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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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资深结构工程师如何避开设计中87个坑(5)  

2016-02-13 07:30:52|  分类: 建筑工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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五.上部结构 (31个坑)

1.十字交叉次梁刚度明显不同,上部未设通长筋。

由 于支座条件、断面和跨度的不同,双向十字交叉次梁肯定刚度不同,从而形成事实上的主次梁关系,只不过是份量不同而已。如果二者刚度相差较大,刚度小的次梁 在刚度大的次梁处有可能出现负弯矩,如果不配上部通长筋,上部钢筋接头正好位于支座处,容易开裂。必要的话可以调整断面尺寸直接做成主次梁。


2.结构设置抗震缝时,按照最新抗震理念,除应符合规范规定的缝宽以外,尚应满足中震下不碰撞的要求。即按照中震(基本上是提高1.5度)计算该点位移值的两倍。


3.钢筋砼结构体系布置应符合下面要求:

住宅结构禁止采用平面和竖向同时不规则的超限结构体系。

横向框架在15m范围内框架至少需拉通一榀,纵向框架至少需拉通2榀。

电梯井、楼梯间禁止采用悬挑结构。

高层建筑设置角窗或凸窗时,建筑物阳角的角点处必须设置竖向受力构件。

剧场、体育馆、会堂等大跨度、空旷的公共建筑不宜采用纯框架结构体系。


4.框架—剪力墙结构,剪力墙承受的地震倾覆力矩应大于50%,未达到50%时,其框架部分的抗震等级应按框架结构采用,柱轴压比限值宜按框架结构规定采用。有些设计人员为满足50%这一要求,仅在底部增设一些剪力墙,这种做法不符合规范的要求,剪力墙应上、下贯通。


5.剪力墙平面外大梁下部措施不够。

垂直于剪力墙设置大梁(跨度大于5米)时,无论是主梁和次梁,均应该在大梁下剪力墙相应部位设置翼缘、扶壁柱,最差也要设置暗柱(暗柱可以取梁宽加两倍墙厚)。许多工程是因为有墙体才设置大梁,完全可以设置翼墙。


6.框剪结构或者剪力墙结构,当楼电梯井背对背时,应特别注意楼电梯之间剪力墙的稳定问题,其厚度不能太小。该墙体在楼梯踏步板范围之内两侧都相当于开洞,没有楼板作为侧向支撑。厚度取值没有明确规定,并且受力也不好。必要时应在电梯井布置垂直于该墙体的剪力墙。

a.剪力墙长度不宜大于8米的理解(刚度均匀,弯曲破坏)避免各个击破,如刚度均匀也

可以;

b.短肢剪力墙(l/h=5~8),尽量避免大部分刚刚超过8.0,此乃钻规范的空子

c.剪力墙厚度:h/H限值。稳定验算存在一定问题,应尽量满足要求。


7.无论结构计算时嵌固部位标高在那里,剪力墙底部加强区高度均应从室外坪向上计算。

建筑物总高度也应从室外坪计算到主要屋面。


8.在建筑物四周室外坪不同时应该从最高地坪向上计算(室外地面前后相差一层时),加强

部位高度从计算嵌固部位向下一层,剪力墙总高度H应取至剪力墙最高点,不能仅仅算至大屋面。


9.决定建筑物A、B级,抗震等级的高度,基础埋深的高度,剪力墙加强区高度。

计算一二级剪力墙约束边缘构件长度lc时,墙肢长度hw取值不对。应根据边缘构件所在位置及起的作用而定。

在 边缘构件内配置竖向钢筋,对提高墙体承载能力和延性有较大的作用,暗柱内箍筋可以约束混凝土,提高混凝土的极限应变,还可以使剪力墙具有较强的边框,阻止 剪切裂缝迅速贯通全墙。如果墙上开洞尺寸较小,使墙的受力仍然保持一个整墙肢,应将该开洞的剪力墙作为一个整的墙肢对待。约束构件在中间时基本上属于中和 轴位置,起不了多大作用。翼柱A在X方向的墙肢长度取为Hw1,翼柱C取为Hw2都不对。翼柱A、C墙肢长度均应取为Hw。


