1、浅析结构设计中容易出现的若干问题【摘要】近年来，我国经济发展强劲，综合国力和国际竞争力日益提高。加入 WTO 后，中国已经成为全球瞩目的投资首选地和全球最大的建筑工地。因此，对设计图纸的质量及速度提高了要求。然而，目前的情况是客观条件不好，往往不能保证有合理的设计期限，造成设计过程过于仓促，给我们建筑设计专业造成一定的困难。因此，对我们而言，最好的办法是自我完善，交出一份符合规范、质量一流的设计图纸。综合本人和同事多年从事结构设计时容易出现的错漏，本人对其进行了较全面的概括和分析，供大家学习探讨。 【关键词】结构计算基础砌体结构钢筋砼结构钢结构 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号
2、： 一、 结构计算 1荷载取值中常遇问题。 A) 风荷载问题，根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002 第 3.2.2 条及条文说明，一般情况下房屋高度大于 60m 的高层建筑可按 100 年一遇的风压值采用。 B) 关于书库、档案库的活荷载表中的数值是书架 2m 时的取值，当书架的高度大于 2m 时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于 2.5KN/m2确定。 C) 汽车通道及停车库活荷载：消防车单向板时为 35KN/m2，不全是20KN/m2。注意柱网尺寸不小于 6mx6m。 2确定抗震等级时忽视主体与裙房之间有无设缝，笼统按高层部分来定抗震等级。当高层部分与裙房之间不设缝时，应按高层
3、部分来定抗震等级；当两者之间设有缝时，高层和裙房应按各自的情况确定抗震等级。 地下室的抗震等级：应按建筑抗震设计规范 （GB 500112001）6.1.3 条或高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ32002）4.8.5 条，既：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时（应满足建筑抗震设计规范6.1.14 条） ，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低。 3平面不规则的结构需进行耦联计算，框-剪结构、框架-核心筒结构、框支剪力墙结构中框架柱的地震剪力应按高规进行框架总剪力的调整。 4选择正确的
4、振型数才满足有效质量系数的要求。 5扭转不规则的建筑，应考虑偶然偏心的地震作用，严格控制楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值在规范允许的要求之内。 6选用标准图的标准构件时必需进行必要的验算。特别选用悬挑构件时，必须判断其抗倾覆荷载是否能满足被套用的构件。 7混凝土容重应考虑建筑抹面，一般取值 26.5-28KN/m3。 8地下室外墙抗弯计算时，设计中荷载分项系数取错。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。 9地下室底
5、板在水位较高时，根据荷载规范强度计算时，板、覆土的自重对结构有利，板、覆土的自重的荷载分项系数应取 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。 10地下防水混凝土结构未进行裂缝计算。应满足地下工程防水技术规范第 4.1.6 条裂缝宽度不得大于 0.2mm 的要求。 11设计梁、墙、柱及基础时，活荷载应根据荷载规范要求进行折减，特别注意办公楼及商业用房不得折减。 12框架及框架-剪力墙等结构，由于填充墙的存在，结构的实际刚度大于计算刚度，应根据实际情况进行周期折减。设计时应进行正确的周期折减。 对砌体填充墙较多，应根据高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ32002）第 3.
