做結(jié)構(gòu)設(shè)計最讓人困惑的問題解析匯總

做結(jié)構(gòu)設(shè)計最讓人困惑的問題解析匯總

1、結(jié)構(gòu)類型如何選擇?

解釋：

(1)對于高度不超過150米的多高層項目一般都選擇采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);

(2)對于高度超過150米的高層項目則可能會采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)類型;

(3)對于落后偏遠地區(qū)的民宅或小工程則可能采用砌體結(jié)構(gòu)類型。

2.結(jié)構(gòu)體系如何選擇?

解釋：對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當房屋高度不超過120米時，一般均為三大常規(guī)結(jié)構(gòu)體系——框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。

(1) 對于學校、辦公樓、會所、醫(yī)院以及商場等需要較大空間的建筑，

當房屋高度不超過下表時，一般選擇框架結(jié)構(gòu);

當房屋高度超過下表時，一般選擇框架-剪力墻結(jié)構(gòu);

(2) 對于高層住宅、公寓、酒店等隔墻位置固定且空間較小的建筑項目一般選擇剪力墻結(jié)構(gòu)。當高層住宅、公寓、酒店項目底部一層或若干層因建筑功能要求(如大廳或商業(yè))需要大空間時，一般采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

(3) 對于高度大于100米的高層寫字樓，一般采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)。

3.河北地區(qū)某40米高的辦公樓采用框架結(jié)構(gòu)體系合理嗎?

解釋：不合理。7度區(qū)框架結(jié)構(gòu)經(jīng)濟適用高度為30米，超過30米較多時應在合適的位置(如樓梯、電梯、輔助用房)布置剪力墻，形成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這樣子剪力墻承受大部分水平力，大大減小框架部分受力，從而可以減小框架柱、框架梁的截面和配筋，使得結(jié)構(gòu)整體更加經(jīng)濟合理。

4.框架結(jié)構(gòu)合理柱網(wǎng)及其尺寸?

解釋：

(1)柱網(wǎng)布置應有規(guī)律，一般為正交軸網(wǎng)。

(2)普通建筑功能的多層框架結(jié)構(gòu)除個別部位外不宜采用單跨框架，學校、醫(yī)院等乙類設(shè)防建筑以及高層建筑不應采用單跨框架。

(3)僅從結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性考慮，低烈度區(qū)(6度、7度)且風壓小(小于0.4)者宜采用用大柱網(wǎng)(9米左右);高烈度區(qū)(8度及以上)者宜采用中小柱網(wǎng)(4~6米左右)。

(4)一般情況下，柱網(wǎng)尺寸不超過12米;當超過12米時可考慮采用鋼結(jié)構(gòu)。

5.框架結(jié)構(gòu)材料合理選擇?

解釋：(1)混凝土：多層框架柱混凝土強度等級可取C25、C30，高層框架柱混凝土強度等級可取C35、C40。梁混凝土強度等級可取C25、C30。

(2)鋼筋：一般情況下梁、板、柱鋼筋采用HRB400，梁縱筋可用HRB500。

6.框架結(jié)構(gòu)樓蓋形式合理選擇?

解釋：(1)框架結(jié)構(gòu)樓蓋可采用單向主次梁、井字梁、十字梁形式。從結(jié)構(gòu)合理角度考慮次梁的布置應使得單向板板跨為3.0米左右，雙向板板跨為4.0米左右。

(2)從建筑功能考慮，一般來說，學校、商場一般采用井字梁、十字梁較多;辦公樓、會所、醫(yī)院一般采用主次梁較多。

7. 框架柱截面合理尺寸確定?

