土建建筑结构设计中若干问题初探.doc

1、土建建筑结构设计中若干问题初探摘要：随着我国经济的不断提升，促使高层建筑得以快速发展，本文就地基的处理和基础设计进行的讨论。总结了一些要在结构设计过程要注意的问题。 关键词：土建建筑；结构设计；地基 Abstract: with the improving of the our country economy, and to promote the rapid development of high buildings, this paper foundation processing and basic design to the discussion. Summarizes some to

2、 the structure design of the process to watch for. Keywords: civil building construction; Structure design; foundation 中图分类号： TU3 文献标识码：A 文章编号： 随着国民经济的不断发展，建筑业不但得到了快速发展，且取得了巨大的成就。近年来我国建筑业取得了辉煌成绩。大家也越来越关注建筑业，也更加关心建筑的前提基础建筑结构设计。结构设计中相当部分构件的设置，规范仅给出了最低限值或建议取值，实际设计过程中各人的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。还有部分是属于概念设计的范

3、畴，尤其值得我们一起探讨。 1 地基与基础设计 地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。 在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本地基基础设计规范无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性白勺“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和

4、准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。 目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用 400 预应力管桩，可选桩长有桩长 25m，单桩承载力特征值 Ra=900KN，桩长 34m，单桩承载力特征值 Ra=1300KN。采用25m 桩需要 290 根，采用 34m 桩需要 200 根。从桩本身比较两种方案，总的桩延米数量相当，但采用 25m 桩为满樘布置，筏板厚

5、需 1200mm，而采用 34m 桩为墙下布置，筏板可减至 900mm，经济性明显。因此，笔者认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲切，角桩冲切，墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板长度的设置也须我们研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达 100m 以上，中间就设置几条后浇带，也没有其他措施，本人认为是不妥当的。 2 结构计算与分析 21 结构整体计算的软件选择 目前比较通用的计算

6、软件有：SATWE、TAT、TBSA 或 ETABS、SAP 等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以。在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。 22 是否需要地震力放大 考虑建筑隔墙等对自振周期的影响，该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中

7、根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下建筑结构计算自振周期折减系数。 23 振型数目是否足够 在新规范中增加一个振型参与系数的概念，理措施进行设计。并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。 24 多塔之间各地震周期的互相干扰。是否需要分开计算 一段时间以来，大底盘，多塔楼的建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的

8、问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。 25 非结构构件的计算与设计 在建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处。 3 关于板面设置温度应力筋 混凝土结构设计规范GB500102002 第 1019 条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取为 150200mm，并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上

9、下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于 01。对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋，而对于超长结构，则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异，功能重要的区域设置，有条件的建设子项设置，而不必过于强调。另外有一点，当地下室筏板厚度大于 1200mm 时，笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力，配筋量笔者建议取 12 筏板厚的 01，且不小于 12200。 4 关于梁筏基础板筋位置 弹性梁筏基础，由于底板受向上的反向力，设计

10、人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋的影响，导致施工中板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松，我院地下工程说明中规定底板面筋应有一半钢筋经斜折后放置在支承基础梁主筋下面，伸入梁内不小于 15d，这是合理的。 5 关于强柱弱梁的设计理念 强柱弱粱的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此柱较之梁破坏的损害更大，当前我们的经济已高速发展，我们设计人员在设计中一定

11、要将这一概念设计贯彻下去。其一必须严格控制柱轴压比，我们目前的计算均是基于小震下进行的，如果小震下柱子轴压比过高，则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力(有文章研究表明约增加 30)，则柱子根本不可能有这点安全储备，在大震即会破坏，那又何谈大震不倒呢？笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过 09，且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于 1。所有框架柱，不包括小截面柱，笔者建议纵筋均应大于2O，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋，而支座筋则可通过调幅让其适当降低，以使地震

12、作用下能形成梁铰机制，防止柱先于梁屈服，使梁端能首先产生塑性铰，保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。 6 关于保护层和垫层厚度 地下工程防水技术规范(GB501082001)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 02mm，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

13、层和混凝土垫层及强度等级应按规范加注(GB501082001 第 416 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 GB501082001 第 416 条；柱保护层 25ram， 违反GB500102002 第 921 条；地下室垫层采用 C1O 混凝土，或底板下未做混凝土垫层，违反 GB501082001 第 415 条和第 415 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 GB500102002 第 921 条等。 7 结束语 以上几点是对设计中经常出现的几个问题的理解。在今后的设计过程中，应以规范为依据，不断总结，使我们的设计更经济合理。