结构设计通病培训纲要 2.docx

结构设计通病培训纲要 2.docx

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结构设计通病培训纲要2

结构设计通病培训纲要

（二）

一.结构与设计人员面临的主要矛盾

1.建设方与结构设计人员缺乏沟通：

在遵守规范的前提下尽可能的满足业主方的要求，但不能“惟命是从”；

2.尽早介入建筑方案的设计：

a.“没有结构做不出的建筑”;

b.应考虑本项目具体的经济、施工技术、建筑材料等相关条件；

c.前期介入也是对结构人员概念设计的一个综合检验；

3.不能依赖结构计算软件，要有自己的分析及判断：

a.软件自身的缺陷

b．结构人员对程序的假定未掌握，模型有误；

二．结构设计常见问题：

一）.结构荷载的正确取值

1.消防车荷载：

1）楼板跨度及覆土厚度的要求（可不考虑动力系数）

2）坡道等斜向板及无覆土楼板设计时应构造考虑水平刹车力的不利影响

2.纯地下室设计时，应明确考虑施工荷载（堆载）；

3．设计地下室外墙时应考虑室外附加荷载

二）.基础设计：

1.图纸说明中对地勘条件描述尽量详细、准确

2．基础类型的设计与选择

1）常见的基础形式有独立基础，条形基础，筏形基础，桩基础，通过不同的基础组合使用以达到设计要求；

2）选择基础形式的原则

a.地基较好、荷载较小可采用墙下刚性条基及柱下独基（抗震设防区按规范要求设柱基拉梁，±0.00附近所设地梁不等同于拉梁）；

b．地基较差、荷载较大时为增强整体性，减少不均匀沉降，可采用十字交叉梁条形基础；

c．如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基或人工地基时，可采用筏板基础（有梁或无梁）；

d．框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀，可采用箱形基础；柱网不均匀时，可采用筏板基础。

e.当地基较差，为满足地基强度和沉降要求，可采用桩基或人工处理地基。

多栋高楼与裙房在地基较好（如卵石层等）、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝（沉降缝）。

当地基一般，通过计算或采取措施（如高层设混凝土桩等）控制高层和裙房间的沉降差，则高层和裙房基础也可不设缝，建在同一筏基上。

施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。

当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时，在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带，以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩

3．基础设计应注意的相关问题

1）.基床系数及桩基的刚度细数的选用

2）.沉降缝及沉降后浇带的位置（主楼影响范围之外剪力及弯矩较小处）

3）.筏板基础中梁筏及板筏的选用：

当柱荷载不大、柱网较小且均匀，同时地基条件简单则可采用板式筏形基础。

当柱荷载不同、柱距较大，地基条件复杂不均匀时宜采用梁板式筏基;

