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短肢剪力墙结构

1 短肢剪力墙的特点及其与异形柱的区别

对于12~16层的小高层建筑结构,采用既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理。所以短肢剪力墙结构得以普遍应用。

短肢剪力墙的受力、变形特征,类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,则传基础荷载更均匀、合理。

1)短肢墙与异形柱的区别

截面尺寸:

柱:H/B

异形柱:H/B

短肢剪力墙:5

剪力墙:H/B > 8。(不限)

当有大于两肢的短肢墙或异形柱时,尽管各肢的长宽比符合要求,也宜按墙输入、设计。

2 短肢剪力墙结构的界定方法

规 程相关规定:高规第7.1.2条规定了高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙 与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并且应符合一系列规定。第7.1.3条规定了B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑,不 应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。

短肢剪力墙结构的定义:(1)短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙;(2)高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构;(3)短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。

短肢剪力墙结构的必要条件:抗震设计时,短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的 50%。

短肢剪力墙结构的下限:当短肢墙较少时,如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的 15%~ 40%,则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定,用户可以灵活掌握。

B级高度高层建筑和 9度抗震设计的 A级高度高层建筑,即使置筒体,也不能采用。

其最大适用高度比高规表4.2.2-1中剪力墙结构的规定值适当降低,且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m。

如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。

短肢剪力墙结构,其首先应是全剪力墙结构。

短肢剪力墙结构中,应有足够的长肢剪力墙。

如果把短肢墙看成异形柱,则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征。

当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后,才能在软件“总信息”参数的结构体系中,定义结构为“短肢剪力墙结构”。 当采用壳元模型时,应加细单元的划分。(宜把默认的2改为1)

短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元(TAT)可能更合适。因短肢墙的模型更符合薄壁杆元模型,采用壳元则有单元划分不细的问题。

3 短肢剪力墙结构的设计

短肢墙与异形柱的设计区别:

异形柱:轴压比(按框架柱)、刚度(梁考虑刚域)、配筋(双偏压)、构造(按异形柱规程)。

短肢墙:轴压比(按剪力墙)、刚度(墙输入、采用壳元或薄壁杆元)、配筋(按剪力墙)、构造(按高规的短肢墙构造)。

弱 短肢剪力墙(截面高厚之比小于5的墙肢):高规7.2.5条文规定了不宜采用墙肢截面高度与厚度之比小于为5的剪力墙;当其小于5时,其在重力荷载代表值 作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一级(9度)、一级(7、8度)、二级、三级时分别不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。

比不大于3时,应按柱的要求进行设计,底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%,其它部位不应小于1.0%,箍筋应沿全高加密。

总结——短肢剪力墙结构的抗震加强

抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。

抗震设计时,各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1。

抗震设计时,除底部加强部位应按高规7.2.10条调整剪力设计值外,其它各层短肢剪力墙的剪力设计值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。

抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。 短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。

7度和8度抗震设计时,短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。 高规7.2.1条文规定了带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25。

4 短肢剪力墙结构与转换层结构的混合设计讨论

混合的结构类型,给设计来混淆,虽然不提倡,但是实际工程确实不时遇到。典型案例:下部是转换层结构,上部是短肢剪力墙结构。

该结构类型的判断基于以下方面:

>>短肢墙被下部托梁抬起,上下不连续,结构整体变形特征不符合短肢剪力墙(框剪)结构的形式。

>>控制短肢剪力墙结构的倾覆弯矩失去依据,因为要求短肢墙上下连续,且下部短肢墙所占倾覆弯矩小于50%,此时所要求的“下部”已经失去。

>>在加强区,“复杂高层结构”的设计要比“短肢剪力墙”结构严得多。结构的薄弱部位也是在底部转换层区,所以这类结构应该按“复杂高层结构”来设计。

>>转换层上部剪力墙应按框支剪力墙结构的要求,设置加强钢筋。

>>对于非加强区部位的短肢墙设计,可以参考“短肢剪力墙结构”的要求,适当加强构造。当然,也可以按短肢剪力墙结构设计的要求设计。

总结:

下部转换层上部短肢剪力墙结构,其加强区应按框支剪力墙结构的要求设计。

非加强区没有特殊要求也可以按复杂高层设计,有特殊要求,可以按短肢剪力墙结构设计加强。

结构的位移控制、转换层强制薄弱层、转换梁、框支柱、配筋构造等等,均应按“复杂高层结构”控制、设计。

高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨

[ 2005-08-12 09:44:52 | 作者: CAT ]

高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨

作者:范波 李富强 时间:2004-08-10

摘要: 在众多短肢剪力墙结构与异形柱框架的试验资料与工程实践基础上,论述了这两种结构形式的受力特点,并分析了各自的结构计算、构造的相关问题。

关键词: 高层 剪力墙 异形柱

随 着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空 间的要求。于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架

框架结构”型式。这两种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点,受到了建筑师的肯定,更得到了住户与房开商的欢迎,为此,本文对 这两种新的高层住宅结构型式的受力特点、结构分析及构造要求进行阐述。

1 短肢剪力墙结构

短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。

这种结构型式的特点是:

①结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾;

②墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;

③能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单;

④连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内,可隐蔽;

⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。

对 短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方 法,前者如建研院的TBSA、TAT,广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清华大学的TUS,广东省建院 的SSW等。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况,精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广,但对墙肢较长的短肢剪力 墙,应该用空间杆-墙组元程序进行校核。

在进行以上分析后,按《高层建筑结构设计与施工规范》进行截面与构造设计,相对于异形柱结构,短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟,但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。

(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防;

(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,应加强其抗震构造措施,如减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率;

(3) 高层短肢剪力墙结构在水平力作用下,显现整体弯曲变形为主,底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力,由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂,因而对外 周边墙肢应加大厚度和配筋量,加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接,避免形成孤立的“一”字形墙肢;

(4)各墙肢分布要尽量均匀,使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近,必要时用长肢墙来调整刚度中心;

(5) 高层结构中的连梁是一个耗能构件,在短肢剪力墙结构中,墙肢刚度相对减小,连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁,而不同于一般剪力墙间的连梁,不应在计算的 总体信息中将连梁的刚度大幅下调,使其设计内力降低,应按普通框架梁要求,控制砼压区高度,其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决,按强剪弱 弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。

2 异形柱结构

异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙,常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

这种结构的特点是:

①由于截面的这种特殊性,使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异;

② 对于长柱(H/h>4)可以不考虑剪切变形的影响,控制轴压比较小时,受力明确,变形能力较好。而对短柱(H/h

③异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面范围之外,受力时要靠各柱肢交点处 核心砼协调变形和内力,这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力,而该剪应力的存在,使柱肢易先出现裂缝,也使得各肢的核心砼处于三向剪力状 态,它使得异形柱较普通截面柱变形能力低,脆性破坏明显;

④特别是异形柱不同于矩形柱,它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况,其延性更差。由 国内外大量的试验资料和理论分析[2],异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等,影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、柱净高与截面 肢长比(剪跨比),配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。由于其受力性能的复杂,设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性。

目前,异形柱结构设计还没有统一的国家规范,仅有两部地方性法规,即广东省标准DBJ/T15-15-95和天津市标准DB29-16-98可供参考。

在进行异形柱结构设计时,除满足高规中对结构布置要求外,还应注意几个方面的问题:(1)异形框架的计算

由 于其截面的特殊性,在柱截面对称轴内受水平力作用时,弹性分析计算其翘曲应力很小,此时如同承受水平力的偏压构件,仍可按平截面假定分析,按砼设计规范计 算,特别是在框——剪,框——筒结构中,对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地,框架柱只承担水平风载的一小部分,如按一般偏压柱计算,误差较小。此时异形 柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大,且水平力作用在非主轴方向,则翘曲应力不容忽视,按平截面假定误差较大,则应对异 形柱框架结构进行有限元分析,决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时,宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截 面形式,如要用它进行计算,要先进行等刚度等面积换算成矩形柱,进行整体分析,得到双向内力后再进行异形柱的截面设计,其工作量相当大,且截面设计的可靠 性不高。目前,国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序,广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼 异形柱结构配筋计算程序CRSC。这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计,准确性较高,经过大量工程校算,能有效地满足结构安全性要求。

(2)轴压比控制

对框架结构,框-剪结构,柱的延性对于耗散地震能量,防止框架的倒塌,起着十分重要的作用,且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。由试验结构分析[3],柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。

在 高轴压比情况下,增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小,因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要,特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合,剪应 力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝,产生腹剪破坏,加上异形柱多属短柱,这些导致异形柱脆性明显,使异形柱的延性普遍低于矩形柱,因而对异形柱的轴 压比要严格控制。

度进一步加大时,其水平力的影响会愈来愈显著,对结构的延性要求也愈高。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知,影响异形柱延性的因素 比普通柱要复杂,且不同的柱截面形式,如L型、T型、十字型,在相同水平侧移下,其延性性能也有较大差异,因而,轴压比控制应参考天津规程。但天津规程的 控制过于繁锁,在结构计算中,柱的纵筋与箍面的直径还没有设定,因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定。为在实际工作中便于使用,可按不同的截面形式 (L、T、十字型)与不同的抗震等级两项指标从严控制,对低烈度地区的这类结构是能够满足其延性要求的。

(3)配筋构造

在 正确的结构选型及计算后,截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点,柱肢端部会出现较大应力,加上梁作用于柱肢上应力的 不均匀,一般越靠肢端应力越大,对柱肢形成偏心压力,进一步加大肢端压应力。因而在异形柱配筋时,应在肢端设暗柱,暗柱的外排钢筋由计算而定。离端部厚度 范围内设2Ф14的构造纵筋,箍筋同柱,这样可限制柱肢的砼裂缝的开展,提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。柱上的箍筋不仅能抗剪,也可约束砼变形, 增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍,因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下,箍筋直径大,其延性指标好,因而箍筋且用 Ф8、Ф10,其间距可比普通柱箍筋间距小。

总之,短肢剪力墙结构与异形柱框架结构有着较大的市场需求,在设计中根据其受力的特点,充分了解其破坏的各种机理,选用合理的结构形式,正确掌握计算机分析方法和截面配筋,其结构才能有可靠的安全保证。

剪力墙的设计

一.剪力墙设计中的基本概念

1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与

厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按

双向受压构件设计。

2.剪力墙结构中,墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力

,弯矩,剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下

剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的

要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整

体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,配

筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加

大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。

联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中

部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。

壁式框架:当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端带有刚域的变截面杆件,在

内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。

综上所述,设计剪力墙时,应根据各型墙体的特点,不同的受力特征,墙体内力分布状态并结合其破坏形

态,合理地考虑设计配筋和构造措施。

4.墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析,求得内力后按偏压或偏拉进

行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪

力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值:即①剪力墙之间的间距;②门窗洞口之间的翼

缘宽度;③墙肢总高度的1/10;④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

5.为了保证墙体的稳定性及便于施工,使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力,规范要求一、二级抗

震墙时墙的厚度应≥160mm,底部加强区宜≥200mm,三、四级抗震等级时应≥140mm,竖向钢筋应尽量配置于约

束边缘。

以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂,但实际应用到工程设计中,施工图纸表

达出来的东西有时则存在很大差别,追究原因,许多是与具体的构造处理有关,因此造成墙的截面和配筋差别

大不合理。

二.剪力墙的边缘构造

1.结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差;计算分析表明增加墙肢截面两端的

翼缘能显著提高墙的延性;因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性,还能防止剪力

墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙(柱)、转角墙(柱)

,也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。

2.对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱,有

人将凡是拐角或洞口边都设暗柱,而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱(翼墙柱)的截面取

值也出现了以下三种不同尺寸,因此造成配筋的差别很大,甚至相同的资料由于出版的时间不同,对规范的理

解也有所不同。

3.从2002年开始实施的建筑结构规范,根据结构类型及受力状况,对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘,

按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。

“抗规”GB50011-2001规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及

相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件;但对于一般抗震墙结构(除部分框支墙外)当满足墙肢轴压比限

值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架-剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗

震墙的抗震等级和轴压比界限值;但根据混凝土规范11.7.14条笔者理解框架-剪力墙不受一、二抗震等级限制

,凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“

高规”设计约束边缘构件时,框剪结构、框支结构

三.剪力墙结构的厚度和配筋问题

1. 根据抗震规范6.1.2条规定,8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级;按6.4.1条要求剪力墙底

部加强部位墙厚一、二级抗震等级时不宜小于200mm,且不小于层高的1/16,其他部位不小于160mm,当墙端头

无翼墙或暗柱时不应小于层高的1/12。以上规定目的是为防止因墙体平面外刚度过小,稳定性差,容易在偏心

荷载作用下压屈失稳,但这些规定对于八度地震区的多层及低高层剪力墙结构显得不够合理。例如5~15层的剪

力墙结构,一般墙肢在重力荷载代表值作用下轴压比都小于0.2,电算结果墙体往往只需要构造配筋,但只因底

部功能要求3.9m层高,墙厚就得240mm,若业主要求室内视野开阔,不设外纵墙,横墙朝外端头不允许带翼墙或

端柱时,当层高3>5~4.2m时,则墙厚需要320~350mm,显然不合理。所以像这样的特殊情况的低多层建筑不应要

求死扣规范,而通过采用概念设计分析,控制墙肢轴压比,进行墙体截面条件、强度和稳定性验算并在构造上

适当加强暗柱或配筋,保证其整体性连接等措施,是可以使墙厚减小的。

2. 墙体的配筋率,目前在“砼规”11.7.11条文强制规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中,竖向和水

平分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率不应小于0.3%;这配筋率比其在

80年代前的配筋率).07~0.1%要大多了,和国外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接轨,这在高层或者较长的剪力

墙结构中应该是合理的,但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨。

墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏,同时起到抵抗温度应力防止

砼出现裂缝,设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加,特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏

感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。

墙的竖向钢筋主要起抗弯作用,目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋;但配筋时所取的

配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋,笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中

的钢筋,墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≦300mm,也应该注意防止

竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度,对抗震不利。

四.剪力墙结构的超长问题

1. 混凝土规范9.1.1条规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距当在室内或土中时为45m,露天时

为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45~55m.规范的这一规定显然与现今建筑的体量越

来越大但功能又要求不设缝发生矛盾;因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定,也造成了设计

人员在设计中遇到超长结构时的胆量越来越大。笔者认为今后当剪力墙结构超长时,应该慎重处理为好,过长

时应该尽量设置温度伸缩缝,宜较严格遵守规范规定的限值,理由如下:

