在日常結構設計中應注意的問題
1、高層建筑的嵌固部位新的《建筑抗震設計規(guī)范》(以下簡稱《抗震規(guī)范》)和《高規(guī)》第第5.3.7條規(guī)定:“高層建筑結構計算中,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固部位時,地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍?!蓖瑫r規(guī)定了嵌固部位相應的構造要求。但并不是要求地下室頂板必須作為上部結構的嵌固部位。有些高層結構不具備這樣的條件,如高層主體范圍以外的純地下室地下一層為綠化覆土層,嵌固部位就應降至地下一層樓板,并按此條件進行相應設計。(高層主體外地下一層為綠化,但是上下層剛度比能滿足規(guī)范要求的話,可以嵌固至首層樓板,可以考慮此部分土體的嵌固作用?;觽缺诰谢靥?,對于沒有大的純地下室,基坑側壁同樣是回填土,情況應該是一樣的。我認為不用進行區(qū)分
2、抗震設計的高層建筑,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構的嵌固端時,新規(guī)范除對頂板的厚度及配筋等提出要求以外,還規(guī)定:
a、“地下室柱截面每一側的縱向鋼筋面積,除應符合計算要求外,不應少于地上一層對應柱每側縱筋面積的1.1倍”。設計時,各柱可在保持地上縱筋布置的情況下,在地下室每一側的第二排再附加縱筋即可。
b、地上一層的框架結構柱和抗震墻墻底截面的彎矩設計值除應按規(guī)范各相關條文進行各項調整外,位于地下室頂板的梁柱節(jié)點左右梁端截面實際受彎承載力之和,不宜小于上下柱端實際受彎承載力之和。
3、關于轉換梁新的《高規(guī)》已經明確規(guī)定,當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時,應采取在墻與梁相交處設置扶壁柱或暗柱,或在墻內設置型鋼等至少一種措施,減小梁端部彎距對墻的不利影響。但有個別工程設計,將框支梁(轉換梁)直接垂直支承于一般厚度的剪力墻上,而未對墻體采取上述加強措施。其中有些轉換梁是大跨度單跨梁垂直支承于兩端墻體;有些轉換梁甚至位于支承墻的門洞邊;有些支承墻因多層架空,高厚比不滿足要求。這類情況,為增強轉換梁兩端的約束能力,滿足其鋼筋錨固要求,必須在轉換梁兩端的墻體中設置墻體端柱或扶壁柱,或加厚墻體設置暗柱(必要時加型鋼),并按框支柱的要求進行設計。
4、新《高規(guī)》第10.2.8條,對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求,同時增加了最小面積配箍率的要求,并作為強制性條文。
5、對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位控制軸壓比,并設置約束邊緣構件,是《高規(guī)》為保證剪力墻的延性,新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構件配箍特征值為λv/2的區(qū)段,規(guī)范允許配置箍筋或拉筋。所設拉筋應同時鉤住墻體的水平分布筋(或箍筋)和豎向分布筋,而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當此區(qū)段的體積配箍率或拉筋的豎向間距不能滿足規(guī)范要求時,應同時設置箍筋。
6、新的《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》對各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高(或無支長度)的比值作了更詳細的規(guī)定,比舊規(guī)范要求更嚴。當難以滿足墻體厚高比的要求時,新規(guī)范也給出了墻體穩(wěn)定的計算方法。
7、地下室外墻作為混凝土構件,在進行截面設計時,側土壓力作為地下室外墻的永久荷載,不僅要乘荷載分項系數(shù),而且因為它起控制作用,按新的《建筑結構荷載規(guī)范》其分項系數(shù)應取》1.35,(與人防荷載組合時仍取1.2)。另外,嚴格來講,地下室外墻的側土壓力應按靜止土壓力計算,但在實際設計中,經常采用主動土壓力計算,已經偏小。因此,不能再不乘分項系數(shù)。
8、高層建筑地下室布置的一些墻體,地上對應位置無墻。如果在設計基礎底板時將這些不出地面的墻作為支座,則此墻應按深梁進行設計,核算其剪壓比能否滿足要求。
9、有些工程的結構設計中,框架梁或剪力墻連梁的抗震等級較高,對構件剪壓比驗算應予以重視,當電算超限時做必要的處理.
