引論：我們?yōu)槟砹?3篇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問答及分析范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
Key Words: civil building structural design principle of the new situation
中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
民用建筑工程與人們的生產(chǎn)、生活緊密相連，對(duì)其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作在整個(gè)民用建筑工程中有十分重要的作用。民用建筑的設(shè)計(jì)工作既繁重，又承擔(dān)著巨大的責(zé)任，并直接影響著建筑物本身的經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性和耐久性。民用建筑設(shè)計(jì)的對(duì)象是以居住為主要功能的建筑。民用建筑設(shè)計(jì)在當(dāng)今社會(huì)中，秉承著“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)還要求設(shè)計(jì)者能在設(shè)計(jì)方法上不斷創(chuàng)新，在設(shè)計(jì)思路上拓展得更寬。
一、結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計(jì)是指通過地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體效應(yīng)來(lái)有效地解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的基本問題，具體包括分析建筑結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和過程。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的整體布局，更不能忽略那些關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，這樣，才能從根源上提高建筑結(jié)構(gòu)的總體抗震能力。
二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題――不容樂觀的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)審查
通過筆者對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件審查工作的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)數(shù)百個(gè)設(shè)計(jì)工程，諸如北京、上海等省市地區(qū)的設(shè)計(jì)單位（其中包括很多大型甲級(jí)設(shè)計(jì)單位），得出目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)的布置、結(jié)構(gòu)的體系、結(jié)構(gòu)的計(jì)算、電算的總信息、地基的基礎(chǔ)方案、荷載的取值、鋼筋混凝土的構(gòu)造等方面存在著諸多問題，構(gòu)件或配筋經(jīng)常少于計(jì)算值所得，從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，沒有一個(gè)工程在進(jìn)行電算總信息時(shí)是完全正確的。這對(duì)于施工設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，后果是不可估量的，很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都需要整改才能夠進(jìn)行施工。
目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的市場(chǎng)十分混亂，普遍出現(xiàn)大量行賄索賄、掛靠設(shè)計(jì)、業(yè)余設(shè)計(jì)、壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象。設(shè)計(jì)周期嚴(yán)重短于國(guó)家明文規(guī)定更是司空見慣的現(xiàn)象。特別是20世紀(jì)80年代之后成立的中小型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位以及縣級(jí)的施工圖的審查機(jī)構(gòu)，因設(shè)計(jì)或?qū)彶榈娜藛T配備不充足、缺乏相應(yīng)完善的管理制度、審查制度以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)和審查方面存在很大的質(zhì)量問題。很多大型的工程在進(jìn)行施工圖審查時(shí)，一次合格率相當(dāng)?shù)拖拢踔恋陀?0%，近乎違反一千多條強(qiáng)制性條文，存在重大的質(zhì)量問題。
（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，存在較大安全隱患，不能按照按照建筑的抗震設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。不按照規(guī)定進(jìn)行荷載的取值計(jì)算現(xiàn)象十分嚴(yán)重，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算書之間存在明顯的不符，計(jì)算結(jié)果超過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度本身，嚴(yán)重威脅建筑物的質(zhì)量。
（二）設(shè)計(jì)深度不合規(guī)定
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙存在著偷工減料的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)粗糙，缺少應(yīng)有的配套系統(tǒng)圖及大樣圖，細(xì)節(jié)模糊，忽視重要的參數(shù)或安全等級(jí)，責(zé)任推諉。這些都源于設(shè)計(jì)人員對(duì)于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不重視，自身學(xué)識(shí)不夠，生搬硬套，缺乏正確的運(yùn)算和經(jīng)驗(yàn)。
（三）結(jié)構(gòu)計(jì)算不嚴(yán)謹(jǐn)
民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在計(jì)算上存在的問題主要有以下三個(gè)方面：
荷載取值不當(dāng)。
多層框架的民用建筑采用獨(dú)立基礎(chǔ)，如果地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層，當(dāng)建筑物高度低于八層且在25米以下，盡管不用驗(yàn)算其地基的抗震承載能力，但是還是應(yīng)該考慮風(fēng)荷載的作用。
2.驗(yàn)算底框砌體不當(dāng)。
3.結(jié)構(gòu)周期的折減系數(shù)。
一般而言，實(shí)際的剛度比計(jì)算時(shí)大，實(shí)際的周期比計(jì)算時(shí)小，所以計(jì)算地震承載力一般要小，這是結(jié)構(gòu)存在安全隱患的因素之一，計(jì)算周期時(shí)的折減就顯得尤為重要。
（四）構(gòu)造設(shè)計(jì)不恰當(dāng)