三）.砌体结构设计时常遇问题：

1.砌体结构因其材料，施工工艺的限制对规则性的要求应更加严格；

2.计算建模时首层计算高度的正确选择

3.设计说明中应按《砌体结构设计规范》第4.3节的相关要求明确其环境类别的判定及耐久性要求

4.在建筑方案阶段应按《建筑抗震规范》第7.1.6条控制砌体墙段的局部尺寸限值，如不能满足则应采取加强措施

5.计算书除荷载、抗震承载力外，尚应提供墙体的高厚比，局压等内容

四）.混凝土结构设计时应注意的相关问题

1.结构整体性能控制

1）、层刚度比控制

2）、周期比的控制

3）、位移比的控制

4）、剪重比的控制

5）、结构薄弱层验算

2.平面不规则结构的判断及调整：

1）.平面不规则的类型

a.扭转不规则

b.凹凸不规则

c.楼板局部不连续

2）.楼层位移比

a.基本概念

b.计算条件

c.相关参量取值

d.几何解释：

位移比与形心转心的关系

e.位移比立面控制

3）.结构周期比

a.扭转效应与周期比的关系

b.如何选取Tt,Tx1,Ty1

4）.楼面凹凸不规则、楼板不连续结构的调整和设计

5）.结构扭转效应控制：

扭转不规则结构的调整和设计

3.PKPM软件计算时常见问题

1）.建模问题

a.悬空梁、悬臂梁

b.斜梁的上下层连接

c.墙节点抬高无效

e.错层、错层梁的合并、简化

f.层间梁的建模、简化

g.多塔层高不同的输入

h.柱内有多节点的连接

j.一根柱抬两根柱

k.一根梁抬两片墙

l.铰接梁的定义

2）.变形问题

a.主次梁的共同工作（井字梁）

b.梁抬柱的传力

c.避免短梁的方法

d.从主梁伸出的悬挑梁

e.框剪结构中，竖向荷载的传力

f.连梁的计算模型

g.梁抬墙的偏心问题

h.刚性梁和刚域的区别

j.梁的轴力

3）.设计问题

a.柱墙活荷载折减

b.梁活荷载折减

c.梁设计弯矩放大系数的合理使用

d.剪力墙加强区起算层号的合理应用

e.振型数的合理选取

f.梁刚度放大系数的合理应用

g.铰接梁的合理设置

h.超配系数的作用

j.地下室外墙的配筋

k.多塔的0.2Qo调整

l.周期折减系数的理解

m.梁受弯配筋

n.柱剪跨比计算

p.墙剪跨比计算

q.墙施工缝验算

4.简述框架等结构在设计当中应注意的相关问题

1.框架结构

1.1框架结构的设计防线及强柱弱梁

1.2提高梁柱节点区抗剪承载力的有效途径：

影响因素主要为核心区截面有效计算宽度及梁的约束影响系数（详《抗震规范》附录D），提高其承载力的途径很多，但最主要的就是加大梁对节点的约束，即直接加大梁宽度或设置水平加腋

1.3框架结构中“上刚下柔”及“下刚上柔”的设计对策

1.4填充墙对框架的影响（属于概念设计的内容）

1.5楼梯对框架的影响

1.6少墙框架（剪力墙抗倾覆弯矩小于20%）的设计如何把握

1）.少墙框架应满足《抗震规范》对框架结构弹性位移限值的要求

2）.框架包络设计原则

a.框架部分应按纯框架（不计入剪力墙）及框-剪结构分别计算，包络设计

b.进行纯框架大震弹塑性位移验算，并满足规范对框架结构的要求

c.框架的抗震等级按纯框架确定

3）.剪力墙的设计原则：

剪力墙抗震等级可取三级，并按构造配筋设计

1.7慎用单跨框架（包括楼梯间等重要部位局部采用），冗余度底，当必须采用时，应设置支撑、柱子翼墙或少墙框架

1.8基础埋置深度较大时的地下柱处理，仅设地梁不妥，应增加刚性地坪的设置（刚性地坪指可以协调抗侧立构件之间变形的钢筋混凝土板，其厚度不小于150mm，混凝土强度等级不低于C20，配筋不小于双层双向10@200）

2.剪力墙结构

2.1强墙肢弱连梁，

2.2楼面梁与墙平面外的连接处理

a.最好是设置翼墙或扶壁柱

b.仅设暗柱不妥，尚应加强暗柱配筋

c.必须满足梁钢筋0.4Lae的水平锚固要求，如实在不能满足则连接端应按铰接设计，并确保强剪弱弯

2.3超小墙肢的处理（从整体平面来说其刚度可忽略不计或很小的墙肢，地震作用下最先破坏）

a.加大其截面宽度，使其成为框架柱，并按少柱剪力墙结构计算

b.按计入与不计入此墙肢的作用分别计算与其同一平面内的其余墙肢的内力，并包络设计

2.4“短肢剪力墙较多”的判别

a.截面面积占剪力墙总截面面积的50%以上

b.第一振型下底部地震倾覆力矩占总倾覆力矩的40%~50%时

c.承受荷载的面积较大，达到楼层总面积的40%~50%以上

d.短肢剪力墙比较集中，集中于平面的一边或周边时，一旦破坏，可能造成楼层坍塌时

以上满足一条时即可认为是“短肢剪力墙较多”

2.5少柱剪力墙结构（剪力墙抗倾覆弯矩大于80%）的设计原则

a.少柱剪力墙结构其结构体系未发生变化，仍属于剪力墙结构

b.剪力墙的抗震等级按纯剪力墙确定，框架柱取框架结构及框-剪结构中的大值

c.结构分两步1）对框架柱按特殊构件处理，仅考虑其竖向承载力，不考虑抗侧作用；2）按框剪结构设计。

按上述两部计算的大值对剪力墙及框架柱进行包络设计

3.框架-剪力墙结构

3.1框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙

3.2框架-剪力墙结构中剪力墙平面布置的原则:

“均匀、分散、对称、靠边”（《高规》第8.1.7条）及满足剪力墙最大间距（《抗震规范》表6.1.6及《高规》第8.1.8条）的限值

3.3怎样确定框架-剪力墙结构中剪力墙的合理数量？

a.满足侧移限值及舒适度

b.Vf≥0.2Vo

c.剪力墙倾覆力矩占总倾覆力矩的60%~80%

3.4框架-剪力墙结构中剪力墙截面应沿高度方向逐渐减弱，否则加重上部框架柱的负担，对结构不利

4.框架-核心筒结构

4.1平面布置原则

4.2竖向布置原则

4.3框架-核心筒结构中，外框周边框架柱间必须设置边框梁

五）.门式钢架体系的常见通病及防范措施

1．锚栓

2.二次浇注层

3.铰接柱脚与刚接柱脚

4．门式刚架的连接构造

5．檩条和墙梁的撑杆和拉条设置不当的有关工程事故

6．支撑体系

7．采用钢砼柱折线形钢梁的结构体系

结构设计审查中存在的主要问题

一、结构设计总说明：

建筑结构类型及概况，结构安全等级、设计使用年限、抗震设防分类、设防烈度、地震分组，加速度值，特征周期值、结构抗震等级

场地土类别：

分有利地段、一般地段、不利地段、危险地段共分四类，由地勘报告供。

地基基础设计等级：

甲级：

重要的工业与民用建筑、体型复杂、错层，大面积地下建筑物、场地和地基条件复杂一般建筑、30层以上高层;周边环境条件复杂等

丙级：

-场地地基条件简单、荷载均匀的七层及以下民用建筑、次要轻型建筑；

乙级：

甲丙以外建筑：

基础持力层土层类型，承载力特征值、地下水类型及标高、防水设计和抗浮设计水位、场地水或土的腐蚀性程度，如是湿陷性黄土，应说明湿陷性土层的湿陷性类别、等级场地冻结深度等、设计荷载的取值，注明使用荷载的标准值。

活荷载取值，风荷载明确混凝土结构的环境类别、基本要求、结构材料选用，强度等级、材料性能（钢材强屈比等性能指标）--

受力钢筋保护层厚度、结构的统一做法、构造要求、标准图的选用;本省的、国标，现行的

腐蚀性环境：

环境类别应为五类，防护措施：

《防腐规范》4.2.3,4.2.5，4.8.5条，混凝土强度等级、水泥用量、水灰比、氯离子含量、保护层厚度、基础与垫层、基础梁防护，桩基：

保护层55，强度c35，抗渗s8，还要说明建筑物的耐火等级、构件耐火极限、钢结构防火、防腐蚀及施工安装要求。

二、基础选型与地基处：

基础选型、埋深、持力层的选用，局部处理的措施是否得当：

埋深不一致时，局部未到地勘制定的持力层时处理措施应明确。

人工地基的处理方案：

采用灰土火速土垫层的，应说明换土厚度和外扩宽度，换填土的质量要求和检测要求;灰土挤密桩、旋喷桩、CFG桩应明确技术要求,如桩间距、桩间土密实度桩身土密实度要求，

施工、检测：

静载试验要求、每个单体工程荷载试验点数不宜少于三处。

验收要求。

复合地基应进行桩身完整性和单桩竖向承载力检测以及单桩或多桩复合地基载荷试验（强条）

桩基类型选择、桩的布置、试桩要求、成桩方法：

人工成孔不能用（建设厅2013-27号文）、桩的检测；静载试验要求、桩的施工质量验收要求：

大直径桩身完整性检测数量要求达到100%，沉降观测要求，沉降观测措施。

沉降变形观测的范围：

地基基础设计等级为甲级的建筑物；

软弱地基的乙级建筑物;处理地基上的建筑物；

加层扩建建筑物;