①. 剪力墙结构刚度大,受温差影响大,混凝土的收缩、徐变产生的变形大,墙体对楼面、屋面产生的约

束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝,其主

要原因就在此。

②. 剪力墙结构多用于商品住房和公寓,使用状况复杂,一旦私人购买的房子出现裂缝,虽然没有安全问

题,但处理起来问题多,难度大,社会影响大。

③. 混凝土结构受温度或收缩徐变的影响与众多因素有关;而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂,混凝

土收缩大,约束应力积聚也大,施工工艺及管理也难控制,环境影响使用变化难于判断,因此更难于解决混凝

土收缩变形时,在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。

④. 目前混凝土的收缩量不断增大,已由80年代的一般收缩量300με上升到400με以上,因此使混凝土

用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。

⑤. 目前随着市场形势的变化,大部分工程要赶工加班,质量难保证,为赶工混凝土中水泥用量普遍增大

,使混凝土收缩量增大,加上由于混凝土强度的提高,使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生,使结构

出现裂缝的因素增多。

送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量,增加产生裂缝的因素。

综上所述,今后在处理超长结构时,特别是处理超长的剪力墙结构时要特别慎重;当发生实在由于建筑使

用功能要求不允许超长建筑设永久缝时,建议采用对结

结构施工图中梁编号的误区

很多人在绘制梁平法施工图的时候都有点迷惑,两端与柱相连的叫KL,两端与剪力墙水平相连的叫LL,两端与主梁相连的叫L,这大家都知道,那么除此之外 呢?一端和柱相接,一端和主梁相接的叫什么呢?一端和剪力墙平行接,一端和剪力墙垂直相接的叫什么呢?是不是概念有点模糊了?今天在这里我给大家总结一 下。 首先有个概念需解释一下,框架梁也好,次梁也好,连梁也好,最大的区别体现在地震时水平抗震力从一个竖向抗侧构件到另一个竖向抗侧构件的传递模式上的区别:

1. 两端与柱相接----框架梁。框架梁的两端都是固结,可以在水平地震荷载下传递剪力,框架梁的水平地震荷载下的剪力是二端大,中间为0,故框架梁有箍筋加密区,中间部分箍筋不用加密。

2. 两端与主梁相接----次梁。次梁的两端都是铰接,次梁相接的不是竖向抗侧构件,因此不传递水平地震荷载下的剪力。所以次梁不用设置箍筋加密区。

3. 两端都和剪力墙水平相接----这种情况分2种(按《高规》JGJ3-2002中7.1.8条规定):

a) 跨高比<5,且剪力墙长度能满足梁纵筋锚入墙内的长度≥LaE,且≦600mm----连梁。

跨 高比<5是要求连梁有足够的刚度,不只在联肢墙内部传递剪力,还要平衡两端剪力墙的弯曲应力,连梁的箍筋要求是按同等级的框架梁加密箍的要求,沿梁全长加 密箍筋。此种连梁在外墙窗洞处应用较多,特别是结构体形扭转不规则的情况,为了满足结构抗扭刚度或避免外墙在扭转变位较大时,外墙砌体与混凝土梁产生错位 裂缝,一般窗下墙也采用混凝土整浇,与楼面以下、窗洞以上部分一起形成一道深梁,按普通住宅层高2.8m,窗高1.5m考虑,此深梁高度有1.3m,其刚 度相当大。此种连梁若不按剪力墙洞口输入,则计算误差会很大。 b)跨高比≥5----框架梁。

由于PKPM对连梁的定义是两端与剪力墙相交的梁,当连梁的跨高比≥5时,其受力机理类似于框架梁(《高规》

7.1.8条)。

第 一种情况连梁应按剪力墙洞口输入(在SATWE里是用和剪力墙相同的壳元来模拟),否则会导致(1)结构刚度失真;(2)连梁受力模式不正确。虽然 PKPM说程序已采用了变形协调方程来解决梁和墙接触面的变形问题,但计算结果仍然相差很大。第二种情况连梁应按主梁输入并定义其为框架梁。

4. 一端与竖向抗侧构件相连,一端与梁相接----次梁。

5. 一端与框架柱相连,一端与剪力墙平行相连----框架梁。

6. 一端与框架柱相连,一端与剪力墙垂直相连----框架梁。

剪力墙也有平面外刚度,可以近似看做一个长扁柱,按照新高规JGJ3-2002 中7.1.7条的要求,应控制剪力墙的平面外弯距,应至少采用下面的一个措施:

1)沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙;

2)在梁与墙相交处设置扶壁柱;

3)不能设置扶壁柱时,应设置暗柱,并按计算配筋。

注:当剪力墙厚度较小,梁与剪力墙垂直相交时,梁端纵筋的水平锚固长度0.4Lae可能不满足,此时可采用减小纵筋直径同时加大纵筋根数,或是采用机械锚固来满足要求。

7. 一端与剪力墙水平相连,一端与剪力墙垂直相连----框架梁。

8. 两端都和剪力墙垂直相接----框架梁(构造同6)。

剪力墙结构小高层结构设计应注意的几个概念性问题

1.剪力墙、短肢剪力墙、抗震等级

剪力墙:平面长度>8倍平面宽度

短肢剪力墙:平面长度是平面宽度的5~8倍

注:平面长度是平面宽度5倍以下的按柱子设计。

由于新规范规定短肢剪力墙在抗震区其抗震等级应提高一级采用,这样会给我们搞设计的带来一系列棘手的问题!

A.墙厚的确定:不同抗震等级在底部加强区或非加强区的取值不同(如:二级抗震,底部加强区为无支长度的1/16),这样一来可能同一层楼会出现不同墙厚,这通常是建筑专业所不能接受的!

B.剪力墙与短肢剪力墙的比例:由于要适应建筑,两者均需存在!规范只说筒体或剪力墙要承担的底部总倾覆力矩的50%以上.这一点我至今还没找到计算结果有哪个文件能定量证明!Q0.20文件说的只是框架剪力墙结构柱和墙间的事!我问过建研院,他们就说是Q0.20!

c.计算参数设置问题:不同抗震等级构件,地震剪力调整系数不同!即使抗震等级对,剪力墙和短肢剪力墙两种体系在PKPM软件中放大参数仍有不同!建研院的人说的!鬼才清楚!

d.造价问题:这可能是各种问题的综合体现,也是最大的问题!短肢剪力墙抗震等级高一级,墙厚一些,几乎全都是边缘构件!即使按规范规定的最小配筋率也大 于一般抗震墙!但一般剪力墙较长,如若太多,构造钢筋也不得了!高手可能就从这里体现出来的!这还和户型、楼总高度有紧密联系!

为避免以上麻烦事,我的总结是:

a.11~14层的小高层应尽量先布置一般长墙,8~10倍宽度长即可,不能太长。这样仅有2~3个边缘构件,其余均为构造抗震墙!抗震等级也不会提高!

b.小部分短肢剪力墙厚度按未提高一级前的抗震等级计算取与一般墙同宽(当然不能差太远)!以后可单独验算其稳定性,验算方法见高规附录!

C.计算时,不用在SATWE的"特殊构件定义"选项中挨个定义短肢的抗震等级!只把结构体系选为"短肢剪力墙"即可.程序会自动将短肢剪力墙的抗震等级提高一级!抗震等级选项中应选未提高的抗震等级!

d.根据推理,11~14层,30~40M高的小高层剪力墙结构一般构造配筋即可,若你的计算结果配筋很大,或个别特大,你应该考虑重新布置方案!至于纯短肢剪力墙结构,估计做到18~24层较划算!

2.计算风载(尤其在水平力由风载控制的地区)应扣除地下室部分!即风载起算高度不能是基顶而是室外地平!这点很多人不容易注意,查查你的风载计算文件,看地下室那层是否为零?

3.回填土的嵌固作用需要打折!输个-1表示不嵌固!

4.在计算结果计算简图的柱子的配筋数据中,箍筋配筋面积数据表示的是考虑体积配率后的"一个方向"上柱子截面配箍量,而不是柱子的全截面配箍量,这个要错了就等着跳楼吧!不过你要是平时懒惯了,让程序帮你先生成配筋图再用到是不用担心这一点!

剪力墙结构设计要点

由于经常会涉及到墙体的开洞加固,这篇文章为大家更好的理解剪力墙会有好处。

整 体规定 ◆ A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时,应专门研究 (说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度) ◆ B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100m B级高度

筑采用 8度抗震时,应专门研究 ◆ 结构的最大高宽比: A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6 ◆ 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响; 其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响 ◆ 考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0 ◆ 平面规则检查,需满足: 扭转: A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板: 有效楼板宽 ≥ 该层楼板典型宽度的50% 开洞面积 ≤ 该层楼面面积的30% 无较大的楼层错层 凹凸: 平面凹进的一侧尺寸 ≤ 相应投影方向总尺寸的30% ◆ 竖向规则检查,需满足: 侧向刚度: 除顶层外,局部收进的水平向尺寸 ≤ 相邻下一层的25% 楼层承载力:A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力 (宜)≥ 相邻上一层的80% 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力 (应)≥ 相邻上一层的65% B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力 (应)≥ 相邻上一层的75% (说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和) 竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递 ◆ ◆ 水平位移验算: 多遇地震作用下的最大层间位移角 ≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角 ≤ 1/120 ◆ 舒适度要求: 高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最大加速度限值为:住宅、公寓 0.15 m/s2,办公、旅馆 0.25 m/s2 ◆ 伸缩缝 1. 最大间距:现浇 45m,装配 65m 2. 可适当放宽最大间距的条件: ① 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率 ② 顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层 ③ 每隔30~40m留出后浇带,带宽800~1000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带砼两个月之后浇灌 ④ 顶部楼层改用刚度较小的结构形式,或顶部设局部温度缝,将结构划分为长度较短的区段 ⑤ 采用收缩较小的水泥,减少水泥用量,砼中加入适宜的外加剂 ⑥ 提高每层楼板的构造配筋率,或采用部分预应力混凝土 ◆ 防震缝 1. 最小宽度:按框架结构的50%取用,但不宜小于70mm。 框架结构防震缝最小宽度规定为:高度≤15m的部分,70mm;超过15m的部分,6度、7度、8度、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m,缝宽加 宽20mm 2. 缝两侧结构体系不同时,按不利情况确定 缝两侧房屋高度不同时,按较低房屋高度确定 3. 缝沿房屋全高设置,地下室和基础可不设,但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接 4. 相邻结构基础存在较大沉降差时,宜加宽防震缝

墙 体布置 ◆ 宜双向布置,尤其是抗震时应避免单向布置 ◆ 门窗洞口宜上下对齐,成列布置。一、二、三级抗震时,底部加强部位不宜采用错洞墙,且所有部位不宜采用叠合错洞墙 ◆ 墙肢长度不宜超过8m,且墙段总高与墙肢高度之比应大于2。当墙肢较长时宜开设洞口,各墙段间设置弱连梁 ◆ 应避免楼面梁垂直支承在无翼墙的剪力墙的端部(《审查要点》3.6.3 / 6) ◆ 当墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应至少采取以下一种措施: ◆ 一般剪力墙的底部加强部位高度的取值: (说明:当有地下室时,墙肢总高度应从地上一层(首层)算起,但底部加强部位应额外加上地下室的高度)

截 面设计 ◆ 构件截面长边与短边之比大于4时,宜按墙的要求进行设计(《砼规》10.5.1) ◆ 矩形截面独立墙肢的长度与厚度之比不宜小于5 当其比值小于5时——其在重力荷载代表值作用下的轴压比限值,当一、二级抗震时,应较正常墙肢的相应值减0.1,三级抗震时为0.6 当其比值不大于3时——宜按框架柱进行设计,但纵向钢筋的最小配筋率不变,且箍筋宜沿全高加密 ◆ 双肢剪力墙的抗震设计中,墙肢不宜出现小偏拉,当任一墙肢出现大偏拉时,两墙肢均应将弯矩设计值和剪力设计值乘以1.25的增大系数 (说明:剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣—— 小偏拉

截面配筋 ◆ 竖向和水平钢筋不应单排设置:截面厚度hw ≤ 400 时,可双排配筋; 400 ≤ 截面厚度hw ≤ 700 时,宜三排配筋; 截面厚度hw ≥ 700 时,宜四排配筋 ◆ 短肢剪力墙的全部纵向配筋率——底部加强部位 ≥

1.2% ;其他部位 ≥ 1.0% ◆ 端部纵筋 ◆ 墙肢每端的竖向钢筋不宜少于4φ12或2φ16,该处对应的拉筋

直径不小于6mm(间距250mm)(《砼规》10.5.8) ◆ 非抗震设计时,剪力墙端部构造配置不少于4φ12的纵筋,沿纵筋配置不少于直径6mm、间距250mm的拉筋(《高规》7.2.17/5)————同上条 ◆ 纵筋搭接长度:≥ laE 和 la(抗震和非抗震) 竖向和水平分布钢筋 一般剪力墙: ◆ 最小配筋率: 一、二、三级抗震时,0.25% ;四级和非抗震设计时,0.20% ◆ 间距:≤ 300mm;直径:≥ 8mm,但 ≤ 墙肢厚度的1/10 ◆ 以下特殊部位的剪力墙的分布钢筋应加强,最小配筋率不应小于0.25%,间距不应大于200mm 房屋顶层剪力墙 长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙 端开间的纵向剪力墙 端山墙 ◆ 温度、收缩应力较大的部位,剪力墙水平和竖向分布钢筋应适当加强(《砼规》10.5.9) ◆ 水平分布钢筋搭接 搭接接头间距:同排水平分布筋搭接接头之间的水平净距 ≥ 500mm 上、下相邻水平分布筋搭接接头之间的垂直净距 ≥ 500mm 搭接长度:≥ 1.2 laE 和 1.2 la(抗震和非抗震) ◆ 竖向分布钢筋搭接 搭接接头间距:可在同一高度搭接 搭接长度:≥ 1.2 laE 和

1.2 la(抗震和非抗震) 拉筋 ◆ 间距不应大于600mm,直径不应小于6mm(一般取为φ6@600) ◆ 底部加强部位,约束边缘构件以外的拉筋间距应适当加密(一般取为φ6@400) ◆ 构造边缘构件阴影区域内拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍(《砼规》11.7.16)