地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題和框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)常出現(xiàn)的重要問題。不恰當(dāng)?shù)倪x用柱基類型，加上不當(dāng)?shù)氖┕げ僮鳎粌H會(huì)給施工質(zhì)量的完成帶來(lái)影響，還會(huì)對(duì)周圍施工的環(huán)境造成損毀。
（五）材料選用和結(jié)構(gòu)體系不合理
選用材料、結(jié)構(gòu)體系對(duì)于工程技術(shù)人員是重要的工程要素。尤其體現(xiàn)在高層民用建筑上，根據(jù)我國(guó)建筑鋼材的分類，民用高層建筑在選材上應(yīng)盡量使用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)等，以減少柱基斷面的尺寸、提高防震效果。
規(guī)則性差、抗震機(jī)構(gòu)不合理、樓層錯(cuò)層是民用建筑工程中常出現(xiàn)的問題。根據(jù)我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于抗震方面的設(shè)計(jì)要求，一般對(duì)于高層結(jié)構(gòu)盡量不使用復(fù)雜結(jié)構(gòu)。避免樓板開洞過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不規(guī)則，從而影響結(jié)構(gòu)的抗震效果。
很多實(shí)際的建筑工程中都出現(xiàn)了規(guī)則性差以及抗震結(jié)構(gòu)不利等現(xiàn)象，還有就是樓層出現(xiàn)錯(cuò)層的問題。如果在高層的建筑中出現(xiàn)大范圍的錯(cuò)層，那么樓板的連續(xù)性則會(huì)出現(xiàn)問題，這種結(jié)構(gòu)一旦形成對(duì)于抗震是非常不利的。此外，一些民用的高層建筑存在薄弱層可是又沒有補(bǔ)救的抗震措施。按照我國(guó)對(duì)于高層建筑中抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，一般高層結(jié)構(gòu)是不能采用兩種或者兩種以上的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。而樓板開洞過大也會(huì)造成結(jié)構(gòu)的不規(guī)則，影響結(jié)構(gòu)的抗震效果。
三、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的基本原則是：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、符合規(guī)范、施工方便。
（一）安全可靠，規(guī)范施工
設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量規(guī)范自己的行為，使民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)荷載、剛度、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、計(jì)算、布置等方面的設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要做到不違反政府出臺(tái)的相關(guān)強(qiáng)制性條文，還應(yīng)該尊重細(xì)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)章制度。
（二）經(jīng)濟(jì)合理
民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要符合安全可靠的原則，還應(yīng)該考慮到經(jīng)濟(jì)合理的原則，不能過度浪費(fèi)，保證在正常的施工條件下，施工建筑按照我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)，確保工程安全順利開展。
（三）施工方便
進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要遵守方便施工的原則。例如：不可使混凝土強(qiáng)度和等級(jí)的種類過多，這樣不僅影響施工造價(jià)，而且對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。所以在一個(gè)構(gòu)件內(nèi)配筋不應(yīng)太復(fù)雜，注意鋼筋的根數(shù)和直徑的種類不應(yīng)太多。
四、建筑結(jié)構(gòu)新技術(shù)的發(fā)展
（一）民用建筑中鋼結(jié)構(gòu)的推廣
我國(guó)鋼鐵工業(yè)的蓬勃發(fā)展，為民用建筑行業(yè)的發(fā)展提供了極好的發(fā)展機(jī)遇。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)與以往的混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)相比較而言，具有以下三個(gè)特點(diǎn)：
1.鋼材強(qiáng)度高
由于鋼材的強(qiáng)度相對(duì)較高的特點(diǎn)，民用建筑設(shè)計(jì)方便于采用大開間的布置。但是混凝土結(jié)構(gòu)以及磚混結(jié)構(gòu)因材料性質(zhì)的限制，影響了空間的自由布置。如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)跨度過大的情況，就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件尺寸的加大，不僅影響了美觀，更加增大了結(jié)構(gòu)自重，使造價(jià)相應(yīng)增加。
2.綜合經(jīng)濟(jì)效益好
由于考慮到鋼結(jié)構(gòu)體系能夠?qū)γ裼媒ㄖa(chǎn)生極好的綜合經(jīng)濟(jì)效益，在民用建筑工程中積極推廣鋼結(jié)構(gòu)。民用建筑中的鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕的特點(diǎn)（相對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)，是其自重的65%），減少了石土沙的使用量，更加適用于軟弱地基。即使應(yīng)用于其他的地基條件，同樣有利于減少基礎(chǔ)造價(jià)。
另外，在民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的施工周期較短，可以加快資金周轉(zhuǎn)，大大提高民用建筑投資方面的效益。
最后，基于鋼結(jié)構(gòu)建筑較高的性價(jià)比，不僅僅有利于環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，還有利于建筑行業(yè)更快的適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，具有發(fā)展前途，可以帶動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)以及新型材料產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。
（二）短肢剪力墻倍受青睞
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)吸收了傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)點(diǎn)，利用隔墻位置的靈活布置，提供較多的選擇方案，有利于克服傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的一些缺點(diǎn)，得到廣大設(shè)計(jì)師、開發(fā)商和用戶的青睞。