解釋：(1)框架結(jié)構(gòu)柱截面通常由軸壓比限值控制，一般情況下，柱計算軸壓比=軸壓比規(guī)范限值-0.1較為合適。

(2)除甲方對經(jīng)濟性有特殊要求時，一般情況下，多層框架柱截面尺寸改變不超過2次;高層框架柱截面尺寸改變不超過3次。

(3)柱截面形狀一般為矩形(長寬比一般不超過1.5)，且柱截面長邊平行于結(jié)構(gòu)平面短邊方向。

(4)當層數(shù)為10層時，方形柱尺寸700~1000mm;當層數(shù)為5層時500~800，大柱網(wǎng)取大值，小柱網(wǎng)取小值。

8.梁截面合理尺寸確定?

解釋：(1)在正常荷載情況下，框架梁截面高度可以按L/13估算，單向次梁截面高度可以按L/15估算，雙向井字梁截面高度可以按L/18估算。

(2)梁截面寬度可取為梁高的1/3~1/2。

(3)最終梁截面尺寸根據(jù)計算結(jié)果確定，一般情況下應確保絕大多數(shù)梁支座配筋率為1.2%~1.6%，不宜超過2.0%，跨中配筋率為0.8%~1.2%。

(4)框架梁高度一般為600~800mm，寬度一般為250~350mm;次梁截面高度為500~600mm，寬度一般為200~250mm。

9.樓板合理厚度確定?

解釋：(1)在正常荷載及正常跨度范圍內(nèi)，單向板板厚約取h=L/30，雙向板板厚約取h=L/38，懸臂板板厚約取h=L/10，并應使得計算配筋接近構(gòu)造配筋。

(2)實際工程中一般板厚取值為100mm、120mm、150mm較多。

10.懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項?

解釋：懸臂結(jié)構(gòu)屬于靜定結(jié)構(gòu)，安全度較低，因此設(shè)計時應適當加大安全儲備(實配鋼筋比計算配筋增大約30%)。懸臂梁跨度盡量控制在3.5米以內(nèi)，懸臂板盡量控制在1.2米以內(nèi)。如超出此范圍，應特別注意撓度和裂縫的驗算或采用其他結(jié)構(gòu)形式(如設(shè)置斜撐等)。

11.框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件材料用量大致比例?

解釋：框架結(jié)構(gòu)由梁板柱構(gòu)件組成，多層框架結(jié)構(gòu)其材料用量比例大致如下：

混凝土量：梁—約30%，板—約55%，柱—約15%;

鋼筋量：梁—約50%，板—約25%，柱—約25%。

因此，設(shè)計框架結(jié)構(gòu)時，應注意柱網(wǎng)大小、板厚取值及梁配筋率的控制，確保結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理。

12.混凝土容重一定要大于25嗎?

解釋：《荷規(guī)》規(guī)定鋼筋混凝土容重為24~25KN/㎡。工程設(shè)計中大多數(shù)設(shè)計單位和審圖機構(gòu)都要求考慮混凝土構(gòu)件表面抹灰重量而將混凝土容重相應提高，如框架結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)取25.5KN/㎡，剪力墻取26KN/㎡。

實際上直接取25KN/㎡也是可以而且是合理的。因為實際梁板、梁柱節(jié)點會有一部分重合部分，而軟件并未考慮此因素，即梁板及梁柱節(jié)點區(qū)重復計算了多次重量，這部分重量一般足以抵消構(gòu)件抹灰重量。

13.風荷載信息中結(jié)構(gòu)基本周期需要考慮填充墻作用而折減嗎?

解釋：此處結(jié)構(gòu)基本周期主要用于計算風振系數(shù)，多數(shù)設(shè)計單位和審圖機構(gòu)在風荷載信息中填的結(jié)構(gòu)基本周期都是未進行折減的，即直接填入計算周期。

實際按照相關(guān)結(jié)構(gòu)理論和規(guī)范要求，此處應該填折減后的結(jié)構(gòu)自振周期，因為在風荷載作用下，結(jié)構(gòu)必然處于彈性狀態(tài)，填充墻肯定沒有開裂和破壞，其斜撐作用會使得結(jié)構(gòu)剛度增大，周期減小，因此填入折減后的結(jié)構(gòu)自振周期才是符合實際情況而且是最合理的。但填入未折減的結(jié)構(gòu)自振周期，風振系數(shù)是偏大，風荷載也是偏大，對于結(jié)構(gòu)是偏安全的。

14.框架結(jié)構(gòu)平均重度大致規(guī)律?