边缘构件 ◆ 约束边缘构件的设置范围:一、二级抗震的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部 ◆ 构造边缘构件的设置范围:一、二级抗震的剪力墙其他部位的墙肢端部 三、四级和非抗震设计的剪力墙全部部位的墙肢端部 ◆ 在设置约束边缘构件的范围内,若墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于下述的规定值,可按构造边缘构件设置(《抗震规范》6.4.6/1)(《砼 规》11.7.4) —— 一级抗震(9度)0.1、一级抗震(8度)0.2、二级抗震0.3 约束边缘构件

剪力墙的约束边缘构件 ◆ 配箍特征值λv按下表取用,约束边缘构件的长度lc取下表数值、1.5 bw和450mm的最大值 项目 一级(9度) 一级(7、8度) 二级 λv 0.20 0.20 0.20 lc(暗柱) 0.25 hw 0.20 hw 0.20 hw lc(翼墙或端柱) 0.20 hw 0.15 hw 0.15 hw (说明: ,hw为剪力墙墙肢长度) ◆ 当有端柱、翼墙或转角墙时,lc ≥(翼墙厚度+300mm)或(端柱沿墙肢方向截面高度+300mm)(《砼规》11.7.5 / 1) ◆ 翼墙长度不得小于其厚度的3倍,端柱截面边长不得小于墙厚的2倍,否则视为无翼墙或无端柱 ◆ 竖向钢筋的配筋范围不应小于图中阴影面积,一、二级抗震时分别不应小于6φ16和6φ14,且分别不应小于阴影面积的1.2%和1.0% (一般来说,端部纵筋配置在阴影范围内,阴影范围之外、lc范围之内部分的纵筋按竖向分布钢筋配置) ◆ λv要求的箍筋范围为图中阴影所示,箍筋直径不应小于8mm,一、二级抗震时,箍筋间距分别不应大于100mm和150mm 构造边缘构件

剪 力墙的构造边缘构件 ◆ 构造边缘构件的范围见上图,最小配筋率应符合下表规定 底部加强部位 其他部位 抗震等级 纵向钢筋最小用量(取较大值) 箍筋 纵向钢筋最小用量(取较大值) 箍筋 最小直径(mm) 最大间距(mm) 最小直径(mm) 最大间距(mm) 一级 —— —— —— 0.008Ac,6φ14 8 150 二级 —— —— —— 0.006Ac,6φ12 8 200 三级 0.005Ac,4φ12 6 150 0.004Ac,4φ12 6 200 四级 0.005Ac,4φ12 6 200 0.004Ac,4φ12 6 250 ◆ 箍筋的无支长度不应大于300mm,拉筋水平间距不应大于纵筋的2倍 (当拉筋隔一拉一时,纵筋间距≤150mm;当每道纵筋均设拉筋时,纵筋间距一般均可满足要求≤300mm) ◆ 当墙端部为端柱时,端柱的纵筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置

连梁 ◆ 跨高比大于5时,按框架梁设计 ◆ 楼面主梁不宜支承在连梁上 ◆ 连梁可作刚度折减,折减系数不低于0.5 ◆ 连梁应进行斜截面抗剪承载力计算,当连梁截面尺寸不满足抗剪要求(超筋)时,可如下处理 1. 减小连梁截面高度 2. 可对连梁进行内力调幅,以降低剪力设计值。此法应尽量避免,且调幅范围应当限值,因为连梁已经进行了刚度折减 3. 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢按两次计算所得的较大 内力进行配筋设计 ◆ 纵筋设置: 1. 规范未规定纵筋的最小配筋率,可参照同一级框架梁的要求,但纵筋在保证受弯承载力的前提下,应越小越好,以使连梁在地震作用下尽早屈服、耗散能量,形成抗 震的第一道防线 2. 洞口上、下两边的连梁内纵筋面积不宜小于被洞口截断的水平分布筋面积的一半,且≥2根,≥φ12mm(《砼规》10.5.8) ◆ 箍筋设置:

1. 抗震设计时,连梁箍筋沿全长的构造按框架梁端加密区箍筋的构造要求采用 2. 洞口连梁全长配箍:直径≥6mm,间距≤150(《砼规》10.5.14) 3. 顶层连梁的纵向钢筋锚固范围内,应设置箍筋(《抗震规范》6.4.11),箍筋直径与该连梁的箍筋相同,但间距不宜大于150mm ◆ 腰筋设置: 1. 连梁范围内,墙体的水平分布筋应作为连梁的腰筋拉通连续配置 (一般情况下,连梁腰筋即为墙体水平分布筋) 2. 连梁截面高度大于700mm时,两侧腰筋的直径不小于10mm,间距不应大于200mm 3. 连梁跨高比不大于2.5时,两侧腰筋的面积配筋率不应小

于0.3% 4. 腰筋置于连梁箍筋的外侧(00G101) ◆ 一、二级抗震,且连梁跨高比≤2、墙厚≥200时,连梁内除普通箍筋外,宜另设斜向交叉构造钢筋(《抗震规范》6.4.10),其直径不小于12mm,斜 筋应按受拉钢筋的锚固长度要求锚入墙内

开洞、错洞 ◆ 当剪力墙面开有各边长小于800mm的非连续小洞口,且整体计算中不考虑其影响时,洞口四周可不另设加强钢筋,应将被洞口截断的墙内分布钢筋分别集中配置 在洞口四边,且钢筋直径不应小于12mm ◆ 剪力墙面内边长小于300mm的洞口要按要求预留 ◆ 穿过连梁的管道宜预埋套管,洞口上下的有效高度 ≥ ,且洞口处宜补强钢筋,单侧补强≥2φ14 ◆ 连梁被洞口削弱的截面应进行承载力验算 ◆ 楼板开大洞削弱后,如下措施予以加强: 1. 加厚洞口附近楼板,提高楼板配筋率,双层双向布筋,加配斜向钢筋 2. 洞口边缘设边梁、暗梁 3. 楼板洞口角部配置斜向钢筋

短肢 剪力墙特殊规定 ◆ 定义:墙肢截面高度与厚度之比为5~8 ◆ 截面厚度不小于200mm ◆ 最大适用高度应比一般剪力墙结构的规定值适当降低,且不应大于100m(7度抗震)和60m(8度抗震) ◆ 短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大于总力矩的50% ◆ 抗震等级应比一般剪力墙提高一级采用 ◆ 7、8度抗震时,宜设置翼缘,且一字形短肢墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁 ◆ 不应适用于B级高度和9度抗震的A级高度

楼盖 ◆ 高度超过50m时,宜采用现浇楼盖 ◆ 现浇楼盖砼强度宜在C20~C40之间,板厚可按跨度的1/35~1/45采用

施 工图绘制 ◆ 地上和地下部分,剪力墙的水平分布筋均在竖向分布筋之外侧 ◆ 洞口错开时,宜将连梁锚入暗柱内,形成暗框架 ◆ 设计说明: 1. 剪力墙的底部加强区的范围 2. 剪力墙的拉筋为φ6@600,底部加强区为φ6@400 3. 转角窗(阳台)的窗下填充墙,在转角处设置构造柱,并增设水平配筋腰带与两侧剪力墙端连接,构造柱配筋按框架柱构造要求

他山之石 ◆ 应避免将大梁穿过较大房间,住宅中严禁梁穿房间 ◆ 设有转角窗(阳台)的高层住宅剪力墙结构不宜再设置跃层单元 ◆ B级高度和9级抗震的A级高度的高层建筑在角部剪力墙体上开设转角窗(阳台)应慎重,需进行专门研究 ◆ 非抗震设计和7、8、9度抗震设计的A级高度的高层建筑,在设置转角窗(阳台)时,宜如下处理 1. 转角处沿窗线设置挑梁并相交 2. 靠窗边的墙端暗柱配筋加强,尤其是箍筋加强,必要时暗柱可按约束边缘构件配筋,或在建筑允许的情况下,靠窗边的墙端设端(壁)柱 3. 板内设斜向暗梁(或直接设斜向拉结筋),以连接窗边两墙体, 或在建筑允许的情况下,直接设斜向连梁 4. 将该房间的楼板加厚,双向双层配筋加强 5. 转角窗窗下墙体设置构造柱,并增设水平配筋腰带与两侧构造柱连接 6. 窗边两道墙体应尽量避免一字形墙、短肢墙,并控制轴压比 ◆ 长宽比小于2的连梁的受剪承载力较低,宜避免采用

结构总体参数控制意义、方法、及注意事项

1 刚度比的控制

A 控制意义:

新规范要求结构各层之间的刚度比,并根据刚度比对地震力进行放大,。

新规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等,都要求有层刚度作为依据,

直观的来说,层刚度比的概念用来体现结构整体的上下匀称度.

B 规范条文:

新抗震规范附录E2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。

新高规的4.4.3条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。

新高规的5.3.7条规定,高层建筑结构计算中,当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。

新高规的10.2.6条规定,底部大空间剪力墙结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录D的规定。

E.0.1底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构,可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2。

E.0.2底部为2~5层大空间的部分框支剪力墙结构,其转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1,非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。

C 计算方法及程序实现:

>>楼层剪切刚度

>>单层加单位力的楼层剪弯刚度

>>楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度

只要计算地震作用,一般应选择第 3 种层刚度算法

不计算地震作用,对于多层结构可以选择剪切层刚度算法,高层结构可以选择剪弯层刚度

不计算地震作用,对于有斜支撑的钢结构可以选择剪弯层刚度算法

D 注意事项:

转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比,一般取转换层上下等高的层数计算。

层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一,对结构的薄弱层,规范要求其地震剪力放大1.15,这里程序将由用户自行控制。

当采用第3种层刚度的计算方式时,如果结构平面中的洞口较多,这样会造成楼层平均位移的计算误差增加,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算层刚度。选择剪切、剪弯层刚度时,程序默认楼层为刚性楼板。

2 周期比的控制

A 控制意义:

周期比---第一扭转周期与第一侧振周期的比值

周 期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对 于侧移)的扭转效应。所以一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚 微。一句话,周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性

验算周期比的目的,主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。

B 规范条文

高层规程第4.3.5条,要求:结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85 抗归中没有明确提出该概念,所以多层时该控制指标可以适当放松,但一般不大于1.0。

C 计算方法及程序实现

程序计算出每个振型的侧振成份和扭振成份,通过平动系数和扭转系数可以明确地区分振型的特征。

周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt,周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1(注意:在某些情况下,还要结合主振型信息来进行判断)。知道了Tt和T1,即可验证其比值是否满足规范

D 注意事项

>>复杂结构的周期比控制

多塔结构周期比:对于多塔楼结构,不能直接按上面的方法验算。如果上部没有连接,应该各个塔楼分别计算并分别验算,如果上部有连接,验算方法尚不清楚。

体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比。

当高层建筑楼层开洞口较复杂,或为错层结构时,结构往往会产生局部振动,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。以过滤局部振动产生的周期

3 位移比的控制

A 控制意义:

位移比---是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角与本楼层平均值的比

位移比的大小反映了结构的扭转效应,同周期比的概念一样都是为了控制建筑的扭转效应提出的控制参数。(在高归4.3.5条中位移比和周期比是同时提出的)

B 规范条文

抗规第3.4.3.1条规定:平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,并应符合下列要求:1)扭转不规则时,应计及扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍;

新 高规的4.3.5条规定,在考虑质量偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,

A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的 1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。

C 计算方法及程序实现

程序中对每一层都计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,用户可以一目了然地判断是否满足规范。

且注意位移比的限值是根据刚性楼板假定的条件下确定的,其平均位移的计算方法,也基于“刚性楼板假定”。 控 制位移比的计算模型: 按照规范要求的定义,位移比表示为“最大位移/平均位移”,而平均位移表示为“(最大位移+最小位移)/2”,其中的关键是“最小位移”,当楼层中产生0 位移节点,则最小位移一定为0,从而造成平均位移为最大位移的一半,位移比为2。则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义,所以计算位移比时,如果楼层 中产生“弹性节点”,应选择“强制刚性楼板假定”。

规范要求:高规4.3.5条,应在质量偶然偏心的条件下,考察结构楼层位移比的情况。

层间位移角:程序采用“最大柱(墙)间位移角”作为楼层的层间位移角,此时可以“不考虑偶然偏心”的计算条件。

D 注意事项

>>复杂结构的位移控制

复 杂结构,如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等,这些结构或者柱、墙不在同一标高,或者本层根本没有楼板,此时如果采用“强制刚性楼板假定”,结构分析严 重失真,位移比也没有意义。所以这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察结构的变形示意图,来考察结构的扭转效应。

对于错层结构或带有夹层的结构,这类结构总是伴有大量的越层柱,当选择“强制刚性楼板假定”后,越层柱将受到楼层的约束,如果越层柱很多,计算失真。

总之,结构位移特征的计算模型之合理性,应根据结构的实际出发,对复杂结构应采用多种手段。

浅谈高层建筑筏板基础的设计

[ 2007-07-03 10:21:41 | 作者: CAT ]

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丁少润 程少彬

【文章以某工程为例,对高层建筑基础的选型和平板式筏板基础的结构设计进行介绍,并着重阐述运用上部结构、基础和地基共同作用的分析原理,对筏板基础内力进行分析的有限元法,以供参考。】

1 概 述

建筑物采用何种基础型式,与地基土类别及土层分布情况密切相关。工程设计中,常遇到这样的地质情况,地下

室底板下的岩土层为风化残积土层、全风化岩层、强 风化岩层或中风化软岩层,因此,有可能采用天然基础。高层建筑地下室通常作为地下停车库,建筑上不允许设置过多的内墙,因而限制了箱型基础的使用;筏板基 础既能充分发挥地基承载力,调整不均匀沉降,又能满足停车库的空间使用要求,因而就成为较理想的基础型式。筏板基础主要构造型式有平板式筏板基础和梁板式 筏板基础,平板式筏板基础由于施工简单,在高层建筑中得到广泛的应用。本文以广州白云区某住宅楼的基础设计为例,拟对高层建筑基础的选型和筏板基础的设计 方法进行介绍。

2 基础选型

2.1工程地质概况

本工程设地下室1层,塔楼地上20层,采用剪力墙结构。根据岩土工程勘察报告,场地土层分布自上而下分别为:①人工填土层,厚度0.5m~3.0m;②冲 洪积土层,厚度0.60m;③可塑状残积土层,厚度1.6m~8.30m,标贯击数为8~16击;④硬塑状残积土层,厚度2.2m~12.0m,标贯击数 为18~29击;⑤岩石全风化带,厚度