（三）預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用
預(yù)應(yīng)力混凝土的大板結(jié)構(gòu)是指在柱和柱之間布明梁，樓板使用預(yù)應(yīng)力大板，并在預(yù)應(yīng)力大板上面直接布置隔墻的結(jié)構(gòu)體系。隨著這項(xiàng)技術(shù)的成熟，有利于施工成本的減少，平面設(shè)計(jì)更加靈活，便于二次裝修改造，滿足住戶的個(gè)性要求。
總結(jié)：民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，這不僅要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要嚴(yán)格計(jì)算每個(gè)構(gòu)件，掌握每一個(gè)要點(diǎn)；還要求他們?cè)趯?duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀和細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照國(guó)家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)及性能設(shè)計(jì)，以提高我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而使我國(guó)建筑質(zhì)量有質(zhì)的飛躍。
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篇2
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常面臨特殊問題需要特別處理，比如樁基先行的設(shè)計(jì)方法。“樁基先行”即是指在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中樁基先行設(shè)計(jì)，其他部分施工圖再后續(xù)配合完善出圖的情況。“樁基先行”的設(shè)計(jì)，在一定程度上不利于最大限度地控制成本，也可能導(dǎo)致各方面細(xì)節(jié)配合的不到位，出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的情況，然而“樁基先行”又可以較大程度地節(jié)省工期，對(duì)于建設(shè)單位時(shí)間意味著經(jīng)濟(jì)效益。因此“樁基先行”在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是確實(shí)存在的一個(gè)情況，本文將以項(xiàng)目實(shí)例（福州貴安某高層住宅）為分析對(duì)象，分析“樁基先行”的利與弊及其在實(shí)際施工操作中的可行性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中“樁基先行”的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行淺簡(jiǎn)的探討與思考。
一、實(shí)例項(xiàng)目的簡(jiǎn)要工程概況
（一）實(shí)例項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目位于福州市連江縣潘渡鄉(xiāng)，基地交通便利，該項(xiàng)目規(guī)劃用地包括經(jīng)營(yíng)性房地產(chǎn)用地、商業(yè)金融用地、旅游文化服務(wù)用地以及其它用地。地塊占地面積77701.01m2，由22棟住宅樓、13棟商業(yè)樓及純地下車庫(kù)組成，總建筑面積231643m2，其中住宅樓地下一層與純地下車庫(kù)相連通，商業(yè)樓沿小區(qū)規(guī)劃道路而建。本文主要介紹20#樓的樁基設(shè)計(jì)。20#樓地上32層，其中一~三十二層均為住宅。地下一層為停車庫(kù)、設(shè)備用房等。具體剖面見20#樓1-1剖圖（如圖1）。該樓屬于A級(jí)高度的高層建筑。
（二）實(shí)例項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)
1、地質(zhì)概況。本工程地表下30米內(nèi)的土層主要有5層(如圖2)，從上到下依次為殘積土、全風(fēng)化凝灰?guī)r、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r、中風(fēng)化凝灰?guī)r。本工程建設(shè)不受地下水影響，可不考慮地下水的腐蝕性。
2、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。本工程建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類），結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年，上部結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)；工程抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，結(jié)構(gòu)阻尼比在多遇地震作用下的彈性分析時(shí)取0.05，地震影響系數(shù)最大值為0.04；場(chǎng)地類別為2類，場(chǎng)地特征周期為Tg=0.45s。本工程基本風(fēng)壓按照50年重現(xiàn)期取值，為0.80 kN/m2，地面粗糙度類別為B類。
二、“樁基先行”設(shè)計(jì)方法的利弊與可行性
（一）“樁基先行”設(shè)計(jì)方法的弊處
1、不利于最大限度地控制成本。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果樁基先行設(shè)計(jì)，其他部分施工圖再后續(xù)配合完善出圖，如果單從最大限度節(jié)約成本的角度上，是不太可取的。因?yàn)闃痘O(shè)計(jì)時(shí)，專業(yè)間配合尚處于不是非常完善的程度，后面伴隨著或多或少的調(diào)整，從這個(gè)意義上，樁基設(shè)計(jì)時(shí)承載力適當(dāng)富余是勢(shì)在必行的，畢竟結(jié)構(gòu)整體安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的底線。所以說(shuō)樁基先行設(shè)計(jì)在一定程度上不利于最大限度地控制成本。
2、不利于各專業(yè)配合，可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)不合理。正常情況下，施工圖設(shè)計(jì)是個(gè)各專業(yè)往返提資配合，最終協(xié)調(diào)到位并出圖的過程。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)的門檻和要求也變得越來(lái)越高，大方向確定的前提下，建筑細(xì)節(jié)變得尤為重要。而建筑細(xì)節(jié)的合理設(shè)計(jì)，正是這么一個(gè)慢慢磨合、協(xié)調(diào)甚至妥協(xié)的過程。樁基先行設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)里，通常只是結(jié)構(gòu)專業(yè)打頭陣，其他各專業(yè)很難介入較深，由此較容易造成各方面細(xì)節(jié)配合的不到位，造成設(shè)計(jì)的不合理情況的出現(xiàn)。
（二）“樁基先行”設(shè)計(jì)方法的益處