10.单边有大跨次梁的框架梁受扭问题,这种梁应适当加大腰筋。

11.剪力墙约束边缘构件Lc以内、阴影区以外部分配箍率减半的执行。可以采用拉筋和箍筋。拉筋不超过肢数的1/3,竖向间距同阴影部分,水平间距不大于300。此处可以变换直径,但不能增加竖向间距。


12.地下室顶板作为嵌固部位时,地下室柱每边配筋不应小于底层柱的1.1倍。不能随意放大底层柱配筋。


13.当框架梁剪力主要是由集中力贡献时,应注意箍筋加密区以外抗剪强度。


14.跨高比小于5的剪力墙连梁应该全跨加密箍筋。大于5时可以按照框架梁箍筋的构造连梁对剪力墙约束较强,剪力主要由地震引起的墙肢弯矩提供,本身变化不大。跨高比大时弯矩不是很大。


15.剪力墙连梁受弯钢筋配筋率问题

目前相关研究工作尚不充分。当跨高比小于0.5时,连梁是墙体的一部分,宜按墙体的要求配筋;跨高比大于0.5时,从“强剪弱弯”的角度,对抗震设计的连梁建议按下表采用。

抗震设计时连梁纵向钢筋构造配筋率


16.机械锚固水平段长度问题。保证可设置宽梁,但宽梁出墙面不要太大,必要时加腋。


17.大梁托柱转换。应注意从梁上升起的框架柱,柱底存在两个方向的弯矩,应在柱底设置垂直于大梁的另一方向的梁,平衡该方向的柱底弯矩。

托柱转换的转换大梁,应注意验算柱底的局部承压。此时不宜考虑局部受压计算底面积的增大,局部承压强度提高系数取1.0,必要时应设置钢筋网片。


18.框支结构的框支层电算配筋时,应按照弹性楼板考虑。转换层结构的转换构件,拆模时混凝土强度应达到100%。以避免上部结构跟随转换构件提前变形。


19.主要构件采用有粘结预应力,预应力对相关构件的影响(特别是对剪力墙产生平面外弯矩),相关构件对建立预应力的影响。


20.抗震等级为一、二级的框架结构,其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3;且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。


21.钢筋混凝土框架结构转角处的框架柱是否均为角柱?

角柱是指位于建筑角部、与柱的正交的两个方向各只有一根框架梁与之相连接的框架柱。

因此位于建筑平面凸角处的框架柱一般均为角柱,而位于建筑平面凹角处的框架柱,若柱的四边各有一根框架梁与之相连,则不按角柱对待。


22.按单元划分抗震设防类别“建筑各单元的重要性有显著不同时,可根据局部的单元段划分抗震设防类别”设置抗震缝将结构分为若干单元,各单元有单独的疏散出入口,各单元独立承担地震作用,彼此之间没有相互作用,人流疏散也较容易。

23.大底盘高层建筑:当其下部裙房属于大型零售商场的乙类建筑范围时,一般可将其及与之相邻的上部高层建筑二层定为加强部位,按乙类进行抗震设计,其余各层可按丙类进行抗震设计。但是,当上部结构为乙类时,下部结构不论是什么类型,均为乙类。


24.抗震措施与抗震构造措施

抗震措施:除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容。包括抗震构造措施。

抗震措施:规范第五章及以后各章的内容(包括一般规定A、计算要点B和构造措施C)以及场地与地基一章。

抗震构造措施:根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各类细部构造。

抗震措施的调整

抗震措施与建筑抗震设防类别有关。甲乙丙丁类……

抗震构造措施与设防类别和场地类别有关。规范3.3.1和3.3.2条。注意Ⅰ类场地土和Ⅲ、

Ⅳ类场地土上的7.5、8.5度下的抗震构造措施变化。

考虑场地类别后改变的只是抗震措施里的抗震构造措施C而一般规定A和计算要点B均与

场地类别无关。

有可能带来Ⅰ类场地土上A、B两项的误降低和Ⅲ、Ⅳ类场地土上A、B两项的误提高。

抗震措施(I~IV类场地:甲、乙类建筑提高一度,丁类降半度)