2.40m~8.60m,标贯击数为30~46击;⑥岩石强风化带,厚度0.60m~12.0m,标贯击数为 50~65击;⑦岩石中风化带,厚度1.10m~2.13m,天然单轴极限抗压强度24.55MPa~49.55MPa;⑧岩石微风化带,厚度 1.0m~1.60m,天然单轴极限抗压强度43MPa~120MPa。

2.2基础结构方案选择

高层建筑常用的基础结构型式为桩基础,本工程岩土工程勘察报告中建议基础型式采用预应力管桩基础或人工挖孔桩基础。①采用预应力管桩基础,以强风化花岗岩 为桩端持力层,由于场地基岩埋深相对较浅,地下室开挖后,最短有效桩长仅为2m左右,且场地局部地段在残积层中存在中风化岩孤石,对预应力管桩施工带来困 难。②采用人工挖孔桩基础,以中微风化花岗岩为桩端持力层,人工挖孔桩成孔时要穿过坚硬土层进入稳定、完整的基岩需要降水和爆破,且要等到龄期后才能进行 桩的检测和验收,施工周期长,工程投资高,同时,人工挖孔桩还存在施工危险性高,容易对周边建筑物造成影响等缺点。

本工程塔楼基础占地面积2230m2,塔楼总荷载重量为530260kN,即要求地基平均承载力为238kPa。从地层剖面及岩土性质分析,地下室开挖后 板底标高下的岩土层为硬塑状残积土,标贯击数为18~29击,经深度及宽度修正后,地基承载力特征值fa≥

300kPa,可满足要求。地基的验算包括地基承载力和变形两个方面,对于高层建筑,变形往往起着决定性的控制作用。本工程初步分析结果表明,建筑物沉降 也可满足要求,因此,决定采用天然地基的片筏基础。采用片筏基础既可以避免因打桩引起的试桩、排污等问题,又可以加快施工进度,还能适当降低工程造价。

3 筏板基础的结构设计

3.1 筏板基础的平面布置

尽量使建筑物重心与筏基平面的形心重合。筏基边缘宜外挑,挑出宽度应由地基条件、建筑物场地条件、柱距及柱荷载大小、使地基反力与建筑物重心重合或尽量减 少偏心等因素综合确定,一般情况下,挑出宽度为边跨柱距的1/4~1/3。

3.2 筏板基础的地基承载力验算

假定地基均匀,筏板为刚性板,基底反力按直线分布,在竖向荷载作用下,基础底面压应力标准值按下式计算: Pvkmax=++

Pvkmin=--

其中:ex、ey── 竖向构件合力作用点的偏心距

Wx、Wy ── 基底截面抵抗矩

竖向荷载作用下,基础底面应力按下式控制:

≤1.2

Pvkmax≤fa

其中:fa ──修正后的地基承载力特征值

风荷载或地震荷载组合下,基础底面应力按下式控制:

Pmax=Pvkmax+≤1.2fa(1.2faE)

Pmin=Pvkmin-≥0

其中:faE──调整后的地基抗震承载力

3.3筏板基础厚度的确定

筏板基础的厚度由抗冲切和抗剪强度确定,同时要满足抗渗要求,局部柱距及柱荷载较大时,可在柱下板底加墩或设置暗梁且配置抗冲切箍筋,来增加板的局部抗剪 切能力,避免因少数柱而将整个筏板加厚。除强度验算控制外,还要求筏板基础有较强的整体刚度。一般经验是筏板的厚度按地面上楼层数估算,每层约需板厚 50mm~80mm。本工程塔楼地上21层,筏板厚度为1100mm;部分轴力较大的柱,柱下板底加墩,柱墩厚度为1600mm。

3.4筏板基础的内力分析

筏板基础的内力分析常用简化计算方法,其最基本的特点是将由上部结构、基础和地基3部分构成的一个完整的静力平衡体系,分割成3个部分,独立求解。倒楼盖 法是应用得最广泛的一种简化计算方法。倒楼盖法适用于地基比较均匀、筏板基础和上部结构刚度相对较大、柱轴力及柱距相差不大;其缺点是完全不能考虑基础的 整体作用,也无法计算挠曲变形,夸大上部结构刚度的影响。

上部结构、基础和地基三者的关系是相互影响、相互制约的关系。把上部结构、基础和地基三者作为一个共同工作的整体的计算方法,其最基本的假定是上部结构与 基础、基础与地基连接界面处变形协调,整个体系符合静力平衡。对于基础,由于考虑了上部结构的贡献,使其整体弯曲变形和内力减小,而取得较为经济的效果; 对于上部结构,由于考虑了因基础变形引起的变形,这种变形将使上部结构产生次应力,考虑了这种次应力,结构将更安全。

近年来,随着计算软件的开发,上部结构、基础和地基共同作用分析法在筏板基础内力计算中得到广泛运用,该分析法基础按弹性地基上板考虑,地基模型一般采用 文克尔地基、弹性半空间地基和压缩层地基等地基模型,常用数值分析方法为有限元法、有限差分法等,其中有限元法较为常用。

根据共同作用的分析原理,由节点平衡条件有如下方程:

( [ Kb ] + [ Ks ] ) {δ} = { F }

其中:[ Kb ] ── 整个结构(包括基础)的刚度矩阵

[ Ks ] ── 地基刚度矩阵

{δ}──节点位移列向量

{ F }──荷载列向量

求解上述方程,得到节点位移,由节点位移求得筏板基础基底反力和内力。根据计算结果,按有关规范可验算筏板基础的地基承载力、变形及计算构件的配筋。

运用上述设计原理,计算筏板基础的内力及验算地基变形,关键在于选择合理的地基基床系数。地基基床系数与土的类型及下卧土层类别、基础面积的大小和形状、基础的埋置深度等因素有关。

有关资料和工程经验表明,地基压缩层为风化残积土层、全风化和强风化岩层时,采用传统的分层总和法计算地基的最终沉降量,由于土样的扰动使测得的土压缩模 量偏小,计算结果往往偏大;而采用土的变形模量作为计算参数,计算结果则与实测结果接近。本工程筏板基础设计,采用有限元法,将筏板基础划分为许多小块, 采用土的变形模量计算各小块的地基基床系数Ki:

Ki=

式中:aibi──第i小块筏板基础的面积

αi──地基应力影响系数

hi──第i小块土层厚度

E0i──第i小块土变形模量

土的变形模量E0可由现场压板载荷试验得到。当无条件试验时,对于残积土、全风化岩及强风化岩,可用标准贯入击数N'按下式估算:

E0=(2.0~3.0)N'

本工程筏板基础的内力分析,将筏板基础划分为1m×1m的板单元,筏板基础底面地基土变形模量E0i=36MPa,计算得地基基床系数为 5000kN/m,同时,考虑五层上部结构的影响,采用通用有限元程序SAP2000进行内力分析,结构计算模型详图如下。

计算结果:本工程筏板配筋为双层双向Φ25@200拉通,局部内力较大处加密至Φ25@100

;建筑物地基沉降变形均匀,最大值为50mm。

3.5筏板基础的配筋构造

筏板板筋宜双向双层配置,局部柱距较大及内力较大处钢筋间距可局部加密,配筋率≥0.2%。筏板厚度变化处或标高变化处,宜采用放斜角平滑过渡,避免应力集中。

4 结 语

高层建筑基础设计是整个结构设计的重要一环,其设计合理与否,关系到建筑物的安全和使用及施工工期和投资额度。本文通过工程实例,对高层建筑基础的选型进 行探讨,并着重介绍平板式筏板基础的结构设计,对考虑上部结构、基础和地基共同作用,运用有限元法分析筏板基础内力进行全面阐述,希望得到进一步的总结和 修正。

1 筏板基础埋深及承载力的确定

天然筏板基础属于补偿性

基础, 因此地基的确定有两种方法. 一是地基承

载力设计值的直接确定法. 它是根据地基承载

力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正

得到承载力设计值, 并采用原位试验(如标惯试

验、压板试验等) 与室内土工试验相结合的综合

判断法来确定岩土的特性. 二是按照补偿性基

础分析地基承载力. 例如: 某栋地上28 层、地下

2 层(底板埋深10m ) 的高层建筑, 由于将原地

面下10m 厚的原土挖去建造地下室, 则卸土土

压力达180kpa, 约相当于11 层楼的荷载重量;

如果地下水位为地面下2m , 则水的浮托力为

80kpa, 约相当于5 层楼的荷载重量, 因此实际

需要的地基承载力为14 层楼的荷载. 即当地基

承载力标准值f ≥ 250kpa 时就能满足设计要

求, 如果筏基底板适当向外挑出, 则有更大的可

靠度.

2 天然筏板基础的变形计算

地基的验算应包括地基承载力和变形两个

方面, 尤其对于高层或超高层建筑, 变形往往起

着决定性的控制作用. 目前的理论水平可以说

对地基变形的精确计算还比较困难, 计算结果

误差较大, 往往使工程设计人员难以把握, 有时

由于计算沉降量偏大, 导致原来可以采用天然

地基的高层建筑, 不适当地采用了桩基础, 使基

础设计过于保守, 造价提高, 造成浪费.

采用各向同性均质线性变形体计算模型,

用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测

的地基变形量不同, 这是受多种因素的影响造

成的.试验表明[ 4 ]: 刚性筏板在试验荷载下主要

是整体沉降, 挠曲变形极小, 最大也未超过 3‰; 而有限刚度筏板基础则除了整体沉降外 还产生挠曲变形, 筏板刚度不同, 挠曲程度也 不同.

在筏板厚度相同的情况下, 随着长×宽

(以矩形为例) 的增加, 筏板的刚度随之降低. 因此设计中可选取“板式筏基+ 独立柱基”相结 合的基础形式, 即中部(电梯井等剪力墙集中 处) 用筏基, 四周柱基础采用独立基础或联合 基础. 使筏板的长×宽尺寸减小、刚度增大, 这不仅降低沉降变形的挠曲程度, 提高筏板的 抗冲切能力, 同时, 减低了板中钢筋应力, 减少 筏基的配筋量. 为协调各部分的变形, 使其趋于 一致, 还可通过变形验算调整独立柱基的面积. 既满足结构使用要求, 又达到相当可观的经济 效益.

在基础选型设计中, 应结合工程的具体情

况, 考虑多方面的因素影响, 充分利用天然地基 的承载能力, 通过比较“整片筏基”与“板式筏 基+ 独立柱基”的工程造价. 以上2 种不同基 础形式, 后者较前者节省约30%~ 40% 的费 用, 经济效益显著.

当由于地层分布不均匀、上部结构荷载在

筏板基础上分布不均匀而引起筏板基础各部分 的差异沉降较大时, 可综合考虑采用以下处理 措施:

(1) 将出露地质较差的土层挖出一部分, 换 填低强度等级的素混凝土形成素混凝土厚垫

块, 以改变和调整地基的不均匀变形. 也可以采 用“换填法”, 垫层采用碎石、卵石等材料, 经碾 压或振密处理, 提高基础的承载能力;

(2) 调整上部结构荷载或柱网间距, 减小基 底压力差;

(3) 调整筏板基础形状和面积, 适当设置悬 臂板, 均衡和降低基底压力;

(4) 加强底板的刚度和强度, 在大跨度柱间 设置加强板带或暗梁等.

3 筏板基础的结构设计

筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和

肋梁式筏基, 包括等厚度或变厚度底板和纵横 向肋梁. 一般情况下宜将基础肋梁置于底板上 面, 如果地基不均匀或有使用要求时, 可将肋梁 置于板下, 框架柱位于肋梁交点处. 在具体筏基 设计时应着重考虑如下问题:

(1) 应尽量使上部结构的荷载合力重心与

筏基形心相重合, 从而确定底板的形状和尺寸. 当需要将底板设计成悬挑板时, 要综合考虑上 述多方面因素以减小基础端部基底反力过大而 对基础弯距的影响;

(2) 底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确

定. 柱网间距较大时可在柱间设置加强板带(暗 梁加配箍筋) 来提高抗冲切强度以减少板厚, 也 可采用后张预应力钢筋法来减少混凝土用量和 造价. 决定板厚的关键因素是冲切, 应对筏基进 行详细的冲切验算;

(3) 无肋梁筏板基础的配筋可近似按无梁

楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法) 的计算 方法进行, 精确计算可用有限元法;

对肋梁式筏基, 当肋梁高度比板厚大得较

多时, 可分别计算底板和肋梁的配筋, 即底板以 肋梁为固定支座按双向板计算跨中和支座弯 矩, 并适当调整板跨中和支座的配筋;

(4) 构造配筋要求: 筏板受力筋应满足规范 中0. 15%的配筋率要求, 悬挑板角处应设置放 射状附加钢筋等. 设计人员往往配置受力钢筋 有余, 构造钢筋却配置不足.

4 筏板基础抗浮锚杆的设置

不少设计人员担心地下水位

对底板的浮托力而设置抗拔锚杆, 在这里作如 下分析和讨论.

(1) 施工过程中浮托力的产生是由于基坑

内积水(雨水和施工用水或地下水渗透) 所致; 浮托力的大小与地下室的体积和基坑内积水高 度有关. 因此, 只要能在地下室施工过程中有序 排水或限制水位, 在基础底板底以下就不会产 生浮托力.

(2) 地下室上浮是因为地下室结构及上部

结构的荷载重量不足以克服地下水的浮力, 当 筏板基础底板上的结构重量大于实际上浮力

后, 整个基础结构就能稳定. 因此在地下室和地 面上相应有限几层的结构完成后, 就可以克服 地下水的上浮力, 不需要在整个施工过程中对 水位保持警惕.

(3) 在计算地下水的浮托力时因注意: 筏基 底板所承受的浮托压力只是底板与地基岩土的 缝隙水压力、孔隙水压力, 板承受的浮托力与地 基岩土的缝隙发育程度、孔隙率有关, 其实际压 力强度小于静水压强. 其次, 底板的水承压面积 并非全部. 由于底板与地基岩土已粘结成整体, 因而能提供一定的粘结(抗拔) 力. 有关试验资 料认为有效粘结面积占底板面积最小比率为 K = 50% , 而粘结强度最低为250kpa (相当于 毛石砌体与M 10 沙浆间的抗拉力). K 值是一 重要因素, 应通过试验确定.