1、可以較大程度地節(jié)省工期。樁基先行設(shè)計(jì)最為突出的優(yōu)勢(shì)就是可以較大程度地節(jié)省工期。畢竟施工圖設(shè)計(jì)的整個(gè)周期少則一兩個(gè)月，多則三五個(gè)月甚至以上，而時(shí)間通常意味著經(jīng)濟(jì)效益，也往往是建設(shè)單位最為注重的方面。樁基施工通常是個(gè)冗長(zhǎng)的過程，按照統(tǒng)籌方法，施工圖設(shè)計(jì)深化的幾個(gè)月時(shí)間，用來(lái)施工樁基，自然是較佳的選擇。
（三）“樁基先行”設(shè)計(jì)方法的可行性
從上述利弊分析可以得知，在地質(zhì)勘察報(bào)告通過施工圖審查單位審查，建筑專業(yè)平立面達(dá)到初步設(shè)計(jì)（或以上）深度，設(shè)備專業(yè)基本配合完畢的情況下，樁基先行設(shè)計(jì)是可行的，對(duì)注重工期的建設(shè)單位而言，更是至關(guān)重要。
三、“樁基先行”設(shè)計(jì)方法的步驟
1.確定結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)
根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及相關(guān)規(guī)范，確定科學(xué)可行的結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)。
2.試算
確定好結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)之后，接下來(lái)較為重要的環(huán)節(jié)就是試算，用以確定結(jié)構(gòu)體系。唯有結(jié)構(gòu)體系完全確定下來(lái)，樁基設(shè)計(jì)才能隨之進(jìn)行，有序展開。對(duì)于本工程這種普通住宅而言，很大程度上，剪力墻的合理布置（須基本做到不對(duì)建筑的使用功能產(chǎn)生不良影響、不影響建筑立面效果、墻柱面積與建筑面積的比值基本在合理經(jīng)濟(jì)的范圍內(nèi)等等）即意味著結(jié)構(gòu)體系的初步確定。還有一些重要的細(xì)節(jié)，必須在這一個(gè)環(huán)節(jié)得以確認(rèn)，否則很有可能引起后期的返工、修改，如梁、板、墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)分層變化、各非標(biāo)準(zhǔn)層的計(jì)算層高、地下室周邊覆土情況、屋面以及電梯機(jī)房屋面的大概布置情況等等。
3.深化配合
對(duì)于普通高層住宅而言，樁基先行設(shè)計(jì)階段中的結(jié)構(gòu)專業(yè)深化配合，一般是指標(biāo)準(zhǔn)層要完全細(xì)化到位。建筑方案達(dá)到擴(kuò)初（或以上）深度的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)層平面基本上已經(jīng)確定。此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)層的細(xì)化工作即可隨之開展。荷載細(xì)化自然是至關(guān)重要的一方面，其他關(guān)鍵的細(xì)節(jié)在于剪力墻墻厚（影響使用空間），墻肢長(zhǎng)度（影響門窗寬度或者地下車位使用），外圈梁高（影響立面造型以及結(jié)構(gòu)電算位移）等等。
4.預(yù)留一定富余量
如前文所說(shuō)，結(jié)構(gòu)整體安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的底線，所以在建筑專業(yè)圖紙尚未完全完善的階段，既要先行設(shè)計(jì)樁基，又要在大的結(jié)構(gòu)體系確定、不動(dòng)搖的情況下，將結(jié)構(gòu)各方面荷載考慮周全，確保后期施工圖設(shè)計(jì)的時(shí)候不出現(xiàn)大范圍增加以至于影響樁基安全度，則是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師很大的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。
以本工程為例，建筑提資圖紙深度略有不足，立面線腳、屋面、機(jī)房屋面均未完全深化設(shè)計(jì)。故在樁基設(shè)計(jì)時(shí)，本人大概估算了并預(yù)留了整棟樓周圈線腳的總重量（約為30KN/m），考慮了大屋面、電梯機(jī)房屋面找坡荷載【1.5 KN/㎡（跨度≤3m）；2.0 KN/㎡（3m＜跨度≤5）；2.5 KN/㎡（5m＜跨度≤7m】、電梯吊鉤荷載，充分考慮了地下室頂板周邊結(jié)構(gòu)布置情況（因建筑地下室無(wú)法提資到位，故暫按周邊均為9m跨度的頂板代入結(jié)構(gòu)參與計(jì)算）做到了不疏忽、不遺漏、不浪費(fèi)，確保了施工圖階段的建筑調(diào)整不會(huì)影響結(jié)構(gòu)樁基的安全儲(chǔ)備，使后期設(shè)計(jì)保持了一定的彈性。事實(shí)證明，也唯有正確、周到地考慮好這一切，并嚴(yán)格地執(zhí)行，才可能做好樁基設(shè)計(jì)工作。
四、“樁基先行”設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)的后期比較
本工程于2012年1月順利通過樁基施工圖審查，并于3月份通過全部施工圖審查。相比之下，建設(shè)單位比正常流程（全套施工圖設(shè)計(jì)——審查通過——樁基施工）多獲得了兩個(gè)月的寶貴時(shí)間，由此也收獲了較為客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
為了確保前期樁基設(shè)計(jì)的安全，本工程在施工圖設(shè)計(jì)階段的末段，對(duì)之前已出圖的樁基進(jìn)行了復(fù)核，原樁基均滿足設(shè)計(jì)要求，且最終的剪力墻墻下內(nèi)力均與樁基設(shè)計(jì)時(shí)偏差較小（約2%~3%）。由此可知，樁基先行設(shè)計(jì)方案是可行的，設(shè)計(jì)也較為合理。
通過上述對(duì)項(xiàng)目實(shí)例（福州貴安某高層住宅）的具體分析，本文認(rèn)為“樁基先行”的設(shè)計(jì)方案存在利與弊，但在現(xiàn)實(shí)施工操作中，只要按照嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的設(shè)計(jì)步驟，將結(jié)構(gòu)各方面荷載考慮周全，本著對(duì)工程負(fù)責(zé)的態(tài)度，積極協(xié)調(diào)各專業(yè)的配合設(shè)計(jì)，“樁基先行”設(shè)計(jì)方法是可行的，具有操作性的。
參考文獻(xiàn)：
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篇3
1.引 言
剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，可以根據(jù)建筑隔墻靈活布置，具有剛度大，能有效承受豎向和水平作用力，變形小等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻端柱與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的邊框柱是不同的。對(duì)于框架-剪力墻中的邊框柱主要是與梁或暗梁形成閉合的邊框，應(yīng)按照框架柱進(jìn)行計(jì)算，并符合框架柱的相關(guān)構(gòu)造要求；剪力墻底部加強(qiáng)部位邊框柱的箍筋宜沿全高加密。對(duì)于帶端柱剪力墻結(jié)構(gòu)中的端柱則是作為剪力墻的一部分，對(duì)剪力墻提供約束作用，并有利于提高剪力墻的平面外穩(wěn)定性能。因此，對(duì)于帶端柱的剪力墻結(jié)構(gòu)中端柱應(yīng)該滿足剪力墻結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件的要求；但當(dāng)端柱承受集中荷載時(shí)，其縱向鋼筋、箍筋直徑和間距還應(yīng)滿足框架柱的相關(guān)要求。