解釋：采用輕質(zhì)砌塊的常規(guī)框架結(jié)構(gòu)6、7度區(qū)平均重度為12~13KN/㎡，8度區(qū)為13~14KN/㎡;當內(nèi)部隔墻少時取低值，當內(nèi)部隔墻多時取高值。

15.框架結(jié)構(gòu)需要控制哪些整體指標?

解釋：需要控制層間位移角、位移比、抗側(cè)剛度比及樓層受剪承載力比，不需要控制周期比。剪重比、剛重比很容易滿足規(guī)范要求的。

16.框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度比及樓層受剪承載力比不滿足規(guī)范怎么辦?

解釋：當?shù)撞繉痈咻^大時，特別容易造成框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度比及樓層受剪承載力不滿足規(guī)范要求。此時，一般可以采用加強層高較大樓層框架柱和框架梁的截面，必要的時候需要改變結(jié)構(gòu)體系，采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

單獨在底部層高較大樓層處設(shè)置剪力墻或斜撐的方法在計算結(jié)果上可以解決上述問題，但使得結(jié)構(gòu)體系較為怪異，底部為框剪結(jié)構(gòu)上部為框架，這其實并不妥當，相當于超限工程。

17.水平力的夾角和斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震數(shù)的區(qū)別?

解釋：兩個參數(shù)不同之處

(1)水平了的夾角不僅改變地震作用的方向而且同時還改變風荷載作用的方向;斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震方向角僅改變地震作用的方向。

(2)側(cè)向水平力沿整體正交坐標方向作用與沿某夾角方向作用的計算結(jié)果應該取其最不利組合來進行構(gòu)件的設(shè)計，但軟件中“水平力夾角”參數(shù)不能自動取其最不利組合，必須由工程師對計算結(jié)果一一比較包絡(luò)設(shè)計。而“斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震數(shù)”參數(shù)是可以自動考慮最不利組合，直接完成構(gòu)件截面設(shè)計。

18.屋頂構(gòu)架是否必須滿足扭轉(zhuǎn)位移比的要求?

解釋：從工程實際分析，對于屋頂構(gòu)架或高出屋面較多的構(gòu)筑物，應參與結(jié)構(gòu)整體分析計算，但可適當放寬其扭轉(zhuǎn)位移比限值的要求。

19.框架柱軸壓比超限怎么辦?

解釋：方法有二：(1)加大柱截面;(2)提高柱混凝土強度等級。

20.框架柱計算縱筋較大怎么辦?

解釋：

(1)框架柱一般情況下為構(gòu)造配筋，若少數(shù)框架柱或頂層框架柱可能出現(xiàn)計算配筋(即計算縱筋大于最小配筋率)，可調(diào)整柱截面形狀(X向配筋較大則將柱Y向加長，Y向配筋較大則將柱X向加長)。

(2)如很多框架柱都出現(xiàn)計算配筋，則應考慮在合適的位置設(shè)置剪力墻成為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，減小框架部分受力。

21.梁抗彎超筋怎么辦?

解釋：當建筑允許時優(yōu)先加大梁高;建筑不允許時加大梁寬;梁截面尺寸無法改變時應調(diào)整樓蓋梁布置，改變梁的受力狀態(tài)。

22.梁抗剪超筋怎么辦?

解釋：如果梁較短且是高烈度區(qū)，有效方法是將梁高做小，梁寬做大。

23.梁剪扭超筋怎么辦?

解釋：一般是由于垂直于該梁的次梁彎矩引起的，有效方法是將該次梁點鉸接。

24.框架梁柱節(jié)點抗剪不足如何解決?

