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建築結構設計問題及註意事項?

1註意要點

(1)不同的樓層和布局(整體性)決定了采用剛性、剛柔和柔性的理論計算。抗震驗算時應特別註意場地土類別。8度區五層以上時,應盡可能增加剪力墻,這樣可以大大提高結構的抗震性能,其經濟性也應結合實際情況考慮。框架結構應設計成雙向梁柱剛性連接體系,但允許部分框架梁置於另壹框架梁上。應加強豎向地震作用的設計,震害分析規範給出的豎向地震作用明顯不足。

(2)對於細部構造處理,雨篷不應突出填充墻,並盡量與主體結構連接。

(3)框架梁、柱的混凝土等級應相差壹個等級。當不可避免時,應在梁柱節點處采取必要的構造措施。

(4)由於某些原因,當梁或過梁截面較大時,應驗算構件的最小配筋率,這也是壹個容易忽視的問題。

(5)建築物離開屋頂的電梯間不應采用磚混結構,以避免不同結構體系在壹個建築物內混用。

(6)框架結構中的電梯井墻體宜用燒結頁巖磚砌築,不宜用磚墻。結構布置時,可考慮各層的梁承擔各層的墻體荷載。樓梯四角應加強構造柱,層高較高時在門口上方加圈梁,增加其整體性。比如建築的電梯間是偏心的,用混凝土墻的時候樓梯間的剛度很高,其他地方沒有剪力墻,對樓梯間和整體結構非常不利。

(7)建築物的平面長度應滿足設置伸縮縫規範的要求,否則應采取措施。如:增加配筋率、延長鋼筋、提高保溫、鋪設架空樓板和後澆帶等。單層面積較大時,可以在梁板混凝土中加入微膨脹劑,在混凝土中建立預應力來控制裂縫。

(8)柱軸壓比的控制應滿足規範要求。

(9)使用井字梁時,梁的自重大於板的自重,梁的自重不能忽略。周圍橫截面通常擴大的邊梁。

(10)側梁上的鋼筋應盡可能長,並設計成偏心構件。(11)導管穿過板的地方,板要進行抗剪強度驗算或開洞形成管井。應在電線管的垂直交叉點處檢查橫梁的剪切強度。

(12)必須註意電梯井處的間隙控制以及墻壁和橫梁的定位。電梯井道處的立柱可以向外移動,也可以做成L形立柱。

(13)檢查水箱、電梯機房、設備下方的結構布置是否符合要求。J 〈 J:壹般水箱都是成品,結構設計時考慮水箱的布置範圍和荷載(包括設備基礎荷載)就足夠了。

(14)地下水位很高時,應根據實際情況考慮其對地下室基礎和頂板的浮力。

(15)使用寬扁梁時,應註意檢查變形。

(16)屋面突出的建築物電梯間內的柱為梁支撐柱時,應向下延伸壹層,不宜錨入頂梁,支撐梁應按轉換梁的構造要求處理,如箍筋的通長加密、抗扭腰筋的設置等。錯層部位應采取加強措施。女兒墻內加構造柱,頂部加壓。無論出入口女兒墻多高,都應加構造柱,在箍筋全高加密的錯層處可加壹根大截面梁,上下板錨入此梁。

(17)等基礎在施加附加壓力時有不同的沈降。

(18)禁止將大梁穿過大房間,禁止將大梁穿過住宅內的房間。如有必要,用大板代替橫梁。

(19)當建築布局不規則時,結構設計應根據建築布局進行合理的結構布置,並采取相應的構造措施。比如兩端最大的建築與中間的小結構相連(啞鈴形),中間小結構的板應認為是偏拉偏置。板厚要加厚,雙層加固,梁筋盡量加強。

2問題和解決方案

2.1獨立基礎設計荷載選擇不當。鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎。當局部地基主要持力層內無軟弱粘性土層時,對於高度小於8層的普通民用框架房屋或具有等效荷載的多層框架廠房,可不進行地基和基礎的抗震承載力驗算。也就是說,在8度地震區,大部分鋼筋混凝土多層框架房屋不需要進行地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋的基礎設計要考慮風荷載的影響。因此,在鋼筋混凝土多層框架建築的整體計算分析中,必須輸入風荷載,不能僅僅因為地震區高層建築以外的壹般建築風荷載無法控制就輸入風荷載。另壹方面,設計獨立基礎時,作用在基礎頂面的外荷載(柱腳內力設計值)只取軸力設計值和彎矩設計值,沒有剪力設計值,甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎的設計尺寸較小,配筋較少,影響基礎和上部結構的安全。

2.2框架計算圖不合理。無地下室鋼筋混凝土多層框架房屋,基礎埋深,為獨立基礎。當基礎梁安裝在0.05米左右時,基礎梁應按1層輸入。如工程為三層鋼筋混凝土框架結構,丙類建築,建築場地類別為二類:高度為3.3m,基礎深度為4.0m,基礎高度為0.8m,室內外高差為0.45m..在8度地震區,本工程框架結構抗震等級為二級。根據設計師對壹棟三層框架房的計算,第壹層高度為3.35 m,即假設框架房嵌在壹根基礎梁頂面0.05 m處:基礎梁的截面和配筋按結構設計;基礎按中心受壓計算。顯然,選擇這樣的計算圖是不合適的。設置梁層時,壹般情況下,需要比較底柱配筋是由基礎頂部截面控制還是由基礎梁頂部截面控制。考慮地基土的約束,對於這樣的計算圖,在計算機程序的總信息輸入中,可將地下室層數填為1,根據兩次計算結果的包絡圖,壹次性進行框架結構底柱的配筋。