在PKPM建模中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通常對(duì)與剪力墻的端柱采用柱模型，以黃色顯示，造成對(duì)同一結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用不同的單元進(jìn)行模擬，使結(jié)構(gòu)豎向荷載往往主要集中在端柱上。在實(shí)際受力情況中，距離豎向作用點(diǎn)以下足夠遠(yuǎn)處，由于混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)豎向荷載的應(yīng)力擴(kuò)散作用,其豎向荷載不完全由端柱自己承擔(dān)，而由墻+柱全截面共同承擔(dān)豎向荷載及由豎向荷載引起的彎矩。事實(shí)上，剪力墻端柱并非承擔(dān)豎向荷載的主體。
圖1豎向荷載應(yīng)力擴(kuò)散示意圖
2.現(xiàn)有方法存在的主要問題
對(duì)于帶端柱的剪力墻，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員為了能夠很好地模擬有端柱剪力墻的平面外剛度，在建模時(shí)通常采用墻+柱模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。這種墻、柱分離式的等效處理方法，并不符合實(shí)際情況，主要存在以下幾個(gè)方面的問題：
（1）造成實(shí)際模型中端柱+墻的總截面面積要大于帶端柱剪力墻的全截面計(jì)算面積，存在面積
誤差，這將直接影響帶端柱剪力墻的抗剪承載力。另外，模型中剪力墻墻肢的長(zhǎng)度要比實(shí)際的剪力墻墻肢長(zhǎng)度小，加大了帶端柱剪力墻的面內(nèi)剛度計(jì)算誤差，使計(jì)算結(jié)果偏于不安全。
（2）當(dāng)采用墻、柱不同單元等效處理建模計(jì)算時(shí)，帶端柱的剪力墻平面內(nèi)側(cè)向剛度由框架柱
的剛度和剪力墻的面內(nèi)剛度共同組成；而剪力墻的面內(nèi)剛度又與墻肢的有限元單元網(wǎng)格的劃分有關(guān)，單元網(wǎng)格劃分的越細(xì)，剪力墻的剛度越小，端柱所承擔(dān)的內(nèi)力值也就越大；反之，則剪力墻的剛度越大，端柱承擔(dān)的內(nèi)力值也就越少。另外，墻元和柱元之間的內(nèi)力主要取決于剪力墻、端柱之間的變形協(xié)調(diào)。目前很難準(zhǔn)確計(jì)算剪力墻與端之間的變形協(xié)調(diào)關(guān)系及混凝土對(duì)豎向荷載的應(yīng)力擴(kuò)散作用。這些因素都會(huì)造成實(shí)際模型與真實(shí)情況不相符的情況。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用墻+柱分離的等效處理方法，常導(dǎo)致同一結(jié)構(gòu)構(gòu)件中端柱與剪力墻的計(jì)算壓
應(yīng)力水平差異很大。當(dāng)不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸向變形時(shí)，往往會(huì)造成端柱承擔(dān)絕大部分的豎向荷載，而剪力墻只承擔(dān)很小一部分豎向荷載。在程序的計(jì)算結(jié)果文件中，出現(xiàn)端柱的配筋過大，計(jì)算不合理的情況。而當(dāng)過多地考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸向變形時(shí)，又會(huì)造成剪力墻所承擔(dān)豎向荷載大于高于端柱所承擔(dān)的豎向荷載，計(jì)算也不合理。
（3）當(dāng)采用墻、柱分離的等效處理方法，容易使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員混淆端柱與框架柱的本質(zhì)區(qū)別。
端柱作為剪力墻的一部分，只是形狀像柱，但并不是柱。并且當(dāng)建模時(shí)采用墻、柱分離的等效處理方法時(shí)，端柱的抗震等級(jí)是按照框架柱來(lái)確定的。而在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架柱的抗震等級(jí)一般不會(huì)高于剪力墻的抗震等級(jí)，會(huì)出現(xiàn)偏不安全的情況。因此，應(yīng)該人工手動(dòng)修改端柱的抗震等級(jí)，使其同剪力墻的抗震等級(jí)。
圖2帶端柱剪力墻示意圖 圖3程序計(jì)算模型示意圖
如：某18剪力墻結(jié)構(gòu)，層高H=3000mm，地處6度抗震設(shè)防區(qū)域，場(chǎng)地類別為2類，地震分組為第一組，基本風(fēng)壓為0.45，地面粗糙度類別為B類。選取其中一片帶端柱的剪力墻（截面尺寸）。當(dāng)采用分離式建模時(shí)與實(shí)際情況的參數(shù)比較見表1：
表1
3.建議及結(jié)論
綜上所述，對(duì)于帶端柱的剪力墻結(jié)構(gòu)，建模時(shí)可以采用以下兩種等效處理方法：1）可直接按墻長(zhǎng)，墻厚為計(jì)算，端柱在構(gòu)造設(shè)計(jì)中考慮（邊緣構(gòu)件的配筋計(jì)算及墻的平面外穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，可考慮端柱的影響）。2）采用等效截面法計(jì)算復(fù)核，可直接按墻的等效截面寬度進(jìn)行有端柱剪力墻的平面外穩(wěn)定驗(yàn)算。此時(shí)，由于對(duì)端柱的有利作用考慮不足，其結(jié)果是偏于安全的。這兩種等效處理方法可以有效地避免分離建模所造成的模型化差異和墻、柱間的變形協(xié)調(diào)問題。
參考文獻(xiàn)
篇4
1結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的涵義
抗震性能化設(shè)計(jì)就是根據(jù)工程的具體情況確定合理的抗震性能目標(biāo)，再采取恰當(dāng)?shù)挠?jì)算和相應(yīng)的抗震措施使目標(biāo)要求得以實(shí)現(xiàn)的過程。
抗震性能化設(shè)計(jì)是解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)問題的重要方法，常用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)及超限工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，它著重于通過現(xiàn)有手段（包括計(jì)算措施和構(gòu)造措施等），采用包絡(luò)設(shè)計(jì)的方法去解決工程設(shè)計(jì)中的復(fù)雜技術(shù)問題，是抗震概念設(shè)計(jì)的集中體現(xiàn)。
2結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的必要性
震害表明，由于城市的發(fā)展和人口密度的增加、城市設(shè)施的日趨復(fù)雜、生活節(jié)奏的日益加快，造成地震引起的經(jīng)濟(jì)損失急劇增加，因此，原本以保障生命安全為抗震設(shè)防唯一目標(biāo)的單一設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)顯然已經(jīng)不夠全面，為了控制建筑物及相關(guān)設(shè)施在地震中的破壞程度，保證震時(shí)及震后人們正常的生產(chǎn)、生活功能，減少地震對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活所帶來(lái)的危害及影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師有必要采取高于（至少不低于）基本抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的性能化設(shè)計(jì)以達(dá)到相應(yīng)要求。