解釋：對于高烈度區(qū)(8度及其以上地區(qū))框架結(jié)構(gòu)經(jīng)常容易出現(xiàn)節(jié)點抗剪不足的問題，尤其是異形柱結(jié)構(gòu)。解決節(jié)點抗剪不足有效的方法有兩種：

(1)把框架梁做寬或者框架梁在節(jié)點處水平加腋;

(2)在合適的位置設(shè)置剪力墻成為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，減小框架部分的內(nèi)力。

25.框架柱縱筋上層比下層大合理嗎?

解釋：框架柱是壓彎構(gòu)件，上部(尤其是頂層)框架柱一般都是軸壓力比較小，彎矩比較大，這是屬于大偏心受壓狀態(tài)。

大偏心受壓狀態(tài)下軸壓力是有利的，即軸壓力越大配筋越小，軸壓力越小配筋越大。因此在高烈度區(qū)或大柱網(wǎng)的情況下就會出現(xiàn)框架柱越到上部樓層柱縱筋越大的現(xiàn)象。

26.梁撓度超限怎么辦?

解釋：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度應按荷載的準永久組合計算，即不考慮風荷載和地震作用，一般情況下僅考慮1.0恒+0.5活。

(1)當計算的長期撓度不大于規(guī)范限值的1.20倍時，可以用指定施工預起拱值的辦法解決，一般施工預起拱值為L/400。

(2)當計算的長期撓度大于規(guī)范限值的1.20倍時，應加大梁高。

27.梁計算裂縫超限怎么辦?

解釋：鋼筋混凝土構(gòu)件的計算應按荷載的準永久組合計算，即不考慮風荷載和地震作用，一般情況下僅考慮1.0恒+0.5活。容易出現(xiàn)梁計算裂縫超限的情況是：

(1)跨度大于6.0米的簡支梁或跨度超過9米的連續(xù)梁;

(2)低烈度區(qū)跨度大于9.0米且支座配筋率超過2.0%的框架梁;

當計算裂縫不大于規(guī)范限值的1.1倍時，可以小直徑縱筋減小計算裂縫寬度;

當計算裂縫大于規(guī)范限值的1.1倍時，應優(yōu)先考慮加大梁高。

28.什么是樓板大開洞?

解釋：當樓板開洞尺寸大于1個柱網(wǎng)尺寸且洞口尺寸超過對應邊長的30%時，一般就可以認為是大開洞。

29.樓板大開洞應采取什么加強措施?

解釋：(1)加厚洞口附近(樓板削弱的那個部分)樓板(一般為相鄰樓板厚度的1.25倍)，配筋率雙層雙向0.25%;

(2)在洞口周邊設(shè)置邊梁，當不能設(shè)置明梁是可以設(shè)置暗梁，邊梁及暗梁的配筋應加強。邊梁的縱筋要放大1.25倍，腰筋應為抗扭腰筋;暗梁寬度可板厚的2~3倍，縱向鋼筋配筋率為1.0~1.5%。

(3)計算分析時應在“特殊構(gòu)件補充定義”中定義為“彈性膜”。

30.柱縱向鋼筋有哪些要求?

解釋：

(1)柱全部縱向鋼筋的配筋率，不應小于《抗規(guī)》6.3.7條的規(guī)定值;柱的縱向鋼筋的配置，需滿足《抗規(guī)》6.3.8條要求;

(2)柱的縱向受力鋼筋直徑不宜小于12mm，縱向鋼筋凈間距不應小于50mm，且不大于300mm，圓柱中縱向鋼筋根數(shù)不宜少于8根，不宜少于6根，且沿周邊均與布置。

31.柱箍筋有哪些要求?

解釋：

(1)柱箍筋的配置，需滿足《抗規(guī)》6.3.9條要求;尤其注意柱端箍筋加密區(qū)箍筋的最小體積配箍率要求。

(2)梁柱節(jié)點核心區(qū)箍筋大于柱端加密區(qū)箍筋時，需單獨指定節(jié)點核心區(qū)箍筋。柱配筋時，需先判斷柱子是否是短柱，如果剪跨比小于等于2，柱箍筋需全高加密。

(3)柱箍筋肢數(shù)按下列圖形確定：

(4)縱筋根數(shù)超過上圖中箍筋肢數(shù)時，允許縱筋隔一拉一，不需要再增加箍筋肢數(shù)，以免核心區(qū)箍筋太多影響節(jié)點核心區(qū)混凝土的澆搗而影響質(zhì)量。

32.板的受力鋼筋有哪些要求?

