题,建筑、设备专业须确认, 以保证管道井的净尺寸; 有的工程建筑认为梁为200 宽, 而实际地下室或上部的梁往往大于200, 柱或混凝土大梁有向管道井内偏, 影响了管道井的尺寸, 造成后期平面调整(平面布置紧凑时往往不好调整) 或影响使用。

19、梁、柱偏位问题: 注意核对建筑外立面、停车、管道井、电梯井等, 不能影响停车、管道井、电梯的使用, 部分柱外凸时, 为保证立面统一, 柱断面不能收缩。

20、地下室及架空层停车位问题: 须注意柱网布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部车至少柱净距7.2m, 2 部车至少柱净距4.8m, 建筑轴线尺寸须注意柱子大小, 必要时柱子可布置为长方形, 要注意地下室顶有覆土及消防车道时, 柱子不可能太小。

21、地下室及上部层高问题: 净高须满足建筑规范要求, 梁高1/10~1/ 15L, 跨度大、荷载大、又有裂缝要求的梁, 梁高至少1/10~1/12L, 其他部位宽扁梁可做到1/ 15L, 但宽扁梁造价会增大; 预应力梁可做到1/15~ 1/18L, 但须注意梁两端柱头很大, 可能影响建筑的平面布置, 比如影响走道宽度布置等; 净高须考虑设备走管问题, 一般空调管至少0.45m, 电桥架至少0.15m, 喷淋至少0.10m; 当梁较高时可考虑穿梁, 穿梁洞口结构有相应的位置与尺寸的要求, 需要建筑、结构、设备各专业配合; 梁开洞问题:洞口大小< = 1/3 h 梁高, 尽量布置在梁高中部, 梁剪力最小的部位即梁1/3 跨度位置。

22、剪力墙开洞问题: 建筑开的门洞或窗户及设备的穿墙洞口都爱沿着柱角或墙角, 结构则要求洞口不能影响到剪力墙暗柱、端柱、翼墙等主要受力构件, 洞口上下对齐, 建筑与设备需要了解在柱或剪力墙拐角外边缘算起300 范围内为剪力墙约束边缘构件或构造边缘构件, 是高层结构的竖向主要受力构件, 不能破坏; 《高规》第7.2.15 条、第7.2.16 条对约束边缘构件剪力墙、构造边缘构件剪力墙有详细规定。

23、柱:注意尽量避免短柱, 例柱边尽量不布置门窗, 否则常为短柱, 短柱柱箍筋须全长加密, 造价提高且抗震不利。

24、楼梯净高问题: 尤其地下室、商场层、顶层等注意核对,特别三、四跑梯, 建筑设计此部分时须注意核对剖面并与结构核对梯梁跨度、高度, 必要时可要求结构调整梯梁位置或要求做折板梯;半层处梯梁须注意核对: 与建筑立面是否矛盾, 有的建筑立面窗户全对齐与半层处梯梁布置矛盾; 若梯梁外有幕墙等,须注意梯梁内退; 有些楼梯半层梯平台板在房屋内部, 半层处梯梁须注意核对: 与半平台处消火栓、配电箱内嵌布置是否矛盾。

25、屋顶栏板、女儿墙问题: 建筑物大屋面以上仅靠悬臂受力的女儿墙高度不应超过3m,不应采用砌体的女儿墙, 应采用钢筋混凝土女儿墙。悬臂受力的女儿墙高度大于1.8m 栏板已至少15cm, 不太经济, 建议加斜撑或构架以受力合理且降低造价。

26、弧形墙、悬挑加悬挑梁不利, 墙体易开裂。

27、是否有较大跨度。

28、是否有较大的荷载。

29、确定设防烈度、设防类别。

30、结构体系选型、楼盖选型。

31、确定抗震等级、确定嵌固部位。

32、建模试算看看参数,而不是拍脑袋决定。

二、建模之前

1、洞是否超限。

2、体型是否超限。

3、外围窗户留给结构梁的高度。

4、楼面荷载是否确定电梯机房是否7.0,屋面是否为上人屋面。

5、地震作用和场地类别抗震等级是否匹配。

6、楼层净高要求对梁高影响。

7、出屋面电梯间是否体量太小,有没有从上到下的不贯通的柱子。

8、建模之前是否考虑建筑超长是否需要加伸缩缝,伸缩缝宽度还应满足抗震缝的要求,抗震设防烈度、设防类别、结构形式、房屋建筑高度确定建筑抗震等级。

9、建模前需要和建筑碰下需要降板区域的降板高度。

10、要求建筑确定填充墙体的位置、材料。

11、还有一定要看地勘,参数保证正确。

12、跟建筑要地面做法,自己计算楼面恒载,梁上荷载开洞的和不开洞的区别对待。

13、合理选择首层高度,复杂造型提前沟通。

15、建模前梁柱墙布置和建筑沟通好。

16、屋顶是否有水箱。

17、有浴缸,坐厕的卫生间,活载取4.0的

18、基本风压,风压是否需要放大1.1

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