浮托力的估算: 当K = 50%~ 100% 时,

如地下水位为- 2. 0m 的10m 深地下2 层的基 坑, 当底板厚度1 600mm , 顶板单位荷重为 1 600kg, 则单位面积的浮托力T 和地下室结 构重量W 分别为:

T = 80×(50%~ 100% )

= 40. 0 kpa~ 80. 0kpa

W = 1. 6×25+ 16×2= 72. 0kpa

从以上分析和讨论可见, 即使按K = 1 计

算使浮托力T 最大, T 与W 的差值也只有

8. 0kpa, 待地面上再施工1~ 2 层后, 就能保持

整体平衡, 因此只要在地下室施工过程中能保

持基坑干燥, 基础和地下室结构及地上2 层结

构施工完成后, 就可放弃对地下水位的监测, 从

施工过程来看是无需设置抗浮锚杆的.

对于一些地下室较大、较深而地面以上结构

层数不多的建筑, 则应根据上述总体平衡的原则

计算确定抗浮锚杆. 对于地下室面积较大而主体

塔楼面积较小的建筑, 应验算裙房部位的浮托力

能否与结构自重相平衡, 否则也应设置抗浮锚杆.

在底板配筋设计时应注意到由于水的浮托力使底板

产生的弯矩, 当板下不设置抗浮锚杆时应全面考

虑浮托力产生的弯矩, 当底板设置抗浮锚杆后则

可适量减少底板的配筋量.

5 裙房基础的设计

由于裙房的单柱荷载与高层主楼相比要小

的多, 因此无需采用厚筏基础, 采用薄板配柱下

独立扩展基础即可. 这里需要强调的是, 裙楼独

立柱基的沉降与主楼筏板基础的沉降要相协

调, 即控制沉降差在允许值范围内. 应根据公式

计算主楼沉降量S , 再按各柱的荷载N 值和S

值反算出各独立柱基础的面积A (尚应验选地

基承载力).

6 结束语

高层建筑基础选型是整个结构设计中的一

个重要组成部分, 直接关系到工程造价、施工难

度和工期, 因此应认真研究场地岩土性质和上

部结构特点, 通过综合技术经济比较确定.

高层建筑的基础选型应因地制宜, 除基础

应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值

外, 整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的

要求, 选用桩基或筏基都不是绝对的, 而安全可

靠、经济合理才是基础选型的标准.

GBF--高强薄管空心混凝土技术

[ 2005-07-04 09:03:44 | 作者: CAT ]

2002-10-10

新技术新产品

中国建筑结构领域重大创新GBF高强薄管空心混凝土技术

当前,在我工业与民用建筑中,钢筋混凝土结构原材料广泛、技术成熟、造价低廉、有很强的生命力,仍是应用最广泛的建筑结构形式。但由于现代建筑对层高、 自重、大空间、灵活间隔以及抗震等提出了更高的要求,人们致力于研究新的、更舒适的、技术经济效果更好的钢筋混凝土结构体系。

在现浇混凝土结构中,GBF高强薄管空心混凝土技术是继普通梁板、密肋楼板、无粘结预应力平板后新开发的一种现浇新结构体系。

一、现浇混凝土空心无梁楼盖的设计要点与构造要求

设计要点:

1.结构布置原则为:柱与柱、柱与剪力墙间设置框架梁,框架梁围成的板采用现浇混凝土空心板。 2.框架梁一般为暗梁、暗梁高度与空心板厚度相同。

3.主体结构一般可按现行规范设计,暗梁按宽扁梁考虑。

4.现浇混凝土空心板一般按单向或双向受力进行内力配筋计算。

一般构造要求:

1. 混凝土强度等级应≥C20,板厚一般可取为1/25~1/35Ld,Ld为板的短边长。

2. 最小配筋率0.2%最大配筋率为1.2%。

3. 空心率30%—50%。

4. 卫生间楼面可以下降80-360mm不等。

二、现浇空心无梁楼盖的施工工艺

测量放线——装平板模——暗梁及GBF薄壁管放线——绑扎暗梁及板底钢筋——水电预埋——肋间钢筋网片绑扎——安装GBF薄壁管——绑扎板面钢筋——检查、验收——浇灌混凝土——混凝土养护——拆底板模

三、现浇混凝土空心无梁楼盖技术的优点

1.使用功能优良

与普通框架结构比较,本技术使空间更开阔美观,使用更加方便;与无粘结预应力无梁楼盖、实心无梁楼板比较,无柱帽,实现真正的平板,无凸出部位;无孔洞方便,射灯、电锤打孔、吊挂不受影响;防火性能好,不会因火灾丧失应力而导致结构破坏。

2.抗震性能好

采用本技术的楼板,与一般平板相比,自重轻、抗震性能好。

3.综合经济效益提高

该项技术的土建工程费用与一般钢筋混凝土框架结构基本持平,与一般的平板、无梁板相比,土建工程费用大大降低。同时,对于采用集中式空调的建筑来说,板 高比梁高减少0.4米左右,有利于水平管线,特别是空调管道的安装,因而提高了建筑净空。如果建筑仍按原有净高进行设计,则可以降低层高。在现行的设计规 范下,由于对建筑总高有一定的要求,因此,降低层高等于增加了层数,增加了使用/销售面积。给业主带来可观的经济效益。

4.节约装修费用

此种楼板完全平整,无需吊顶,同时层高降低了,也就减少了竖向的水、电、风、电梯、内外墙等装修费用,更重要的是减少了吊顶更新等经常性开支。

5.真正实现空间灵活间隔

此种楼板由于完全平整,没有任何凸出的主梁和次梁,使分隔的真正任意布置成为可能。由于墙体可以任意移动,对办公楼、娱乐场所、展览馆等需要随时变更间 隔的公共建筑尢为适用。另一方面,当这项技术应用于住宅建筑时,在整个平面布局中,除了厨房、厕所由于走管的要求,不能任意移动外,发展商可以根据业主不 同的要求度身订造出不同面积、不同开间的住宅,业主也完全可以在户内进行任意的个性化设计,而无需在结构上作改动。

6.施工经济、方便

与普通梁板结构相比,减少了模板的损耗,减少了支、折模板的人工费用,施工简便,缩短了工期,降低了

7.隔间效果优良

该楼盖的封闭空腔技术大大减少了噪音的传递,克服了上下楼层间的撞击噪音干扰,楼盖隔音效果提高5-12分贝。

8.隔热、保温性能显著提高

封闭空腔结构减少了热量的传递,使隔热、保温性能得到显著的提高,对于采用空调的建筑来说,大大降低了空调费用,而对大型冷库、储物库等,此种效益尢为明显。

四、现浇混凝土空心无梁楼盖的应用前景

现浇混凝土空心(GBF高强薄壁管)无梁楼盖技术是我国建筑结构领域的一项重大创新,它为21世纪建筑现代化提供了技术支撑,是一种性能价格比优越、更 符合人性的高技术水平的结构体系,具有巨大的社会经济价值。该技术自问世的短短几年来,已成功地应用于各类建筑工程,应用面积达100多万平方米,创造社 会经济效益超过1.5亿元,实例工程遍布全国,市场潜力巨大,推广应用前景广阔。 (深圳市建筑新技术推广中心供稿)

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板柱-剪力墙问题讨论

[ 2005-06-22 10:21:22 | 作者: CAT ]

板柱-剪力墙问题

hai

在《高规》中的P89的8.2.3条板柱-剪力墙要求通过柱底的板底连续钢筋总截面AS>NG/FY,为什么?

wwily

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这一规定是为了防止无柱帽板柱结构的楼板在柱边开裂后楼板脱落,说白了就是要保证板在柱边开裂后能挂住。去年以色列有一家俱乐部(可能是,记不清了)为无梁楼板,因为超载,导致楼板塌落,从画面上就很明显的看出来是这样的破坏形态。

wwily 编辑于 2004-09-03 21:27

请教柱、板结构设计问提

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我现在有一柱、板结构的高层,应是第一次,希望大家能指导一二。谢谢

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最好带边扁梁.

板不考虑起抗震作用,地震力均由筒或剪力墙承受,因此筒体要适当强大一点.

板的跨度?荷载?平面布置?必要时采用预应力或其他手段减轻板厚

无梁楼盖可以采取使用无粘结预应力技术以减少板厚;

设置暗梁(与板等高的宽扁梁);

验算抗冲切(高层一般没问题),必要时增加柱帽或平托板;

.....

-------------------------------------------------

1.跨度在12m以内,建议用混凝土空心楼盖,这种楼盖自重减少多,刚度折减少,比较起来较实心板好。

2.板厚在300以内,刚度折减很少,大约0.2。计算时按双向板以两向刚度相同计算。中南大学及建研院实验证明就是如此。

3.可用 拟梁法计算空心楼盖,可用TAT或STAWE计算。

4.建议做普通梁的边梁,对板的受力性能有很好的改善作用。注意验算冲切,可用SLABCAD。

空心楼盖的规程就快出来了,到时候设计就更有依据了。

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谁说梁一定是梁,板一定是板

LOCKED

积分: 69

发帖: 37

于 2005-02-18 11:02

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柱板结构,或一般所说的板柱、板柱-剪力墙结构,一般采用等代梁法,但是:

1。等待梁法适用于正交网格的结构布置;

3。等待梁本身是一种近视方法;

4。等待梁法不适用于比较复杂的结构布置。

建议在结构整体计算时,楼板采用有限元划分的计算,注意:

1。单元应划分的较细,以保证楼板能正确地传递荷载(一个房间一个单元是不能传递荷载的,错!!);

2。最好考虑柱帽(如果有)和板的冲切;

3。板柱-剪力墙结构按规范有专门的处理方法,应考察软件是否具备。

关于高层板柱-剪力墙结构的疑问 [精华] 板柱-剪力墙

hzh

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于 2003-05-29 11:40

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某办公楼,地上17层,层高3。8m,地下2层,9X10m柱网,平面尺寸大概60X20m,核心筒稍有偏心。6度区,基本风压0.55。甲方要求地上部分采用无梁楼盖。经过结构方案调整(主要是调整核心筒位置及在周边增加剪力墙)后,采用satwe分析。

1。按《抗规》6.6.5,剪力墙应承担全部地震作用。故将所有梁(包括楼梯处必须做的明梁)按100X100的虚梁输入,只保留剪力墙。结构周期和位移如下:

振型号 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数

1 4.5119 6.93 0.97 ( 0.96+0.02 ) 0.03

2 3.6736 100.59 0.89 ( 0.03+0.86 ) 0.11

3 3.1445 78.41 0.19 ( 0.02+0.17 ) 0.81

4 1.0605 1.68 0.98 ( 0.98+0.00 ) 0.02

5 0.7388 97.25 0.67 ( 0.01+0.65 ) 0.33

6 0.7060 84.09 0.40 ( 0.02+0.38 ) 0.60

7 0.4614 1.61 0.98 ( 0.97+0.00 ) 0.02

X方向最大值层间位移角: 1/ 900.

Y方向最大值层间位移角: 1/1043.(结果太多,不便全帖上)

此结果用于控制剪力墙部分。

2。无梁部分按等待框架输入,明梁按实际输入。计算结果如下:

振型号 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数

1 3.6055 3.16 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01

2 3.0250 94.49 0.96 ( 0.01+0.95 ) 0.04

3 2.7403 82.03 0.10 ( 0.01+0.08 ) 0.90

4 0.9563 1.78 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01

5 0.6942 96.65 0.69 ( 0.01+0.68 ) 0.31

6 0.6711 84.57 0.37 ( 0.01+0.36 ) 0.63

X方向最大值层间位移角: 1/1311.

Y方向最大值层间位移角: 1/1696.

疑问:

1。周期及位移应该以哪个为准,位移控制时又是按什么结构类别?

2。第一次计算时是用刚性楼板计算,目的就是尽量减少在柱子上凝聚的刚度,以做到剪力墙承担全部水平力,这样做妥否?是否应该才用弹性楼板计算?

3。6度区的板柱-剪力墙结果适用最大高度为40m,本工程远远超过这个高度(差不多70m),而《高规》的B级高度上没有板柱-剪力墙结构。是否说明不能做这么高的板柱-剪力墙结构?还有,计算时我是把框架的抗震等级提高了一级,即二级来计算的。

请各高手指点.

3d

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来自: 上海

于 2003-05-29 22:34

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1.satwe认为按等带梁输入与工程实际出入较大,建议用弹性楼板单元真实模拟,也就是你说的将所有梁(包括楼梯处必须做的明梁)按100X100的虚梁输入.程序会自动去掉虚梁,计算时应按弹性楼板假定

2.由于此类结构抗震性能较差,板柱节点抗震不利,同时工程经验和可借鉴的研究成果也少,故未在B级高度的高层建筑中列入,应属超限结构.建议与当地的审图中心沟通.或者7层以下为框架,7层以上为板柱,不知是否可行,应不属竖向不规则吧.呵呵~仅供参考

3d 编辑于 2003-05-29 22:43

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Do well Do better Do best

wwily

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来自: 北京

于 2003-06-01 18:06

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1,根据抗震规范和高规,板柱-抗震墙结构适用最大高度在6度区为40米,那么说来,hzh兄的工程已经属于

专项审查部门审查了,建议你和当地审查部门及甲方沟通。

2,hzh兄建的模型,依据的规范是没问题的,但是,

按《抗规》6.6.5,剪力墙应承担全部地震作用。故将所有梁(包括楼梯处必须做的明梁)按100X100的虚梁输入,只保留剪力墙。

仅仅考虑水平构件设置为虚梁,就能保证所有地震作用都由剪力墙承担了吗?那么框架部分地震作用会因此就不被分配了吗?而设置弹性板与否都不能彻底解决这个问题。而且,该条文还同时规定板柱部分应承担20%地震作用,那么怎样建模更有效?