10、一些高層建筑設計,南北側窗臺高度不同。如南側為落地窗或低窗臺(200-300mm),北側為高窗臺(900-1100mm)。在結構整體計算中,剪力墻的連梁高度均未考慮窗臺,且連梁剛度折減系數(shù)取規(guī)范最小值0.5,周期折減系數(shù)取1.0.但施工圖設計,窗臺與墻同寬,且與主體混凝土結構整體現(xiàn)澆。在水平荷載作用下,剪力墻結構的實際剛度分布及對整體結構的影響、外墻肢及連梁的內力將與設計狀態(tài)不符。因此,應按實際連梁高度進行整體計算,或采取以下措施:
a、未作為連梁設計的窗臺后砌,采取有效施工措施防止不同墻體材料之間出現(xiàn)裂縫;
b、減薄混凝土窗臺厚度或在窗臺墻與窗間墻連接處設控制縫。
11、關于主次梁結點部位(梁面同高)的間接受荷情況,我國新老規(guī)范都明確規(guī)定應設置附加橫向鋼筋,并承擔全部集中荷載。同時,不允許用布置在集中荷載影響區(qū)內的斜截面受剪箍筋代替附加橫向鋼筋。
12、主次梁樓蓋中,當抗震設計框架梁上的荷載以集中荷載為主時,如果按箍筋加密區(qū)間距進行電算,對抗震要求的箍筋加密區(qū)段以外的截面,因其剪力比支座截面衰減不多,故應驗算此截面的斜截面受剪承載力。如計算需要,應延長箍筋加密區(qū)的長度。
13、抗震設計時的型鋼混凝土框支柱或框架柱,其箍筋設置除滿足規(guī)范規(guī)定的體積配箍率及構造要求以外,同一截面內的箍筋肢距,同樣要滿足規(guī)范對鋼筋混凝土框架柱的要求。必要時仍要設置復合箍。
14、在較為復雜的結構平面布置中,經常存在多方向柱網相接區(qū)域。有些設計將每根柱與周圍各柱均用框架梁連接起來,形成不同方向的多梁交于一柱,導致節(jié)點區(qū)鋼筋錨固和混凝土施工困難。實際上,對于現(xiàn)澆梁板結構,水平地震力主要靠樓板傳遞,每根柱只要在兩個接近垂直的方向有梁連接即可,不必將所有柱都連起來。
1、高層建筑的嵌固部位新的《建筑抗震設計規(guī)范》(以下簡稱《抗震規(guī)范》)和《高規(guī)》第第5.3.7條規(guī)定:“高層建筑結構計算中,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固部位時,地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍?!蓖瑫r規(guī)定了嵌固部位相應的構造要求。但并不是要求地下室頂板必須作為上部結構的嵌固部位。有些高層結構不具備這樣的條件,如高層主體范圍以外的純地下室地下一層為綠化覆土層,嵌固部位就應降至地下一層樓板,并按此條件進行相應設計。(高層主體外地下一層為綠化,但是上下層剛度比能滿足規(guī)范要求的話,可以嵌固至首層樓板,可以考慮此部分土體的嵌固作用?;觽缺诰谢靥?,對于沒有大的純地下室,基坑側壁同樣是回填土,情況應該是一樣的。我認為不用進行區(qū)分
2、抗震設計的高層建筑,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構的嵌固端時,新規(guī)范除對頂板的厚度及配筋等提出要求以外,還規(guī)定:
a、“地下室柱截面每一側的縱向鋼筋面積,除應符合計算要求外,不應少于地上一層對應柱每側縱筋面積的1.1倍”。設計時,各柱可在保持地上縱筋布置的情況下,在地下室每一側的第二排再附加縱筋即可。
b、地上一層的框架結構柱和抗震墻墻底截面的彎矩設計值除應按規(guī)范各相關條文進行各項調整外,位于地下室頂板的梁柱節(jié)點左右梁端截面實際受彎承載力之和,不宜小于上下柱端實際受彎承載力之和。
3、關于轉換梁新的《高規(guī)》已經明確規(guī)定,當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時,應采取在墻與梁相交處設置扶壁柱或暗柱,或在墻內設置型鋼等至少一種措施,減小梁端部彎距對墻的不利影響。但有個別工程設計,將框支梁(轉換梁)直接垂直支承于一般厚度的剪力墻上,而未對墻體采取上述加強措施。其中有些轉換梁是大跨度單跨梁垂直支承于兩端墻體;有些轉換梁甚至位于支承墻的門洞邊;有些支承墻因多層架空,高厚比不滿足要求。這類情況,為增強轉換梁兩端的約束能力,滿足其鋼筋錨固要求,必須在轉換梁兩端的墻體中設置墻體端柱或扶壁柱,或加厚墻體設置暗柱(必要時加型鋼),并按框支柱的要求進行設計。