2.3基礎梁層的計算模型不符合實際情況。基礎梁層沒有樓板。用TAT或SATWE計算機程序計算整體框架時,樓板厚度應為零,並定義彈性節點,采用總剛度分析法進行分析計算。有時,雖然樓板厚度為零,也定義了彈性節點,但沒有采用整體剛性分析,程序分析自動按照剛性樓板的假設進行計算,與實際情況不符。房子的平面不規則,要特別註意這壹點。

2.4基礎拉梁設計不當當獨立基礎埋置不深,或雖埋置較深但采用短柱基礎時,由於基礎較差或柱荷載差異較大,或根據抗震要求,可沿兩主軸設置結構基礎拉梁。基礎梁的截面寬度可為柱中心距的1/20 ~ 1/30,高度可為柱中心距的1/1/18。結構基礎梁的截面可取上述限值範圍的下限,縱向鋼筋可取連接柱最大軸力設計值的10%的拉力或壓力。結構配筋,除滿足最小配筋率外,不應小於上下部分的2%,配筋不應小於18-200。當填充墻或樓梯柱的荷載作用在拉梁上時,應適當增大拉梁的截面,計算配筋應與上述結構配筋疊加。結構基礎梁的頂標高通常與基礎高度或短柱的頂標高相同。在這種情況下,基礎可以設計為壓縮偏心基礎。過去框架底層不高或基礎埋得不深時,有時基礎梁要設計得更堅固壹些,以便用梁來平衡柱底彎矩。此時,拉梁的正彎矩鋼筋應在全跨內拉通,負彎矩鋼筋至少應拉通1/2。框架柱中拉梁正負彎矩筋的錨固和拉梁箍筋的加密與上部框架梁完全相同。此時,拉梁應設置在基礎頂部,而不是基礎頂面以上,基礎可按中心受壓設計。

2.5電梯井帶樓板的框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓板的電梯井,因為井道剪力墻的存在會吸收較大的地震剪力,相應減少框架結構承受的地震剪力,井道下的基礎設計也比較困難,所以這些井道應盡量采用砌體材料作為填充墻,形成隔墻。當必須設計鋼筋混凝土豎井時,豎井的壁厚應適當,並通過開設豎縫和構造洞來削弱剛度。可以根據結構設置配筋,實現經濟控制。設計計算時,還應按帶豎井的框架進行復核,並加強與井壁連接的柱的配筋;另外需要指出的是,電梯機房和水箱間的重量應采用框架結構來承擔,不能采用砌體墻來承擔,要考慮乘以增大系數的鞭效應。雨篷等構件應從承重梁中挑出,不得從填充墻中挑出;樓梯梁和夾層梁應支撐在承重柱上,不得支撐在填充墻上。

2.6結構計算中幾個重要參數的合理選擇所有的計算機計算結果,都要經過分析判斷,確認是合理有效的,才能用於工程設計。通常情況下,計算機計算的結果主要是結構的自振周期、樓板的地震剪力系數、樓板的彈性層間位移(包括最大位移與平均位移之比)、樓板的彈塑性層間位移、樓板的抗側剛度比、振型參與質量系數、墻、柱的軸壓比、墻、柱、梁、板的配筋、 框架-抗震墻結構的底墻和柱底截面的內力設計值、地震傾覆力矩和總地震。 超筋、超限等信息。為了分析和判斷計算機計算結果是否合理,在結構設計計算中,除了合理的結構方案和正確的結構計算圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別以及選擇計算機程序壹般信息中的其他參數也是非常重要的。

2.7結構周期折減系數框架結構和框架-抗震墻結構,由於填充墻的存在,結構的實際剛度大於計算剛度,計算周期比實際周期長。因此,計算的地震剪力太小,使結構不安全。因此,需要減少結構的計算周期,但不宜減少框架結構的計算周期或獲得過大的折減系數。根據規範要求,框架結構采用砌體填充墻時,周期折減系數可為0.6 ~ 0.7;當砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7 ~ 0.8;當完全使用輕質墻板時,0.9是可取的。只有純框架無墻的計算周期不能減少。

2.8框架梁、柱箍筋間距明確規定了不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距。根據這些規定,梁、柱加密區箍筋最大間距為100mm,非加密區箍筋最大間距為200 mm,在計算機程序的壹般信息中,梁、柱的箍筋加密區間距通常為100ram,加密區的箍筋面積據此計算,設計人員應根據規範確定箍筋直徑和肢數。但在程序預設條件下,當框架梁跨中有次梁或有其他較大的集中荷載,但只設置兩個箍筋時,多數情況下非加密區箍筋間距為200mm,會使梁非加密區箍筋不足。因此,建議將方案中固定梁的箍筋改為梁非加密區間距200 mm。

2.9地下室樓層的輸入處理多層框架結構房屋也有地下室。由於隔墻較少,常采用淺基礎。在計算機計算中,地下室層數和上部結構應壹起輸入,並在總信息中填寫實際的地下室層數。這樣可以壹次性計算出基礎和基礎底板的豎向荷載,程序會在抗震計算時自動將框架底柱底部截面的彎矩設計值乘以增大系數。同時,通過對側向剛度比的分析比較,可以正確判斷和調整房屋的嵌固位置,采取相應的抗震構造措施,保證樓板必要的厚度和最小配筋率。當結構出現豎向不規則邊時,不僅要驗算薄弱層,還要將薄弱層的地震剪力乘以增大系數1.15。如果壹般信息中填寫的地下室層數少於結構整體計算中實際輸入的層數,彎矩設計值的增大系數就會放錯位置,從而在發生地震時,由於抗震能力的降低,容易發生地震破壞的底柱底部位置就會被破壞。

3結論

簡單論述了我在設計工作中遇到的問題以及相應的解決方法。希望各位同仁提出寶貴建議,共同努力,讓結構設計水平上壹層樓。

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