这个问题具有典型性,借hzh兄的帖子恳请大家来讨论。

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按 PKPM的说明,输入的100X100虚梁是不参加整体计算的,因为楼板较厚(300mm),所以刚性楼板的假定应该可以成立。输入100X100的虚梁 计算时,我认为不能按弹性楼板计算,否则就会在柱子上凝聚刚度,框架承受的地震力就会增加。我试算的时候,框架所占的倾覆弯距只有3~4%。

计算的第2步可以考虑不用规范上说的等待框架输入,而是用弹性楼板,让楼板的刚度凝聚在柱子上。 至于20%的地震力,我想应该可以通过0.2Q0来调整。

个人意见,不知正确否,请指正。

hhh

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于 2003-06-04 09:51

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1.采用虚梁应同时按弹性楼板,其余梁按真实尺寸;这样是比较接近真实状态,周期位移按此确定;弹性楼板考虑楼板平面外的刚度,不可以用刚性楼板,另外,不理解所谓"凝聚刚度"是怎么回事

2.用等带框架按说相差不会那么大,否则我们以前采用此法误差是否太大,建议检查等代梁的刚度,有可能用TAT来复核一下

3.解决这个问题应由程序入手,建议程序中只要定义为剪力墙-板柱结构,则剪力墙承担全部地震力;至于板柱承担的剪力,可以设置由设计人灵活掌握(根据板柱布置的多少),这对程序编写者是容易作到的

4.当前,采用第一种方法(弹性楼板),剪力墙承担的地震力可以通过放大系数来考虑;板柱承担剪力近似通过0.2Q0调整来考虑----只是权宜之策

不成熟的意见,欢迎继续讨论

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回hhh的“不理解所谓"凝聚刚度"是怎么回事”:

按satwe的说明,弹性楼板就是将在PMCAD数据输入中的一个房间的板作为一个超单元,由程序自动进行单元划分,计算每个单元的刚度矩阵并叠加,最后用静力凝聚原理将内部刚度消去,将其刚度凝聚到边界节点上。

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第一次计算时是用刚性楼板计算,目的就是尽量减少在柱子上凝聚的刚度,以做到剪力墙承担全部水平力

刚 度凝聚对楼板来说是只对弹性楼板而言,只是我们描述楼板实际刚度变形的手段;不理解的是为何要减少在柱子上凝聚的刚度,即使减小了也无法作到“剪力墙承担 全部水平力”;同样,使用刚性楼板,也无法达此目的;另外,所谓“刚度凝聚到边界节点上”,此边界节点包括柱和虚梁,并非只是柱。

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1,考察结构扭转周期和弹性位移时,应按刚性楼板假定计算;在设计配筋时,应取刚性假定、弹性假定两种情况的最不利结果作为设计依据。

由此我想,可以对比按刚性楼板假定下两种模型的周期、位移,取最不利结果判断。而位移限值依据规范取板柱-剪力墙:1/800。

但是hzh 兄说的:“因为楼板较厚(300mm),所以刚性楼板的假定应该可以成立。”我想不妥,毕竟无梁楼盖的变形和普通梁板式楼盖不同,300后就能够保证刚性吗?

2,对于框架部分,依目前软件适用条件所限,似乎只有调整0.2Q的方法予以解决。所以希望软件内制“板柱-抗震墙”条目,以方便计算。

3,对于剪力墙部分承担100%地震剪力的问题,赞同hhh 兄的意见,即以“地震力放大系数”来考虑,放大系数具体数值,是否可按刚性/弹性计算最不利结果中,框架和墙各自比例来调整,即如hzh 兄说的:

“我试算的时候,框架所占的倾覆弯距只有3~4%”

那么可以反算得出剪力墙部分应增大的系数值。

4,若如此,则模型要建立两个,也就是hzh 兄的做法,但是每个模型均应按刚性/弹性计算,共是4种结果做相应的对比分析。

兄弟是越来越不明白了,完了,脑子又乱了

恳切盼望各位高人指教!

于 2003-06-05 14:59

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感觉没那么复杂,板按弹性,得出的周期位移内力等就是实际工程的,用弹性楼板计算,就不必再按等代框架考虑;

象300的板厚,不是取刚性楼板的理由,我们之所以用弹性楼板,是要真实模拟板平面外的刚度,即我们以前所说的等代梁的作用;要把平面内和平面外区别开;

我想放大系数可以这样:地震总剪力已知,剪力墙承担剪力已知,知道比值,乘回去再算一次好了。

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推荐《建筑结构学报》2003年第一期上

有一篇北京市院总工介绍无梁板柱体系的文章。

兄台所指的是北京院程懋堃总工的《板柱-剪力墙结构的适用高度》一文吗?请针对本帖发表具体内容,大家交流互相促进好吗?

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从工程的角度,发表一下自己的一些不成熟的看法:

1.同意wwily兄所说的,该结构需要抗震专项审查;同意hhh兄建议的计算方法:“板按弹性,得出的周期位移内力等就算实际工程的”。

2.平面内刚性是不用怀疑的,只不过如hhh兄所说的:“我们之所以用弹性楼板,是要真实模拟平面外刚度。。。”。

3. 怎样设计这个结构,或者说这个的结构的设计结果,与上面讨论很多的修正系数没有多大关系(不是说该系数没意义,而是在当前计算程序的考虑还不完备的情况 下,也不必有过大的担心)。更直接的说法是,如果该结构的竖向构件的配筋(抗剪、抗弯)不是构造控制而是计算控制,我想该结构的布置本身就有问题。抗震专 项审查其中一点很重要的就是确定其抗震等级。个人认为最小要提高一个等级。

4.水平荷载作用可能对节点有额外较高的要求,要留意。可参考stiff兄建议的程懋堃总工的文章。

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这使我联想到短肢剪力墙结构,规范同样有对筒体或一般剪力墙地震作用的分配问题,那么如何在计算中予以考虑呢?模型建立得是否正确,计算程序运用得是否得当,是能否根据规范要求正确计算地震作用的关键。

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月光

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wwily wrote:

这使我联想到短肢剪力墙结构,规范同样有对筒体或一般剪力墙地震作用的分配问题,那么如何在计算中予以考虑呢?模型建立得是否正确,计算程序运用得是否得当,是能否根据规范要求正确计算地震作用的关键。

目前程序还不具备这种智能化吧

只有打出计算结果,自己判断长墙抵抗结构总底部地震倾覆力矩不小于50%,不满足还的增加长墙数量或厚度

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于 2003-10-25 16:21

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用6月份以后的PKPM,定义为短肢剪力墙结构,会分别算出一般剪力墙和短肢剪力墙(含框架柱)的地震倾覆力矩.

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这类结构中水平力应全部由剪力墙承担的规定很有可能是参考北美的规范得来的,因为在北美的工程实践中一直就是这么做的。把他们的方法列出来给大家参考一下:

1、在ETABS建模中只建立剪力墙,不建立柱梁也不建立楼板,将同一楼层中所有节点都指定为同一个刚片,地震力采用底部剪力法计算出来后加到质心上,风荷载手工计算加到平面对称点上。

2、采用SAFE建模并计算楼板,得到各竖向构件在竖向荷载下的内力。

3、将步骤1、2中的结果输出到Excel中,用Excel进行内力组合并进行配筋。

在PKPM中如果不想让柱承受水平力,估计可以采用将柱设成两端铰接的方法实现,只是不知道PKPM会不会报警?请哪位兄弟验证一下。

地下室与基础设计应注意的问题

[ 2006-02-15 14:30:27 | 作者: CAT ]

字号: 大 | 中 | 小

摘要:地下室与基础设计应注意的问题

关键词:地下室 基础

1. 地基承载力特征值与地质报告矛盾。

2. 地下工程防水混凝土底板混凝土垫层应按《地下工程防水技术规范》(GB50108—2001)要求不应小于C15,

厚度不应小于100 mm,在软弱土层中的厚度不应小于150mm。防水混凝土结构厚度不应小于250mm。

3. 地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度《地下工程防水技术规范》(GB50108—2001)要求不应小于50mm

。并应进行裂缝宽度的计算,裂缝宽度不得大于0.2mm,并不得贯通。设计中许多设计人将地下室防水结构构件

的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算等,也不进行裂缝计算

,导致违背强条。

4. 地下室外墙与底板连接构造不合理;外墙钢筋的搭接不符合《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)根据

纵向钢筋搭接接头面积百分率修正搭接长度的要求。

5. 地下室外墙设计中应考虑楼梯间,车道等支承条件不同的外墙计算与设计,不能与一般外墙相同。当顶板不

在同一标高时,应注意外墙上部支座水平力的传递问题。

6. 地下水位较高时,应特别注意只有地下室部分和地面上楼层不多时的抗浮计算,采用桩基时应计算桩的抗拔

承载力。

7. 高层地下室采用独立柱基或条基加抗水底板时,应在抗水板下设褥垫,以保证实际受力与设计计算模型相同

8. 地基基础设计等级为甲级、乙级的建筑物应按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)3.0.2条进行地基

变形设计。

9. 对一下建筑物的桩基应进行沉降验算:(强条)

1) 地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基。

2) 体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基。

3) 摩擦型桩基。

桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值,并应符合《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)表5.3.4的

规定。

10. 对建筑在施工期间及使用期间的变形观测要求,设计人普遍不够重视。变形观测工程范围根据《建筑地基基

础设计规范》(GB 50007—2002)第10.2.9 条(强条),下列建筑物应在施工期间及使用期间进行变形观测。 a. 地基基础设计等级为甲级的建筑物;

b. 复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物;

c. 加层、扩建建筑物;

d. 受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物;

e. 需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程。

观测的方法和要求,要符合国家行业标准《建筑变形测量规程》 (JGJ/T 8—97)的规定。

11. 沉降缝基础与偏心基础:

砌体结构的沉降缝基础作成下图形式:根据力的平衡原理,大部分基础存在零压力区,所设计基础不能提供设计

所需的地基承载力。许多柱边与基础对齐的偏心柱基也同样存在问题。零应力区不能满足《建筑抗震设计规范》

GB 50011—2001第4.2.4条的要求。

12. 防潮层以下墙体采用水泥砂浆时应注意验算其强度。(因为水泥砂浆对强度的折减)。

13. 个别工程的柱基高度不满足柱纵向钢筋的锚固长度要求。柱基的抗冲切、抗剪不够。

14. 墙下条形基础相交处,不应重复计入基础面积。

15. 砌体结构的地下室问题。(240)

16. 地基承载力应为特征值。

地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:(《建筑地基处理技术规范》

JGJ79—2002 第3.0.4条)

A. 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正

常使用极限其对应荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。

B. 计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风

荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。

C. 计算挡土墙土压力、基础或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合

,但其分项系数均为1.0。

D. 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构

传来的荷载效应和相应的基地反力,应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。

17. 地下一层墙体能否作为筏板的支座问题。这个问题在砖混及混凝土结构中都存在。

18. 地下室墙的门(窗)洞口应按计算设置基础梁。

19. 基础零应力区的面积问题:高宽比大于4的高层建筑,在地震作用下基础底面不宜出现拉应力;其他建筑,

基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。在设计轻钢结构时,应特别注意。

20. 地下室顶板作为钢筋混凝土结构房屋上部的嵌固部位时,不能采用无梁楼盖的结构形式。

21. 位于地下室的框支层,是否计入规范的框支层数的问题:

若地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,则位于地下室的框支层,不计入规范允许的框支层数之内。

22. 确定建筑的抗震等级时,如果地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固点,建筑物的高度该如何确定?是从室外

地面算起还是从基础算起?

确定建筑的抗震等级时,建筑物的高度是从室外地面算起。

23. 场地采用桩基(包括搅拌桩)不能改变场地的类别。

24. 地下室底板钢筋及基础梁钢筋的搭接问题。

25. 地下室外墙受弯及受剪计算时,土压力引起的效应应为永久荷载效应,当考虑由可变荷载效应控制的组合时

,土压力的荷载分项系数取1.2;当考虑由永久荷载效应控制的组合时,其荷载分项系数取1.35。地下室外墙的

土压力应为静止土压力。对于地面活荷载,同样应乘侧压力系数。许多设计在设计中计算不对。

26. 地下室底板的强度计算时(水位较高,总竖向荷载往上)(桩基时不同),板、覆土的自重的荷载分项系数

取1.2,这是不对的,根据《建筑结构荷载规范》GB50009—2001第3.2.5条荷载分项系数应取为1.0。抗漂浮计算

时,板、覆土的自重的荷载分项系数应取为0.9

地下室设计中常见问题及对策措施

摘要:目前城市建设中建造了大量的地下室及地下车库,由于涉及到工期和投入的建设费用,设计中与地下室相

关的不少问题也逐渐变得突出起来。地下室按其使用功能可分为普通、人防和平战三类,这里仅对普通地下室设

计中遇到的常见问题进行分析,并给出对策措施,以供工程设计参考。

关键词:地下室 结构设计

1抗震要求

地下室如果设计不当,对整体抗震性能会产生较大影响,根据南京市施工图审查要点,对于半地下室的埋深要求

应大于地下室外地面以上的高度,才能不计其层数,总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙

柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作

为上部结构的嵌固部位,规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶

板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力

墙底部加强区层数应从地面往上算,并应包括地下层。

存在的常见问题如:半地下室埋深不够,房屋层数包括半地下室层已达8层,层数和总高度超过要求,违反GB500

11-2001第7.1.2条。地下室抗震等级为三级,而上部结构为二级,按GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级

等问题。

2荷载取值与组合

地下室外墙受弯及受剪计算时,土压力引起的效应为永久荷载效应,可变荷载效应控制的组合时,土压力的荷载

分项系数取1.2;永久荷载效应控制的组合时,其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载,同样应乘侧压力系数

,许多设计中计算不对。地下室底板的强度计算时,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第3.2.5条板、

覆土的自重的荷载分项系数取1.0。抗浮计算时,板、覆土的自重的荷载分项系数应取为0.9。地下室外墙的土压

力应为静止土压力,根据土性的不同分别采用不同的计算方法,粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。

如果地下室顶部没有房屋,是空旷场地,其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载,实际中比

较取起控制作用的荷载作为设计依据。另如某工程设计在-1.55m标高处一层平面是地下室顶板,活载只考虑4.5K

N/m2,未计覆土荷载,消防车荷载。地下车库活载取值6.0KN/m2,不满足GB50009-2001第4.1.1条,未考虑消防

车荷载,或者施工过程中和使用过程中可能出现的载重车荷载,与消防车荷载比较取大值。

3外墙计算模型

地下室外墙配筋计算:有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计

算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与

扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除

了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间)

外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,

其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可适当另配外侧附加短水平负

筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。

地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板

的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,

底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题:标高变化处仅设一梁,梁宽甚

至小于底板厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼

板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承

受车道底板传来的水平集中力作用,该荷载经常遗漏。

4顶底板和楼梯

设计中存在的常见问题如:地下室顶板,板厚选用100mm,不符合GB50011-2001第6.1.14条;底板配筋Φ14@100

,不符合JGJ3-2002第12.2.4条;地下室顶板厚度、地下部分柱配筋不符GB50011-2001 第6.1.14条。地下室混凝

土底板、顶板、墙配筋不符合GB50010-2002第9.5.1条及GB50038-94第4.7.8条等。

5地下水与抗浮

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据,实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态,对施工过