解釋：

(1)板的最小配筋率需滿足《砼規(guī)》8.5.1條要求;

(2)板鋼筋的直徑通常用的最多是右上方的Φ8和Φ6，一般板面用Φ8，板底鋼筋用Φ8或Φ6。鋼筋的間距需滿足《砼規(guī)》9.1.3條要求。

常用的受力鋼筋的直徑從考慮施工方便的角度看，通長采用100、125、150、175、200mm，如果需控制經(jīng)濟性，則根據(jù)計算結(jié)果選取對應的面積最接近的間距，如板支座處計算結(jié)果308mm2，可直接選用Φ8@160。鋼筋混凝土板的負彎矩調(diào)幅幅度不宜大于20%，《砼規(guī)》5.4.3條。

(3)板的受力鋼筋的長度需滿足《砼規(guī)》9.1.4條要求;

普通樓板：負筋采用分離式配筋方式，當跨度≥4.5m時負筋拉通50%;

屋面板：雙層雙向拉通，支座處可搭配附加短筋，附加短筋長度可取凈跨1/5。

33.等高井字梁的交點，是否設(shè)置附加箍筋或吊筋?其吊筋構(gòu)造要求如何?

解釋：

江湖中絕大多數(shù)設(shè)計單位做法是在等高井字梁交點的四邊每側(cè)構(gòu)造設(shè)置3根附加箍筋。

其實如果兩向跨度、截面、受力、配筋均相同時，則兩方向井字梁從受力上講沒有主次之分，共同受力，此時可以不設(shè)置附加箍筋。即使考慮到活荷載不利布置及實際活荷載分布的差異性導致次梁內(nèi)力存在差異，可以在井字梁每側(cè)附加一道箍筋即可。

34.關(guān)于伸縮縫最大間距問題?

解釋：

(1)當采用有效措施下，一般常規(guī)項目伸縮縫最大間距可比規(guī)范要求放寬2倍左右。溫差叫小地區(qū)更是可以放寬。

(2)減小溫度應力措施：1頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率，對于剪力墻結(jié)構(gòu)，這些部位的最小構(gòu)造配筋率為0.25%,實際工程一般在0.3%以上;2頂層加強保溫隔熱措施，外墻設(shè)置外保溫層;3現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)兩端樓板中配置溫度筋，配置直徑(8)較小、間距較密(150mm)的溫度筋，能起到良好的作用。

(3)減小混凝土收縮應力措施：1每30~40m間距留出施工后澆帶，帶寬800~1000mm;鋼筋采用搭接接頭，后澆帶混凝土宜在45d后澆灌;2采用收縮小的水泥、減少水泥用量、在混凝土中加入適宜的外加劑。

35.隔墻下不布梁如何處理?

解釋：

樓板上砌有固定隔墻且墻下不設(shè)梁時，可采用等效均布荷載作為恒載考慮。雙向板可用該墻的線荷載除以與板垂直的跨度進行等效。單向板可用該墻的線荷載除以短跨進行等效。

36.當塔樓建筑組合平面長度較大時，應如何處理?

解釋：

高層住宅小區(qū)中經(jīng)常會出現(xiàn)組合建筑平面的情況，當建筑組合平面長度較大時，在不影響建筑使用功能和立面的前提下，一般應通過抗震縫將其分分隔成幾個長度較小、平面較規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。這樣不僅使得結(jié)構(gòu)受力簡單，而且會較大幅度地降低結(jié)構(gòu)造價。

37.剪力墻布置原則有哪些?