4、新《高規(guī)》第10.2.8條,對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求,同時增加了最小面積配箍率的要求,并作為強制性條文。
5、對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位控制軸壓比,并設置約束邊緣構件,是《高規(guī)》為保證剪力墻的延性,新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構件配箍特征值為λv/2的區(qū)段,規(guī)范允許配置箍筋或拉筋。所設拉筋應同時鉤住墻體的水平分布筋(或箍筋)和豎向分布筋,而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當此區(qū)段的體積配箍率或拉筋的豎向間距不能滿足規(guī)范要求時,應同時設置箍筋。
6、新的《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》對各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高(或無支長度)的比值作了更詳細的規(guī)定,比舊規(guī)范要求更嚴。當難以滿足墻體厚高比的要求時,新規(guī)范也給出了墻體穩(wěn)定的計算方法。
7、地下室外墻作為混凝土構件,在進行截面設計時,側土壓力作為地下室外墻的永久荷載,不僅要乘荷載分項系數(shù),而且因為它起控制作用,按新的《建筑結構荷載規(guī)范》其分項系數(shù)應取》1.35,(與人防荷載組合時仍取1.2)。另外,嚴格來講,地下室外墻的側土壓力應按靜止土壓力計算,但在實際設計中,經常采用主動土壓力計算,已經偏小。因此,不能再不乘分項系數(shù)。
8、高層建筑地下室布置的一些墻體,地上對應位置無墻。如果在設計基礎底板時將這些不出地面的墻作為支座,則此墻應按深梁進行設計,核算其剪壓比能否滿足要求。
9、有些工程的結構設計中,框架梁或剪力墻連梁的抗震等級較高,對構件剪壓比驗算應予以重視,當電算超限時做必要的處理.
10、一些高層建筑設計,南北側窗臺高度不同。如南側為落地窗或低窗臺(200-300mm),北側為高窗臺(900-1100mm)。在結構整體計算中,剪力墻的連梁高度均未考慮窗臺,且連梁剛度折減系數(shù)取規(guī)范最小值0.5,周期折減系數(shù)取1.0.但施工圖設計,窗臺與墻同寬,且與主體混凝土結構整體現(xiàn)澆。在水平荷載作用下,剪力墻結構的實際剛度分布及對整體結構的影響、外墻肢及連梁的內力將與設計狀態(tài)不符。因此,應按實際連梁高度進行整體計算,或采取以下措施:
a、未作為連梁設計的窗臺后砌,采取有效施工措施防止不同墻體材料之間出現(xiàn)裂縫;
b、減薄混凝土窗臺厚度或在窗臺墻與窗間墻連接處設控制縫。
11、關于主次梁結點部位(梁面同高)的間接受荷情況,我國新老規(guī)范都明確規(guī)定應設置附加橫向鋼筋,并承擔全部集中荷載。同時,不允許用布置在集中荷載影響區(qū)內的斜截面受剪箍筋代替附加橫向鋼筋。
12、主次梁樓蓋中,當抗震設計框架梁上的荷載以集中荷載為主時,如果按箍筋加密區(qū)間距進行電算,對抗震要求的箍筋加密區(qū)段以外的截面,因其剪力比支座截面衰減不多,故應驗算此截面的斜截面受剪承載力。如計算需要,應延長箍筋加密區(qū)的長度。
13、抗震設計時的型鋼混凝土框支柱或框架柱,其箍筋設置除滿足規(guī)范規(guī)定的體積配箍率及構造要求以外,同一截面內的箍筋肢距,同樣要滿足規(guī)范對鋼筋混凝土框架柱的要求。必要時仍要設置復合箍。
14、在較為復雜的結構平面布置中,經常存在多方向柱網相接區(qū)域。有些設計將每根柱與周圍各柱均用框架梁連接起來,形成不同方向的多梁交于一柱,導致節(jié)點區(qū)鋼筋錨固和混凝土施工困難。實際上,對于現(xiàn)澆梁板結構,水平地震力主要靠樓板傳遞,每根柱只要在兩個接近垂直的方向有梁連接即可,不必將所有柱都連起來。
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