程和洪水期重视不足,因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。另外,实际中在同一整体大面积地下

室上建有多栋高层和低层建筑,而地下室面积大,形状又不规则,加之局部上方没有建筑,此类抗浮问题也相对

比较难以处理,须作细致分析处理。

常见设计问题如:地下水位未按勘察报告确定,或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅,违反了GB5000

7-2002第3.0.2条;斜坡道未进行抗浮验算,斜坡道与主体分缝处未作处理;抗浮验算不满足要求,GB50009-200

1第3.2.5条等。

6裂缝及控制方法

地下室外墙混凝土易出现收缩,受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,直至出现收缩裂缝,地

下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内,其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。

工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未

按多跨连续计算,地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算(违反GB50108-2001第4.1.6条),地下室外墙与底板连接

构造不合理,建筑物超长未设缝或留置后浇带(违反GB50010-2002第9.1.1条),后浇带的位置设置不当,外墙施

工缝或后浇带详图未交代,室外出入口与主体结构相连处未设沉降缝等,导致违反设计规范,产生渗漏现象。某

工程地下室设计成一个大底盘,而该大底盘下的基础形式同时有天然地基、桩基、刚性桩复合地基(违反GB5001

1-2001第3.3.4条),此类基础即使设置后浇带也仅适合施工阶段。

地下室整体超长,应采取相应措施,防止裂缝开展,采取的主要措施:①补偿收缩混凝土,即在混凝土中渗入UE

A、HEA等微膨胀剂。以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂

缝。②膨胀带,由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿,为了实现混凝土连续浇

注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带,根据一些工程实践,一般超过60m设置膨胀加强带。③后浇带,作为混

凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。④提高钢筋混凝土的

抗拉能力,混凝土应考虑增加抗变形钢筋,对于侧壁,增加水平温度筋,在混凝土面层起强化作用。侧壁受底板

和顶板的约束,混凝土胀缩不一致,可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。

7保护层和垫层厚度

《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)对防水混凝土结构规定:结构厚度不应小于250mm;裂缝宽度不得大

于0.2mm,并不得贯通;迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。防水混凝土结构底板混凝土垫层,强度等级不应

小于C15,厚度不小于100mm,在软弱土层中不应小于150mm。工程实践表明如果结构厚度或迎水面钢筋保护层厚

度小于规范限值常常是引起渗漏水现象的常见原因,因此规范修订以后对限值作了相应的提高,应引起注意。

地下室顶板钢筋应加强,保护层和混凝土垫层及强度等级应按规范加注(GB50108-2001第4.1.6条)。否则就会产

生如下类似问题:地下室外墙、底板等迎水面保护层厚40mm,底板与土接触处钢筋保护层厚35mm,不适合GB5010

8-2001第4.1.6条;柱保护层25mm,违反GB50010-2002第9.2.1条;地下室垫层采用C10混凝土,或底板下未做混

凝土垫层,违反GB50108-2001第4.1.5条和第4.1.5条;未见地下混凝土构件环境类别划分与对应的钢筋混凝土

构件保护层厚度,不符合GB50010-2002第9.2.1条等。

结构设计的几个什么,献给新手

[ 2005-06-24 15:48:36 | 作者: CAT ]

地质报告看什么

1、先看清楚地质资料中对场地的评价和基础选型的建议,好对场地的大致情况有一个大概的了解;

2、根据地质剖面图和各土层的物理指标对场地的地质结构、土层分布、场地稳定性、均匀性进行评价和了解;

3、确定基础形式;

4、根据基础形式,确定地基持力层、基础埋深、土层数据等;

5、沉降数据分析;

6、 是否发现影响基础的不利地质情况,如土洞、溶洞、软弱土、地下水情况.......等等。注意有关地下水地质报告中经常有这样一句“勘察期间未见地下水

“,如果带地下室,而且场地为不透水土层,例如岩石,设计

时必须考虑水压,因为基坑一旦进水,而水又无处可去,如果设计时未加考虑那就麻烦了。

钢筋验收验什么

1 钢筋锚固;

2 钢筋数量与直径;

3 钢筋间距;

4 钢筋保护层;

5 箍筋弯钩;

6 后浇带钢筋;

7 拉结筋;

8 钢筋搭接长度及接头率;

9 钢筋接头部位;

10 钢筋合格证及试验报告。

验槽到底该验什么

验槽是为了普遍探明基槽的土质和特殊土情况,据此判断异常地基的局部处理;原钻探是否需补充,原基础设计是否需修正,对自己所接受的资料和工程的外部环境进行确认。

1 地基土层是否是到达设计时由地质部门给的数据的土层,是否有差别,主要由勘察人员负责;

2 基础深度是否达设计深度,持力层是否到位或超挖,基坑尺寸是否正确,轴线位置及偏差、基础尺寸; 3 验证地质报告,有不相符的情况下协商解决,修改设计方案;

4 基坑是否积水,基底土层是否被搅动;

5 有无其他影响基础施工质量的因素(如基坑放坡是否合适,有无塌方);

主体验收验什么

主体验收,结构工程师主要注意的内容有:

1、梁柱板尺寸定位是否设计要求,其成形质量如何,是否有蜂窝麻面等。还有是否有修补的痕迹,如果有,应询问修补的原因,是否有对结构有影响。

2、预埋件是否准确埋设,插筋是否预留,雨水管过水洞是否留设准确,卫生间等设备留是否按要求留设,对后封的洞板钢筋是否预留等。

3、砌体工程的砂浆是否饱满,强度是否够(可以用手扳一下),砌体的放样如何,是否平直,墙面是否平整。砌体中的构造柱是否设槎,框架梁下砌体是否密实,圈梁是否按要求设置。墙面的砂浆找平层厚度是否过厚。等等。

4、看看各层施工时的沉降记录如何,是否有过大的差异沉降。每层增加的沉降量,及各观测点间的沉降差如何。如有差异过大,首先加大观测密度。

5、查看施工记录,各种材料合格证,试件的强度检验报告等。

结构专业扩初说明包含什么

一、设计依据

1.主要设计规范和规定

2. 岩土工程勘察

二、自然条件:基本风压值、建筑物抗震设防烈度、建筑物抗震重要性分类、地震作用、抗震措施、场地土类型、建筑物安全等级、场地稳定性、场地土层描述。

三、基础

1.拟建建筑物地基基础设计等级。基础持力层。

2.拟建建筑物基础形式。

3.场地地下水对混凝土结构和钢筋混凝土中钢筋有无腐蚀性及措施。

四、上部结构形式及平面布置说明

五、材料

1.混凝土强度等级

2.隔墙材料

六、使用荷载标准值

七、计算方法和结果

1 计算软件

2 主要技术参数:自震周期、 层间位移、剪重比、总质量G。

桩基础的设计的步骤是什么

1 结构计算,取出柱底内力;

2 根据地质报告确定桩型;

3 综合1、2确定桩径、单桩承载力并完成布桩;

4 承台设计计算,包括弯、剪、冲切;

5 沉降计算;

6 拉梁设计;

7 绘图,包括基础平面、桩位图、详图[dz37]

结构施工图主要画什么

1 结构设计说明;

2 基础平面图及详图:基础尺寸定位、暖沟图及基础留洞图;

3 结构平面图及详图,主要包括模板图、特殊节点详图、预制板的布置、现浇板的配筋、过梁布置、雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图、楼梯布置、板顶标高、梁布置及其编号、板上开洞洞口尺寸及其附加筋、屋面上人孔、通气孔位置及详图;

4 楼梯详图;

5 梁详图、平面配筋图;

6 柱详图及构造;

7 墙、暗柱详图及构造;

8 圈梁、构造柱布置及其剖面详图;

9 非结构构件详图及构造。[dz5]

软件出来的结果配筋调整时注意什么

配筋的调整注意事项:

1 无特殊理由不可小于计算值;

2 符合基本的构造,钢筋间距、箍筋肢距、梁侧钢筋配置等;

3 正常使用验算,裂缝、挠度等,特别是前者;

4 计算中未考虑的因素影响,例如多梁相交引起的ho损失;

5 配筋方式是否与模型相符,梁相交处等,注意查看内力图,不可简单按梁高区分主次梁,十字交叉梁,无论梁高是否相同,均宜按一跨配筋;

6 抗震结构的相应构造措施,加密区、配筋率、钢筋直径等;

7 一些构造措施是否具备满足的条件,例如较小的柱,较粗的钢筋,锚固的水平段很难满足0.4La; 8 框架梁配筋确定后应核算柱配筋是否满足“强柱弱梁”;

9 一些相对特殊的梁应多加注意,例如连梁、深梁、薄腹梁等;

10 正确理解输出文件的格式和意义;

11 应用“平法”应注意支座负筋长度的取值,特别是相邻跨跨度相差较大时;

12 梁边与柱边相齐时,计算每排钢筋根数时应把梁宽减去3-5cm;

13 抗扭钢筋应足够注意,特别是抗扭箍筋直径应满足计算;

14 柱钢筋根数上下尽量相同,方便钢筋变化时的搭接;

15 尽量考虑到施工时混凝土的浇筑振捣需要;

结构后浇带设计和施工浅析

[ 2006-08-23 14:31:46 | 作者: CAT ]

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在钢筋混凝土结构中设置后浇带是目前常采用的一种方法。本文对后浇带设计和施工中应明确和注意的问题作一浅析,以更好地控制工程裂缝。

一、后浇带在设计中应明确的问题

1、后浇带缝宽,理论上后浇带宽度只须1厘米已足够保证温度收缩变形,但考虑施工方便,并避免应力集中,具体宽度应根据后浇带设置位置及砼厚度决定。

2、后浇带接缝形式有平直缝、阶形缝、企口缝等,接缝形式应加以明确。

3、后浇带内钢筋有断开搭接、贯通不断、增加附加筋3种。

4、后浇带后浇混凝土,有普通混凝土提高一个等级和采用同等级或提高一级掺加微膨胀剂等方法。

5、后浇带后浇混凝土的浇灌时间有的规定不少于2周,有的要求不少于6周,以至更长时间。

二、后浇带按其作用可分为3种

1、为解决高层建筑主楼与裙房的沉降差而设置的后浇施工带称为沉降后浇带。

2、为防止混凝土凝结收缩开裂而设置的后浇施工带称为收缩后浇带。

3、为防止混凝土因温度变化拉裂而设置的后浇施工带称为温度后浇带。

三、根据实际情况确定后浇带类型

设计采用何种类型的后浇带必须根据工程类型、工程部位、现场施工情况和结构受力情况而具体确定。

1、后浇带的缝宽与墙、板厚度有关。对底板厚度超过100厘米以上的,可根据后浇带处的接槎形式、钢筋搭接、施工难易程度等灵活掌握,当施工较困难时,后浇带缝宽可适当增加。

2、后浇带接缝处的断面形式,当墙、板厚度小于30厘米时,可做成平直缝;当厚度大于30厘米小于60厘米时,可做成阶梯形或上下对称坡口形;当墙板厚度大于60厘米时可做成企口缝。

3、后浇带的钢筋断开或贯通,在于后浇带缝的类型。对沉降后浇带而言,钢筋贯通为好;对收缩后浇带而言,钢筋断开为好;梁反结构的板筋断开,梁筋贯通,如果钢筋不断开,钢筋附近的混凝土收缩将受到约束,产生拉力导致开裂,从而降低结构抵抗温度变化的能力。

4、对于后浇带内的后浇混凝土,应使用无收缩混凝土,防止新老混凝土接缝收缩开裂。无收缩混凝土可在混凝土掺加微膨胀剂,也可直接采用膨胀水泥配制,如矿渣水泥。配制的混凝土强度等级应比先浇混凝土高一个强度等级。

5、后浇带后浇部分混凝土的浇灌时间,不同类型后浇带的浇灌时间是不同的。伸缩后浇带应根据先浇混凝土的收缩完成情况而定,不同水泥、水灰比、养护条件的 混凝土,一般应控制在施工后60天进行。如工期非常紧迫,也应在2周以上。沉降后浇带宜在建筑物基本完成沉降后,再浇注后浇带。

四、后浇带施工中应注意问题

后浇带的施工应严格按照施工规范和设计要求进行,处理不当极易造成质量事故,轻则开裂渗漏,重则危及结构安全,所以在施工中应给予高度重视。

1、后浇带接缝形式必须严格按施工图施工,施工时应用堵头板,根据接口形式在堵头板上装凸条。有些施工单位不按图施工,接口处不支模,留成自然斜坡槎,使施工缝处混凝土浇捣困难,造成混凝土不密实,达不到设计强度等级。如果是地下室底板还易产生渗水现象。

2、后浇带先浇混凝土完成后应进行防护,局部应覆盖,四周用临时栏杆围护,防止施工过程中钢筋污梁,保证钢筋不被踩踏。有些工地后浇带不设围护,致使钢筋被严重踩弯、钢筋杂乱、建筑垃圾较多,不易清理。

3、在后浇带浇注混凝土前必须将整个截面按照施工缝的要求进行处理,清除杂物,水泥薄膜、表面松动的砂石和软弱混凝土层,并将两侧混凝土凿毛,用水冲洗干 净,充分保持两侧混凝土湿润,一般不少于24小时。在表面涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂后,及时浇筑混凝土。有些施工单位两侧混凝土不凿毛就浇注后浇带 内混凝土,使新老混凝土的粘结强度难以保证,处理不好会在后浇带两侧造成两条贯空裂缝,极易渗水。

4、后浇带后浇混凝土一定要用无收缩混凝土,掺用微膨胀剂,精心振捣密实,注意浇水养护。有些单位施工不按设计要求使用无收缩混凝土,用普通混凝土应付;还有一些施工单位由于后浇混凝土用量较少,在后浇带旁人工拌制混凝土,随拌随浇,严重影响了工程质量。

5、后浇带跨内的梁反在后浇带混凝土浇注前,两侧结构长期处于悬臂受力状态,在施工期间,本跨内的模板和支撑不能拆除,必须待后浇混凝土强度达到设计强度 值的75%以上后,方可按由上向下顺序拆除。有些施工单位,施工期间模板准备不足,或考虑资金等因素,提前拆除后浇带跨内的模板和支撑,造成板边开裂,使 结构承载能力下降。