6、3.17 条确定。框架结构可取 0.60.7；框架-剪力墙结构可取 0.70.8。剪力墙可取 0.91.0。当填充墙较少时，根据全国民用建筑工程设计技术措施/结构P204 框架结构可取 0.70.8；框架-剪力墙结构可取 0.80.9。剪力墙可取 1.0。 13顶层装饰物（包括高女儿墙）在抗震地区应该进行抗震计算，并采取抗震构造措施。 14高层建筑中，一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于 15 度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。 15关于结构计算，应当注意计算机出来的数值的正确性。 二、下部结构 1基础方案选择不妥时
7、不是产生不安全就会产生浪费，特别是复合地基应注明持力层要求，置换率的选择，水泥土搅拌桩的合理复喷长度，垫层厚度的选择要求等等能做天然地基，就不做桩基，桩基应针对地质状况选择合理桩型。在基础选用中应结合地基和上部结构的情况，对基础之间设拉结，如独立柱基之间或与条基，筏基之间应加强不要忽略。 2由于没弄不清楚地质报告提供的是特征值，故而将特征值充当设计值使用，故而大大增加了用桩量，还好，在图审时就消除了此类问题。因此，一定把握住详细阅读地质报告，合理选用桩的承载值。 3地基反梁计算常会在大洞口下及桩在大洞口下时梁配筋不足。 4在桩基础中，特别是有大承台的基础中，由于大承台的原因，连接基础承台的地梁
8、的有效跨度大大减小，因此地梁配筋的合理取值也很重要，可以减少不必要的浪费。 5地下工程防水混凝土底板混凝土垫层不满足地下工程防水技术规范要求。应按地下工程防水技术规范要求不应小于 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。 6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根据纵向钢筋搭接接头面积百分率修正搭接长度的要求。 7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。 8地下水位较高时，应特别注意只
9、有地下室部分和地面上楼层不多时的抗浮验算，并采取可靠的抗浮措施。 9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。 10防潮层以下墙体采用水泥砂浆时应注意验算其强度。 （因为水泥砂浆对砌体强度的折减） 。 11柱基高度应满足柱纵向钢筋的锚固长度要求。 12墙下条形基础相交处，不应重复计入基础面积。 13地下室墙的门（窗）洞口应按计算设置基础梁或暗梁。 14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。 15独立柱基、条基、桩基等混凝土的强度等级不能满足相应环境类别混凝土耐久性的要求。 16大直径灌注桩侧阻力尺寸效
10、应系数及端阻力尺寸效应系数应按建筑桩基技术规范JGJ9494 中的 5.2.9 条取用。 17考虑桩侧土的孔隙水压力在打桩的时候瞬时提高，可以用 1.0的设计值来打桩，打桩时采用双控，要求进入持力层 2 米，进入持力层后,如果还不能达到极限值也可以停止再压。对于沙土,因其孔隙水压力消散速度快，而且打桩时产生桩头的挤密效应在桩身受到扰动的时候容易消失,所以沙士压桩后期的提高不多。 18建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应验算其稳定性。19基础设计中，单凭按竖向荷载作用进行承台设计是不够的，还应增加弯矩和 剪力。 20抗拔桩设计时，桩身配筋量仅按强度要求进行计算，缺少裂缝宽度验算，按裂缝宽度
11、控制计算 结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量，在设计中往往缺抗拔桩静载试验及其配筋做法等要求说明。有抗拔要求的承台按一般桩基受压的承台进行配筋，承台顶部受拉区未配筋，筏基基础梁或地下室底板梁的受力方向与一般楼屋面梁板不同，其梁配筋设计也采用平法表示但未附加图示说明，存在安全隐患。 21目前建筑工程大量采用截面尺寸较小的预应力管桩，且在多层建筑中采用单柱单桩或一柱两桩基础，柱底弯矩由基础梁和桩共同承受。单柱单桩或垂直于两桩连线方向的基础梁设计中，未考虑平衡该方向柱脚在水平风荷载或地震作用下所产生弯矩因素，基础梁两端箍筋未按框架梁抗震构造要求设置箍筋加密区，基础梁的上下主筋在桩台内锚固长度与
12、构造做法要求未加说明。桩身考虑承受上部结构传来的弯矩作用时也未进行抗弯承载力计算，存在着抗震薄弱环节，给工程留下潜在的隐患。 22浅基础施工图中经常未注明基槽开挖后应进行基槽检验的要求，桩基础施工图中经常未注明桩端持力层检验、施工完成后的工程桩进行竖向承载力检验的要求。 23天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层，应进行沉降和软弱下卧层地基承载力验算。 24压实填土地基处理问题，有的工程处于部分挖方、部分填方地段，填方地段采用压实填土人工处理地基，其压实填土地基的填料、施工、压实填土的范围以及压实填土地基检验等均应提出具体要求说明，以及应注明压实填土的密实度要求和地基承载力特征值