25.底框结构应保证大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支承,每单元砌体抗震墙最多有二道可以不落在框架主梁或钢筋混凝土抗震墙上,而由次梁支托(二次转换)。底框结构底部纵向抗震墙的布置分散,均匀,对称。


26.扭转不规则及不规则程度

刚 性楼板假定,小震作用,楼层最大弹性水平位移(或层间位移)值与该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的比值大于1.2时,判断为扭转不规则;当比 值接近1.5时,判断为特别不规则;当比值大于1.5时,一般判断为严重不规则。此时,计算的弹性水平位移(或层间位移)为代数值,当位移值小于规范限值 的50%时,判断严重扭转不规则的比值可以适当放松。最大值和平均值的计算,均取楼层中同一轴线两端的竖向构件计算,不考虑楼板中悬挑的端部。


27. 当高层建筑结构带有大底盘裙房,计算裙房与其上塔楼的楼层刚度比时,可取其有效影响范围内的竖向构件。所谓,有效影响范围可由塔楼与群房交界处做45o向 外斜线,取斜线范围内的竖向构件(墙和柱)参与计算。对地下室部分也可照此处理,而不能将所有竖向构件、特别是取地下室外墙参与计算。

裙房抗震等级不低于主楼的抗震等级。当裙房与主楼在结构上完全分开时,主楼和裙房分别按各自的结构体系、房屋高度确定抗震等级。当主楼和裙房连接为整体时,裙房除按自身结构体系和高度确定抗震等级外,还不应低于主楼的抗震等级。

裙房为纯框架、主楼为抗震墙结构且连为整体时,主楼按抗震墙结构确定抗震等级,裙楼框架的抗震等级,尚不应低于整个结构按框架-抗震墙结构体系并按主楼高度确定的框架部分的抗震等级。

当主楼为部分框支抗震墙结构体系时,其框支层框架应按部分框支抗震墙结构确定抗震等级,裙楼可按框架-抗震墙体系确定抗震等级。此时,裙楼中与主楼框支层框架直接相连的非框支框架,当其抗震等级低于主楼框支层框架的抗震等级时,则应适当加强抗震构造措施。


28.框剪结构中,框架部分抗震等级按框架结构确定公式-----底层弯矩结构体系问题。

每个工程的结构体系应根据其所在地区的烈度、高宽比、长宽比、使用功能、平面形状等许多因素综合确定。

一般接近最大使用高度时经济性要差。例如七度区十层以上的框架结构可能不如框剪;

对于乙类建筑,取用最大使用高度时可以按照原设防烈度,但是抗震措施提高一度,会出现抗震等级超出的问题;

长宽比大的结构扭转难以控制,必要的话应考虑设缝或变更结构体系。

宽度较小的高层结构在水平荷载较大的情况下宜采用框剪。

一般情况下,短肢剪力墙结构经济性不如普通剪力墙结构(纵筋配筋率、最小厚度);尽可能不要采用复杂结构体系。传力最直接的结构是最节约的结构体系。


29.转换结构(框支、底框)存在刚度突变问题,破坏严重。尽量避免。一个优秀的结构设

计人员应该在满足或尽量满足建筑使用功能的条件下,设计出传力相对简单的结构。多层建筑

扭转控制方式。高层控制周期比位移比。多层边榀放大(1.15,1.05)


30.抗震缝设与不设,宽度问题。


31.结构设计的经济性问题

与 结构经济性相关的因素:结构体系(框架、框剪、短肢、剪力墙)、荷载、系数、放大与配筋量相关的各计算系数的调整:周期折减系数、地震力放大系数、弯矩放 大系数现浇空心楼板(注意布管方向、留有足够的横向肋、双向受力差别、板的计算简图问题、周围支承构件刚度、横管方向的抗剪验算)。

北京技术细则:现浇圆孔板是一种单向板。即使板的区格为正方形,由于此种板两个方向的刚度差别较大,也不能按一般的双向板计算。即使采取一些措施,将每节管子之间留出间距,使板的横向也有一定的混凝土肋,但两个方向的刚度仍相差不少,仍以按单向板设计为宜。




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