此外,后浇带的混凝土因一次浇筑量小,因而通常采用现场搅拌混凝土的方法,且后浇带应用强度等级提高一级、早强、补偿收缩的混凝土浇筑,所以应单独申请混 凝土配合比。施工中应提前做好水泥、砂、石和外加剂及掺合料的进场检验和试验工作,及时申请混凝土配合比。浇筑时认真计量,在混凝土浇筑时按规定留置标准 养护试件和同条件养试件,用以检验和证明后浇带混凝土的强度。混凝土浇筑后应重视其养护工作,及时的养护可使混凝土在潮湿的环境中硬化,水泥水化生成物堵 塞毛细孔隙。提高混凝土的密实度和抗渗性。

后浇带可以有效地减少收缩应力,在施工后期,把后浇带砼浇上,使工程变成整体,以利用“后浇带”办法控制裂缝并达到不设置永久伸缩缝的目的。通过设计单位、施工单位认真设计、精心施工,一定能在工程实践中收到较好的效果。

框架结构设计经验总结

1.结构设计说明

主要是设计依据,抗震等级,人防等级,地基情况及承载力,防潮抗渗做法,活荷载值,材料等级,施工中的注意事项,选用详图,通用详图或节点,以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。

2. 各层的结构布置图,包括:

(1)现浇板的配筋(板上、下钢筋,板厚尺寸)。

板 厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。尽量用二级钢包括直径φ10(目前供货较少)的二级钢,直径≥12的 受力钢筋,除吊钩外,不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距,但间距不大于200,

间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。跨 度小于2米的板上部钢筋不必断开,钢筋也可不画,仅说明钢筋为双向双排φ8@200。板上下钢筋间距宜相等,直径可不同,但钢筋直径类型也不宜过多。顶层 及考虑抗裂时板上筋可不断,或50%连通,较大处附加钢筋,拉通筋均应按受拉搭接钢筋。板配筋相同时,仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部 筋相同的板编为一个板号,将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。应全楼统一编号。当考虑穿电线管时,板厚≥120,不 采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板,因电线管过多有可能要加大板厚至180(考虑四层32的钢管叠加)。宜尽量用大跨度板,不在房间内(尤其 是住宅)加次梁。说明分布筋为φ6@250,温度影响较大处可为φ8@200。板顶标高不同时,板的上筋应分开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋 (包括内墙上的阳角)。现浇挑板阴角的板下宜加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板,以利防水,并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨 罩、挑廊应每隔10~15米设一10mm的缝,钢筋不断。尽量采用现浇板,不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差(取消垫层)。8米 以下的板均可以采用非预应力板。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚,双向双排配筋,并附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议 采用PMCAD软件自动生成,一可加快速度,二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号,因工程较大时可能编出上百个钢筋号,查找困难,如果 要编号,编号不应出房间。配筋计算时,可考虑塑性内力重分布,将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数,将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。值得注意的 是,按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值,按此配筋是偏于保守的,不必再人为放大。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大,否则将对梁产生过大的附加 扭距。一般:板厚>150时采用φ10@200;否则用φ8@200。PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点:1.单向板是按塑性计算的,而双向 板按弹性计算,宜改成一种计算方法。2.当厚板与薄板相接时,薄板支座按固定端考虑是适当的,但厚板就不合适,宜减小厚板支座配筋,增大跨中配筋。3.非 矩形板宜减小支座配筋,增大跨中配筋。4.房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。PMCAD生成的板配筋图为PM?.T。板一般可按塑性计 算,尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑, 如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋,一是轻隔墙有可能移位,二是板整体受力,应整体提高板的配筋。只有垂直单向 板长边的不可能移位的隔墙,如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件,应双向双排配筋。

(3).关于过梁布置及轻隔墙。

现在框架填充墙一般为轻墙,过梁一般不采用预制混凝土过梁,而是现浇梁带。应注明采用的轻墙的做法及图集,如北京地区的京94SJ19,并注明过梁的补充筋。当过梁与柱或构造柱相接时,柱应甩筋,过梁现浇。不建议采用加气混凝土做围护墙,装修难做并不能用在厕所处。

(4).雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。

注 意:雨棚和阳台的竖板现浇时,最小厚度应为80,否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时,高度900时,最小板厚120。阳台的竖板应尽量现浇,预制挡板的相交处极易裂缝。雨棚和阳台上有斜的装饰板时,板的钢筋放斜板的上面,并通过水平 挑板的下部锚入墙体圈梁(即挑板双层布筋)。两侧的封板可采用泰柏板封堵,钢筋与泰柏板的钢丝焊接,不必采用混凝土结构。挑板挑出长度大于2米时宜配置板 下构造筋,较长外露挑板(包括竖板)宜配温度筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度,尤其是挑板端部有集中荷载时。内挑板端部宜加小竖沿,防止清 扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时,雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100,顶层阳台必须设雨搭。挑板配筋应有余地,并应采用大直径大间 距钢筋,给工人以下脚的地方,防止踩弯。挑板内跨板跨度较小,跨中可能出现负弯距,应将挑板支座的负筋伸过全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上,但当钢筋 直径大于等于12时是难以施工的,应另加筋。

(5).楼梯布置。

采用X型斜线表示楼梯间,并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯,方便设计及施工,也较美观。

(6).板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高,厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。

(7).梁布置及其编号,应按层编号,如L-1-XX,1指1层,XX为梁的编号。柱布置及编号。

(8).板上开洞(厨、厕、电气及设备)洞口尺寸及其附加筋

附 加筋不必一定锚入板支座,从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋,如果洞口处板仅有正弯距,可只在板下加筋;否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用 虚线表示其范围,并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。住宅跃层楼梯在楼板上所开大洞,周边不宜加梁,应采用有限元程序计算板 的内力和配筋。板适当加厚, 洞边加暗梁。

(9).屋面上人孔、通气孔位置及详图。

(10).在平面图上不能表达清楚的细节要加剖面,可在建筑墙体剖面做法的基础上,对应画结构详图。

3. 基础平面图及详图:

(1).在柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。

(2).当基础下有防空洞或枯井等时,可做一大厚板将其跨过。

(3).混凝土基础下应做垫层。当有防水层时,应考虑防水层厚度。

(4). 建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。地下室底板,当地基承载力满足设计要求时,可不再外伸以利于防水。每隔30~40米设一后浇带, 并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用),减少地震作用对上部结构的影响。不 应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。

(5).地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础梁可取消。

(6).抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝,连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。

(7).新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍,否则应打抗滑移桩,防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时,应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。

(8).独立基础偏心不能过大,必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大,必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合,基础底板可做成梯形或台阶形,或调整挑梁两端的出挑长度。

(9).采用独立柱基时,独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求,除非此基础非常重要,但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础,方便施工。

(10).独立基础的拉梁宜通长配筋,其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高,否则底层墙体过高。

(11).底层内隔墙一般不用做基础,可将地面的混凝土垫层局部加厚。

(12).考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用,顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3),且纵向基础梁的底筋也应拉通。

(13).基础平面图上应加指北针。

(14).基础底板混凝土不宜大于C30,一是没用,二是容易出现裂缝。

(15).可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。生成的基础平面图名为JCPM.T,生成的基础详图名为JCXT?.T。

(16).基础底面积不应因地震附加力而过分加大,否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大,本末倒置。 请参照《建筑地基基础设计规范GBJ7-89》和各地方的地基基础规程。

4. 暖沟图及基础留洞图:

(1).沟盖板在遇到电线管时下降(500),室外暖沟上一般有400厚的覆土。

(2).注明暖沟两侧墙体的厚度及材料作法。暖沟较深时应验算强度。

(3).洞口大于400时应加过梁,暖沟应加通气孔。

(4).基础埋深较浅时暖沟入口底及基础留洞有可能比基础还低,此时基础应局部降低。

(5).湿陷性黄土地区或膨胀土地区暖沟做法不同于一般地区。应按湿陷性黄土地区或膨胀土地区的特殊要求设计。

(6).暖沟一般做成1200宽,1000的在维修时偏小。

5. 楼梯详图:

(1).应注意:梯梁至下面的梯板高度是否够,以免碰头,尤其是建筑入口处。

(2).梯段高度高差不宜大于20,以免易摔跤

(3).两倍的梯段高度加梯段长度约等于600。幼儿园楼梯踏步宜120高。

(4).楼梯折板、折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,折梁还应加附加箍筋

(5).楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同,注意楼梯板标高与楼面板的衔接。

(6). 楼梯梯段板计算方法:当休息平台板厚为80~100,梯段板厚100~130,梯段板跨度小于4米时,应采用1/10的计算系数,并上下配筋相同;当休息 平台板厚为80~100,梯段板厚160~200,梯段板跨度约6米左右时,应采用1/8的计算系数,板上配筋可取跨中的1/3~1/4,并且不得过大。 此两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通,并应与梯段板的配筋相应。梯段板板厚一般取1/25~1/30

跨度。

(7).注意当板式楼梯跨度大于5米时,挠度不容易满足。应注明加大反拱或增大配筋。

(8).当休息平台板为悬挑板时,其内部的楼梯梯段板负筋应大于休息平台板的板上筋,长度也应大于平台板筋。

(9).楼层处的休息平台板的配筋应与楼层板统一考虑配筋,主要是板的负筋。

6. 梁详图:

(1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋,宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点,有次梁处两侧各加三根主梁箍筋,荷载较大处详施工图。

(2).当外部梁跨度相差不大时,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时,宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽,并宜小于1/3柱宽。

(3).折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,还应加附加箍筋

(4).梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。(此条是从弹性计算角度出发)。当采用现浇板时,抗扭问题并不严重。

(5).原则上梁纵筋宜小直径小间距,有利于抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁,上、下部纵筋均应采用同直径的,尽量不在支座搭接。

(6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁,梁端支座可按简支考虑,但梁端箍筋应加密。

(7).考虑抗扭的梁,纵筋间距不应大于300和梁宽,即要求加腰筋,并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。

(8).反梁的板吊在梁底下,板荷载宜由箍筋承受,或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。

(9). 挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,难以 施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。对于大挑梁,梁的下部宜 配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。

(10).梁上开洞时,不但要计算洞口加筋,更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。

(11).梁净高大于500时,宜加腰筋,间距200,否则易出现垂直裂缝。

(12).挑梁出挑长度小于梁高时,应按牛腿计算或按深梁构造配筋。

(13).尽量避免长高比小于4的短梁,采用时箍筋应全梁加密,梁上筋通长,梁纵筋不宜过大。

(14). 扁梁宽度不必过大,只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时,梁宽对刚度影响不大,加宽一倍,挠度减小20%左右。相对来讲,增大钢筋更经 济,钢筋加大一倍,挠度减小60%左右,同时梁的上筋应大部分通长布置,以减小混凝土徐变对挠度的增大,如果上筋不小于下筋,挠度减小20%。

(15).框架梁高取1/10~1/15跨度,扁梁宽可取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。

(16).当一宽框架梁托两排间距较小的柱时,可加一刚性挑梁,两个柱支承在刚性挑梁的端头。

(17).梁宽大于350时,应采用四肢箍。

7. 柱详图:

(1).地上为圆柱时,地下部分应改为方柱,方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍,并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。

(2).原则上柱的纵筋宜大直径大间距,但间距不宜大于200。

(3).柱内埋管,由于梁的纵筋锚入柱内,一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时,可不必验算。柱内不得穿暖气管。

(4). 柱断面不宜小于450X450,混凝土不宜小于C25,否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求,不满足时应加横筋。异型柱结构,梁纵筋 一排根数不宜过多,柱端部纵筋不宜过密,否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时,应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近,不要相差太大。

(5).柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制,减小断面尺寸。

(6).尽量避免短柱,短柱箍筋应全高加密,短柱纵筋不宜过大。

(7).考虑到竖向地震作用,柱子的轴压比及配筋宜留有余地。

(8).独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时,挑梁长度应有限制。

在 用PKPM软件计算梁柱时,应尽量采用TAT或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲,第一,计算结果更接近实际受力状态,如地震力或风力是按抗侧移 刚度分配,而不是按框架的楼面从属面积,还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形,内力重分布,从框架柱出挑的挑梁配 筋将较大。第二,快速方便,三维软件整体计算,不必生成单榀框架,再人工归并,可整楼归并。第三,TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算,由于 PKPM软件计算梁时仅按矩形计算,而井式梁的断面较小,有可能超筋,此时可取出弯距再按T型梁补充计算,不必直接加大梁高。在绘制施工图时,较大直径的 钢筋连接宜用机械连接取代焊接,造价相差不大,但机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意,但一次截断的钢筋不大于50%,接头位置应错开 70d。

8. 重点注意或设计原则:

(1).抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、 刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体 系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。

(2).雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。

(3).框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。

(4).由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。

(5).出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。

(6).框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其它地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利。

(7).建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如:增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。

(8).柱子轴压比宜满足规范要求。

(9).当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。

(10).过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。

(11).电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。

(12).构件不得向电梯井内伸出, 否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱。

(13).验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。

(14). 当地下水位很高时,暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时,混凝土应抗渗,等级S6或S8,混凝土等级应大 于等于C25,混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法,一般加金属止水片,较薄的混凝土墙做企口较难。

(15).采用扁梁时,应注意验算变形。

(16).突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内,并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。

(17).等基底附加压力时基础沉降并不同。

(18).应避免将大梁穿过较大房间,在住宅中严禁梁穿房间。

(19).当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚,并双层配筋。

(20).较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。

(21).挑梁、板的上部筋,伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时,因钢筋上部均为保护层,应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。

9.常用轻隔墙(加气块或陶粒)自重(含双面抹灰):

150墙:1.66,200墙:1.98,250墙:2.30,300墙:2.62 KN/M2。泰柏板:1.10 KN/M2。

10.关于降水问题:

当有地下水时,应在图纸上注明采取降水措施,并采取措施防止周围建筑及构筑物因降水不能正常使用(开裂及下沉),及何时才能停止降水(通过抗浮计算决定)。

11. 进行框架结构设计时,设计人员还应掌握如下设计规范:

建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法,设计出经济合理的结构体系。

12. 关于绘图:

(1).一般钢筋粗线宽度为.45, 距边界线1,圆点直径为.6。

(2).应注意墙身剖面、连梁剖面、墙出挑梁的水平筋位置。

(3).注意一、二级钢是否加弯钩,二级钢的断点一般不加45度直钩,除非不能表达清楚。

(4).字高应为2.5,3.5,5,7,10,14, 高宽比:0.8。在图面中,一般英文字高取2.5或3.5, 汉字取3.5或5,在说明处多用7。当多个数字一样时,个数在前,如11X280=3080。