13、要求。 三、上部结构 （一） 砌体结构 1注意纵、横墙不能过少。 2女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于 4 米。 3五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于 6 米的墙、柱所采用的材料的最低强度等级为：砖采用 MU10；砌块采用 MU7.5；石材采用 MU30；砂浆采用 M5。 4挑梁设计除应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010 的有关规定外，还应该满足下列要求：（1）纵向受力钢筋至少应有 1/2 的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于 2 根 12。其余钢筋伸入支座的长度不应小于 2/3 倍的挑梁埋入砌体长度。 （2）挑梁埋入砌体长度与挑出长度之比宜大于 1.2；当挑梁上无砌体时
14、候，其比值宜大于 2。 5砌体结构应注明施工质量控制等级。 6严禁采用实心粘土砖。 7多层砌体结构，在抗震设防地区，楼板面有高差时，其高差不应超过一个梁高，超过时，应将错层当两个楼层计入房屋的总层数中。 当错层楼盖高差不大于 1/4 层高且不大于 700mm，错层交界的墙体，除两侧楼盖处圈梁照常设置外，还应沿墙长每隔不大于 2m 设一根构造柱。 8在抗震设防区，多层砌体房屋不应设转角窗。 9托墙梁侧向腰筋应满足建筑抗震设计规范GB50011-2001 7.5.4(3)条。即：沿梁高应设腰筋，数量不应少于 214，间距不应大于200mm。 10对小墙垛和梁端支承处应验算砌体的局部承压。 11挑梁
15、外露部分与墙内部分标高不同时应注意梁在折角处的宽度及钢筋的锚固。 12在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采用时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时，其孔洞应采用强度等级不低于 Cb20 的混凝土灌实。 13砌体结构的大梁（跨度大于 6 米） ，当梁跨度超过规定数值时，其支承处应采取措施。 14外凸窗台板应验算抗倾覆。 15坡地上多层砌体房屋的层数和总高度，结构每层楼板与山体没有可靠的锚固、连接时，室外地坪应从低 处计算。 （二） 钢筋混凝土结构 1框架上立柱如承上层梁板时构造宜按框支梁。 2框架短柱（指剪跨比不大于 2 的框架柱，现有大部分计算软件未提供剪跨
16、比计算结果，现仍按框架柱的净高是否大于柱截面高度的 4 倍判断）应全高加密箍筋； 3框架梁梁跨相差较大（大、小跨）时，应根据弯矩包络图设计，有时小跨的负钢筋要通长设，这一点，本人在以前的设计中确实是重视不够。 4抗震设计的框架梁、框支梁均应设箍筋加密区。 5抗震设计时,以下情况抗震等级应提高：短肢剪力墙抗震等级；部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在 3 层及 3 层以上时的框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级；带加强层高层建筑结构的加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级；错层高层建筑，错层处的框架柱和剪力墙的抗震等级；连体高层建筑，连接体与连接体相邻的结构构件的抗震等级。以上提高
17、原抗震等级为特一级则不再提高。 6框支剪力墙结构，应注意转换层上、下结构侧向刚度比符不符合要求。 7框架梁搭在剪力墙时，梁纵向钢筋平直段的锚固长度应满足要求。8悬挑板厚度超过相近房间板厚时，应验算房间板的强度。 9大跨度的梁、板应进行挠度、裂缝计算。 10框架梁高小于 400 时加密区箍筋间距偏大（不应小于梁高的四分之一） 。 11抗震设计时，不应采用部分砌体墙承重部分框架的混合形式；框架结构中楼、电梯间及局部出屋面的电梯机房、水箱间等均应采用框架承重，不得采用砌体墙承重；雨篷等构件应从承重梁、柱上挑出，不得从填充墙上挑出；楼梯梁和夹层梁等应支承在混凝土柱上，不得支承在填充墙上。 12单层钢筋
18、混凝土柱厂房：厂房的同一结构单元内，不应采用不同的结构型式；厂房端部应设屋架，不应采用山墙承重；厂房单元内不应采用横墙和排架混合承重。 13内折角梁，纵筋宜在受压区锚固，见混凝土结构设计规范GB500102002 第 10.2.14 条。 14准确判断房屋的高度、高宽比及结构平面的规则性。 15剪力墙结构中，连梁注意高大于 700mm 时，两侧沿梁高腰筋d10mm，跨高比不大于 2.5 时，两侧腰筋面积配筋率0.3%。 16高规第 8.1.3 条规定：框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50%时，其框架部分的抗震等级应按框架结构采用，其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。 17根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002 第 10.2.4 条：底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的 1/8 二者的较大值。 （三） 钢结构 1准确设置柱间支撑和隅撑。