3結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的基本思路
抗震性能化設(shè)計(jì)是以現(xiàn)有的科學(xué)水平和建筑條件為前提的，需要綜合考慮建筑使用功能、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)的類型和不規(guī)則程度、結(jié)構(gòu)發(fā)揮延性變形的能力、建筑工程造價(jià)、震后的各種損失及修復(fù)難易程度等因素。面對(duì)具體工程的需要和要求，既可以針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系，也可以針對(duì)其中某些重要部位或關(guān)鍵構(gòu)件，靈活運(yùn)用各種結(jié)構(gòu)措施以達(dá)到預(yù)期的性能目標(biāo)。
提高結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）的抗震承載能力或變形能力，是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的有效途徑，但提高抗震承載能力是建立在對(duì)地震作用的準(zhǔn)確判斷的基礎(chǔ)上的，而限于目前對(duì)地震研究的現(xiàn)狀，應(yīng)以主要提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形能力并同時(shí)輔以提高抗震承載能力作為抗震性能設(shè)計(jì)的首選。
4結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的主要過程
4.1分析結(jié)構(gòu)方案
首先應(yīng)分析結(jié)構(gòu)方案的特殊性（如結(jié)構(gòu)高度，結(jié)構(gòu)類型及規(guī)則性，結(jié)構(gòu)場(chǎng)地條件及抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等），確定是否需要采取結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)。震害經(jīng)驗(yàn)告訴我們，抗震概念設(shè)計(jì)是決定結(jié)構(gòu)抗震性能的最重要因素之一，因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案特殊性分析時(shí)尤其要注意其不符合抗震概念設(shè)計(jì)的情況及違反程度。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，與建筑師協(xié)商并改進(jìn)結(jié)構(gòu)方案，以達(dá)到盡量減少結(jié)構(gòu)方案違反抗震概念設(shè)計(jì)的情況及程度的目的，為選用結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)提供重要依據(jù)。
4.2選擇抗震性能目標(biāo)
結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)分為A、B、C、D四級(jí)，結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)分為5個(gè)（1、2、3、4、5），地震地面運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)水準(zhǔn)，即多遇地震（小震）、設(shè)防烈度地震（中震）和預(yù)估的罕遇地震（大震）。在設(shè)定的地震地面運(yùn)動(dòng)下，與四級(jí)抗震性能目標(biāo)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)的判別準(zhǔn)則可以參考表1及表2。由于房屋的重要性程度及建筑使用功能不同，結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部位及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)防目標(biāo)也不完全相同，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的抗震措施。
4.3計(jì)算分析并提出相應(yīng)的抗震加強(qiáng)措施
在選定抗震性能目標(biāo)后，就應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析，并提出相應(yīng)的抗震加強(qiáng)措施。其重點(diǎn)在于：首先，需要進(jìn)行深入的彈性和彈塑性計(jì)算分析（包括靜力分析、時(shí)程分析、多模型及多程序的比較計(jì)算分析等），應(yīng)注意對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行必要的補(bǔ)充計(jì)算分析（如對(duì)關(guān)鍵、復(fù)雜部位及構(gòu)件采取包絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)算）。其中尤應(yīng)注意，現(xiàn)有計(jì)算分析軟件的計(jì)算模型以及恢復(fù)力模型、結(jié)構(gòu)阻尼、材料的本構(gòu)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破損程度的衡量、有限元的劃分等均存在較多的人為與經(jīng)驗(yàn)因素，因此進(jìn)行彈塑性分析計(jì)算必須先要了解所選分析軟件的適用性，選用適合于所設(shè)計(jì)工程的軟件才是根本。其次，判斷計(jì)算結(jié)果的正確性與合理性。從本質(zhì)上講，彈塑性計(jì)算分析屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充和驗(yàn)證方法，彈塑性分析的根本目的在于比較其與彈性分析結(jié)果的異同，尋找兩者規(guī)律性的差異，所以關(guān)注的重點(diǎn)應(yīng)是找出彈塑性計(jì)算分析的規(guī)律性而不是糾結(jié)于某個(gè)具體的數(shù)值。最后，再根據(jù)計(jì)算分析的結(jié)果找出結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)的薄弱部位以及需要加強(qiáng)的關(guān)鍵部位，有針對(duì)性的采取相應(yīng)的抗震加強(qiáng)措施。
5結(jié)語(yǔ)
結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)仍存在一些有待研究和解決的地方，尤其是地震作用大小的不確定性以及計(jì)算模型和參數(shù)的準(zhǔn)確性等問題，可以相信隨著工程的不斷應(yīng)用和研究工作的深入，將會(huì)使它變得更加成熟與完善。
參考文獻(xiàn)：
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篇5
1如何合理確定地下抗浮水位