解釋：

(1)縫凸角必布墻，樓梯、電梯必布墻，墻墻宜對直聯(lián)合。

(2)剪力墻間距：6度、7度宜6~8米，8度宜3~5米。

(3)剪力墻形狀宜雙向且簡單，優(yōu)先L形、T形，其次用一字形、C形，偶爾用工形、Z形;

(4)凡是約束邊緣構(gòu)件不能做成高規(guī)圖7.2.15樣式的墻肢都應該盡量少用。

(5)多用普通剪力墻，少用甚至不用短肢剪力墻。

38.剪力墻混凝土等級的經(jīng)驗取值是多少?

解釋：

(1)對于6、7度設(shè)防地區(qū)，一般來說結(jié)構(gòu)底部剪力墻混凝土等級為40層C60，30層C50，20層C40。

(2)對于8度設(shè)防地區(qū)或基本風壓大于0.8的地區(qū)，，一般來說結(jié)構(gòu)底部剪力墻混凝土等級為40層C50，30層C40，20層C35。

39.剪力墻厚度和長度的經(jīng)驗取值是多少?

解釋：

(1)剪力墻厚度h與樓層數(shù)n關(guān)系：6度為h=8n，7度為h=10n，8度為h=12~15n，且h≥200mm。

(2)剪力墻長度L：不超過30層的建筑，6、7度剪力墻長度較短，一般為8.5~12h;8度區(qū)剪力墻長度較長，一般為12~20h。

40.是否所有的剪力墻墻段長度都不能大于8米?

解釋：

(1)一般來說，在一個結(jié)構(gòu)平面中，剪力墻的長度不宜相差過大，通常要求最長剪力墻與多數(shù)剪力墻長度相比不應大于2.5。單片剪力墻長度一般不宜大于8米，否則其將吸收過大的地震力，在地震時將首先破壞，對抗震是十分不利的。

(2)當剪力墻圍合成筒體時，各片之間互相作用形成一個空間整體，其抗側(cè)剛度和抗側(cè)能力均大幅度提高，因此筒體墻段長度可以大于8米。

41.上下樓層剪力墻長度可以變化嗎?

解釋：

(1)一般情況下，上下樓層改變剪力墻厚度，保持剪力墻長度不變。

(2)當為了保證上下樓層建筑空間凈尺寸相同，也可以保持剪力墻厚度不變，改變剪力墻長度。

(3)一般不采用既改變剪力墻厚度又改變剪力墻長度的做法。

42.是否可以采用大部分由跨高比大于5的框架梁聯(lián)系的剪力墻結(jié)構(gòu)?

解釋：

大部分由跨高比大于5的框架梁聯(lián)系的剪力墻結(jié)構(gòu)其受力性能類似與框架結(jié)構(gòu)，對抗震性能較差。因此對于層數(shù)不多的6、7度設(shè)防地區(qū)是可以采用的，對于高烈度區(qū)則應盡量避免采用。

43.一個方向剪力墻長而多，另一方向剪力墻少而短的結(jié)構(gòu)是否合理?

解釋：

(1)在長方形平面的酒店、公寓等項目由于建筑要求經(jīng)常會出現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一個方向受力性能解決純剪力墻，另一個方向呈框剪受力狀態(tài)，抗震性能不好，宜在墻短而少的方向盡可能布置多剪力墻，宜盡量避免類似結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。

(2)當不可避免時，應注意采取措施提高剪力墻少而短方向的抗震性能，如提高該方向剪力墻及框架梁的抗震等級。

44.剪力墻住宅結(jié)構(gòu)剪重比規(guī)律?

解釋：層數(shù)超過20層的剪力墻住宅結(jié)構(gòu)計算剪重比有如下規(guī)律：

(1)6度區(qū)計算剪重比通常小于規(guī)范要求，但不宜小于規(guī)范要求的90%，否則應加強結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度;

(2)7度區(qū)計算剪重比宜接近規(guī)范要求;

(3)8度區(qū)計算剪重比一般為規(guī)范要求的1.5~2倍。