受邻近环境变化影响的建筑物（深基坑、地下水）

三，地基和基础：

下卧层强度和变形验算；

桩身混凝土强度是否满足桩承载力要求，

地基承载力是否满足上部荷载要求。

扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于15%

四，混凝土结构

结构平面的规则性：

扭转不规则：

在规定的水平力作用下，楼层的最大弹性水平位移（层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍。

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%。

楼板局部不连续：

楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，开洞面积大于该层楼面面积的30%；或较大的楼层错层（错层大于梁高）

组合平面：

细腰形和角部重叠形。

竖向不规则：

侧向刚度不规则，

该层的侧向刚度小于相邻上层的70%，或小于其上三层楼层侧向刚度平均值的80%，

局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层尺寸的25%；

外挑尺寸大于10%，和4米，

多塔结构；

竖向抗侧力构件不连续：

竖向抗侧力构件（柱、抗震墙）的内力由水平转换构件（梁、桁架）向下传递。

上下墙柱不连续，含加强层，连体类；

承载力突变：

抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一层的80%。

其他：

局部穿层柱、斜柱、夹层、

偏心布置：

偏心率大于0.15，或相邻层质心相差大于相应边长15%。

高位转换：

框支墙体的,转换构件位置：

7度超过5层，8度超过3层。

塔楼偏置：

单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20%。

设计中应尽量避免出现以上问题，对于出现了以上问题，采取了何种措施，应加以说明。

其他情况如：

主楼与裙楼的链接，伸缩缝，沉降缝，防震缝的设置和构造等，均应满足规范要求。

当主楼和裙楼不设缝时应进行必要的计算和采取可靠的措施。

框架结构变形缝控制长度55米，剪力墙45米，当超过这个长度时，应采取有效的构造措施和施工措施减少温度和混凝土收缩对温度的影响时，最长控制在2倍范围内，

主要措施：

顶层、底层、山墙和纵墙端开间部位提高配筋率;顶层和外墙加强保温措施；

每隔40米留出施工后浇带；采用收缩小的水泥，减少水泥用量，在混凝土中加入适量的外加剂；在混凝土中掺入纤维膨胀剂；提高每层楼板的构造配筋率；采用部分预应力等。

非结构受力构件与主体结构的连接：

如填充墙拉结钢筋，楼梯间填充墙采用钢丝网抹灰加强等等，抗震构造图青02G02抗震构造图集已不适用，应采用11G329图集。

框架结构抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重的混合形式;

框架结构中楼梯间、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间应采用框架结构承重。

框架结构不宜采用单跨框架。

配筋与构造：

梁板柱和剪力墙的配筋应满足计算结果和规范规定的配筋要求

如筏板基础地下室剪力墙竖向钢筋不小于Ф12（地基规范），

抗震墙竖向钢筋直径不小于10㎜，

1、2、3、级抗震墙竖向和横向分布钢筋最小配筋率不应小于25%，

部分框支剪力墙竖向和横向分布钢筋最小配筋率不应小于30%，（强条）；

框支剪力墙转换梁沿梁腹板高度应配置间距不大于200㎜直径不小于16㎜的腰筋（强条）。

框架---剪力墙结构的剪力墙，当有边框柱而无边框梁时应设置暗梁，当无边框柱时还应设置边缘构件。

跨高比大于5的梁为框架梁，小于5的为连梁；

楼面梁不宜支撑在剪力墙的连梁上；

楼面垂直支撑在剪力墙上时应采取措施增强剪力墙出平面的抗弯能力；

五，多层砌体结构

结构布置

平面布置宜简单对称，纵横墙的布置以均匀对称，沿平面内宜对齐，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀，横向中部应设置内纵墙，累计长度不宜小于房屋总长的60%，且至最好有一道要拉通，平面轮廓凹凸尺寸超过典型尺寸的25%时转角处应采取加强措施，纵横墙沿竖向上下应连续，传力路线应清楚。

受力构件不宜多次转换。

楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30%

耐久性规定

《砌体结构设计规范》增加了砌体结构耐久性规定，环境类别1-5类钢筋的耐久性选择，钢筋最小保护层厚度；地面以下，防潮层以下潮湿房间墙所用材料的最低强度等级，处于环境类别3-5等有腐蚀性介质的砌体材料的规定

六、结构计算；由潘工来讲

戚侠

2013,12,24