地下水的設(shè)防水位應(yīng)取建筑物使用年限內(nèi)（包括施工期）可能產(chǎn)生的最高水位；結(jié)構(gòu)底板承受的水壓力應(yīng)按全水頭計(jì)算。關(guān)于建筑物使用年限內(nèi)（包括施工期）可能產(chǎn)生的最高水位一般是由巖土工程勘察報(bào)告給出的，設(shè)計(jì)人員可從巖土工程勘察報(bào)告中直接選用。但現(xiàn)在有些巖土工程勘察報(bào)告給出的僅僅是測(cè)量期間的最高水位，并沒有給出使用年限內(nèi)（包括施工期）可能產(chǎn)生的最高水位，這兩個(gè)水位對(duì)建筑物來(lái)說(shuō)是不同的，有時(shí)甚至相差較大。如果巖土工程勘察報(bào)告中沒有提供地下水的最高水位，地下水的設(shè)防水位可取建筑物的室外地坪標(biāo)高。對(duì)于許多建于坡地上的建筑物來(lái)說(shuō)，由于建筑物的室外地坪標(biāo)高是隨著地形變化的，如果取一個(gè)統(tǒng)一的地下水的設(shè)防水位可能就不太合適了。
某順山而建的建筑，地下室連通，長(zhǎng)度達(dá)500m。圖1為擬建坡地上建筑物的地質(zhì)剖面，查閱地質(zhì)報(bào)告后發(fā)現(xiàn)，測(cè)量期間的地下水位是隨坡地的升高而升高的，最高點(diǎn)水位為50.03m，最低點(diǎn)水位為41.55m，兩者相差8.48m。因此，此處的地下室一側(cè)在地下而另一側(cè)則在地上。顯然地下室所受的浮力是變化的。處理辦法是將地下室按實(shí)際埋深的大小分成若干部分，每一部分取建筑物的室外地坪標(biāo)高作為地下水的設(shè)防水位來(lái)計(jì)算地下室的水浮力。實(shí)踐證明，這樣分段來(lái)取地下水的設(shè)防水位與實(shí)際情況是比較相符的。
2遇到短樁應(yīng)采取的措施
一般按照有效樁長(zhǎng)（由承臺(tái)底算起）的長(zhǎng)短來(lái)判定長(zhǎng)短樁。對(duì)于混凝土灌注樁而言，一般以6m的有效樁長(zhǎng)為界限，大于6m有效樁長(zhǎng)的樁認(rèn)為是樁，小于6m有效樁長(zhǎng)的樁認(rèn)為是墩。對(duì)于預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁而言，一般以8m有效樁長(zhǎng)為界限，大于8m有效樁長(zhǎng)的樁認(rèn)為是中長(zhǎng)樁，小于8m有效樁長(zhǎng)的樁認(rèn)為是短樁，小于6m有效樁長(zhǎng)的樁認(rèn)為是超短樁。筆者認(rèn)為樁長(zhǎng)并非判定短樁的唯一依據(jù)，還應(yīng)按照樁的實(shí)際受力情況和所起的作用來(lái)判定短樁，并采取相應(yīng)的措施。
與中長(zhǎng)樁相比，短樁的受力較為不利：1）短樁的樁周土易發(fā)生隆起破壞；2）因樁長(zhǎng)較短，樁周土對(duì)樁的約束較差，在水平力的作用下樁身易繞樁尖發(fā)生旋轉(zhuǎn)；3）對(duì)于靜壓樁或錘擊樁，短樁的后期承載力提高較少甚至因土層應(yīng)力的釋放承載力反而會(huì)有所下降；4）當(dāng)相鄰短樁較多時(shí)，施工期間樁基礎(chǔ)易產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象。工程實(shí)踐證明，預(yù)鉆孔沉樁對(duì)解決上述問題有一些作用，但預(yù)鉆孔也常會(huì)帶來(lái)一些不利因素：1）預(yù)鉆孔時(shí)，轉(zhuǎn)機(jī)控制不好會(huì)鉆成傾斜孔，沉樁時(shí)樁身也會(huì)傾斜；2）樁定位會(huì)產(chǎn)生偏差；3）預(yù)鉆孔沉樁后當(dāng)樁尖位于較好巖層時(shí)，因樁徑大于孔徑，孔徑大的巖石會(huì)卡住樁身使沉樁時(shí)樁底存在空隙，對(duì)樁基礎(chǔ)質(zhì)量會(huì)有一定的影響。
3 合理確定消防車荷載的取值
由于消防車荷載較大，其取值對(duì)構(gòu)件的截面和配筋影響都比較大。由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001） （2012年版）第3.1.1條條文說(shuō)明可知：偶然荷載是在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。通常的設(shè)計(jì)中常遇到的偶然荷載有撞擊、爆炸、火災(zāi)等。
在使用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行整體計(jì)算時(shí)，輸入的消防車荷載應(yīng)根據(jù)其荷載輸入的類型進(jìn)行折減后輸入，否則，計(jì)算機(jī)進(jìn)行整體計(jì)算時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)乘以荷載對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，就會(huì)將消防車荷載放大。并且荷載規(guī)范中給出的消防車荷載是樓面荷載，計(jì)算梁、柱時(shí)應(yīng)進(jìn)行荷載折減。使用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行整體計(jì)算的過程同時(shí)也是梁柱的計(jì)算過程，如果直接將荷載規(guī)范中給出的消防車荷載輸入程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果會(huì)比實(shí)際情況偏大。
4 懸臂基礎(chǔ)板的處理
在一些樁筏、樁箱基礎(chǔ)工程中，由于功能或其它原因，主體地下室周圍一部分升至地面上1～2層（作裙房）或僅至地面即收掉。這些部分因荷載很輕，可直接由地基土來(lái)承受而不需打樁。這樣，對(duì)整個(gè)帶樁的筏板基礎(chǔ)來(lái)講，周圍不打樁的這部分底板就成為懸臂基礎(chǔ)板了。
圖6所示為某工程地下室基礎(chǔ)底板平面圖。受場(chǎng)地及城市規(guī)劃所限，軸①一②部分地下室升至地面后即收掉而成為主樓的室外場(chǎng)地。現(xiàn)對(duì)軸①一②這部分基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)作如下分析處理。
（1）軸①一⑧是一塊1800mm厚的整體樁基承臺(tái)板，具有相當(dāng)?shù)恼w剛度。隨著上部荷載的作用，建筑物逐漸沉降，建筑物荷載通過基礎(chǔ)底板分別傳給樁基礎(chǔ)和地基土。在樁及基底土反力作用下，基礎(chǔ)（承臺(tái)）板如同倒置于上部混凝土墻柱之上。顯然，由于軸①處沒有如同軸②一⑧上多、高層混凝土墻柱巨大剛度的豎向支撐，必然要沿著軸②產(chǎn)生彎曲，、因此，軸①一②底板即如同懸臂板一樣受力。
（2）關(guān)于懸臂基礎(chǔ)板下的地基反力問題，已如前述，將有部分荷載通過基礎(chǔ)板傳至地基。對(duì)于本工程這塊具有相當(dāng)整體剛度的基礎(chǔ)板來(lái)講，各部分地基反力可視為均勻一致，考慮本工程（W類場(chǎng)地土）地基軟弱，將發(fā)生一定沉降，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，取建筑物總荷載的10%作為地基的反力（不含水浮力），并與懸臂基礎(chǔ)板范圍內(nèi)的恒活載所產(chǎn)生的地基反力進(jìn)行比較，取大值。當(dāng)然，這部分地基反力的取值也不能超過地基土的承載力。
（3）在地基反力及水浮力作用下，懸臂板將沿以軸②柱下樁排為縱向嵌固條帶向上翹曲，見圖6b所示，并以樁排外皮至基礎(chǔ)板外邊沿的距離作為懸臂計(jì)算長(zhǎng)度。
（4）縱向嵌固條帶作為懸臂基礎(chǔ)板的嵌固端，承受著懸臂基礎(chǔ)板傳來(lái)的彎矩和剪力。同時(shí)，嵌固條帶還是整個(gè)基礎(chǔ)板沿軸②上的一條柱上板帶。也就是說(shuō)，視整個(gè)基礎(chǔ)板為倒置于混凝土墻柱之上的無(wú)梁樓蓋。在樁群及地基反力作用下，按無(wú)梁樓蓋理論，即縱向嵌固條帶也是柱上板帶，擔(dān)負(fù)著樁及地基土傳來(lái)的大量反向荷載。因此，嵌固條帶的計(jì)算寬度可以按縱向樁排兩樁外皮間的距離計(jì)，也可以按柱上板帶的寬度計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，但懸臂一側(cè)宜按樁外皮計(jì)算，見圖6。
（5）在計(jì)算懸臂基礎(chǔ)板上部荷載時(shí)，懸臂板端部混凝土外墻及頂板傳下來(lái)的荷載為集中線荷載，且僅考慮恒載部分，可不計(jì)覆土重量。
5 總結(jié)
高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深入研究涉及到諸多方面，不少問題尚待研究。本文從宏觀控制而又力求深入探討的角度闡述地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題。
參考文獻(xiàn)
篇6
本工程場(chǎng)地屬新疆維吾爾自治區(qū)庫(kù)車縣牙哈鄉(xiāng)，該場(chǎng)地地貌屬天山南麓，南臨塔克拉瑪干沙漠，山前沖積平原，齙氐匭紋鴟較小，地層為第四系素填土和第四系全新統(tǒng)沖洪積堆積物。
該工程地質(zhì)勘查報(bào)告給出地層結(jié)構(gòu)由上至下分為7層：第①層雜填土；主要成分以粉砂為主，含少量建筑垃圾。第②層粉土；第③層粉砂；第④層為細(xì)砂；第⑤層為粉砂；第⑥層為粉土；第⑦層為粉砂。
擬建工程場(chǎng)地土為中軟場(chǎng)地土，場(chǎng)地類別為Ⅲ類；可不考慮地基土的濕陷性及鹽脹性、溶陷性。場(chǎng)地土凍脹等級(jí)為Ⅰ～Ⅲ級(jí)，凍脹類別為不凍脹-凍脹，該區(qū)為季節(jié)性凍土區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)凍深為0.60m，最大凍深為1.00m。
廠區(qū)新建一座辦公樓：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，二層平屋面，建筑使用年限為50年，火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為戊類，耐火等級(jí)為二級(jí)，一層層高3.9m，二層層高3.6m，室內(nèi)外高差0.6m。
2 SATWE中樓面活荷載折減系數(shù)定義
本工程一層平面布置圖見下圖1。作用在樓面上的活荷載，不可能以標(biāo)準(zhǔn)值的大小同時(shí)布滿在所有樓面上，因此設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)，還要考慮實(shí)際荷載沿樓面分布的變異情況，允許樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以折減系數(shù)。本工程根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》5.1.2規(guī)定，設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)，民用建筑類別為辦公樓，當(dāng)樓面梁從屬面積超過25m2，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的折減系數(shù)為0.9。為了避免活荷載在PMCAD和SATWE中出現(xiàn)重復(fù)折減的情況，建議用戶當(dāng)使用SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，不要在PMCAD中進(jìn)行活荷載折減，而是統(tǒng)一在SATWE中進(jìn)行梁、墻和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的活載折減。例如本工程可以在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義菜單下的活荷信息中，勾選第二選項(xiàng)，從屬面積超過25m2，折減0.9。根據(jù)樓面荷載導(dǎo)荷方式圖3可知，C軸與D軸之間框架梁，從屬面積為27.38m2，活載應(yīng)折減0.9。這里一定要注意荷載從屬面積定義，它是指所計(jì)算構(gòu)件負(fù)荷的樓面面積，它應(yīng)由樓板的剪力零線劃分，在實(shí)際應(yīng)用中可作適當(dāng)簡(jiǎn)化。即向梁兩側(cè)各延伸1/2梁間距范圍內(nèi)的實(shí)際樓面面積。同一梁，不同跨度上從屬面積不一樣，其折減系數(shù)也不同。可以在后面SATWE子菜單中活荷載折減系數(shù)補(bǔ)充定義構(gòu)件級(jí)活載折減系數(shù)，從而使定義更加方便靈活。同時(shí)可以使用“活荷載折減系數(shù)補(bǔ)充定義”這個(gè)菜單檢查大空間樓面計(jì)算配筋偏大，是否與活載沒有折減有關(guān)。
3 結(jié)束語(yǔ)
使用活荷載折減系數(shù)時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：（1）充分理解《荷規(guī)》5.1.2第1項(xiàng)和第2項(xiàng)，規(guī)范對(duì)于樓面梁和墻、柱和基礎(chǔ)折減系數(shù)取值方法不同，在使用SATWE程序計(jì)算時(shí)，要注意參數(shù)設(shè)置，避免造成計(jì)算結(jié)果失真。（2）對(duì)于梁的荷載從屬面積大結(jié)構(gòu)，注意按照民用建筑類別來(lái)選擇折減系數(shù)。一根梁上，根據(jù)每跨梁的從屬面積不同，折減系數(shù)也不同，可以在折減系數(shù)補(bǔ)充定義上查看與修改，保證程序計(jì)算準(zhǔn)確性。（3）現(xiàn)在結(jié)構(gòu)計(jì)算程序，多數(shù)不具備活荷載分類功能，無(wú)法區(qū)分《荷載規(guī)范》表中5.1.1中第1（1）項(xiàng)與第1（2）～12項(xiàng)，不可能真正按照《荷載規(guī)范》實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同活荷載的折減，需要設(shè)計(jì)人員自己判斷，在SATWE中選出與實(shí)際工程情況符合的折減系數(shù)。（4）樓面活荷載折減只是針對(duì)樓面層，對(duì)于屋面層并不折減。設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)折減系數(shù)只是影響梁，而不應(yīng)該影響與其相連的豎向構(gòu)件柱、墻或基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
篇7
高層建筑；嵌固部位；大底盤地下室；多塔樓結(jié)構(gòu)
對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，嵌固部位的選取是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)方案的合理性，影響到所有后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，有時(shí)候甚至造成全面返工。但是，各類現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范以及地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于結(jié)構(gòu)嵌固端的規(guī)定不盡相同，有的更是只字片語(yǔ)，模棱兩可。因此，對(duì)于結(jié)構(gòu)嵌固部位的選取，工程界一直存在著各種各樣的爭(zhēng)論。眾多工程設(shè)計(jì)人員一般只能按照單位總工或是社會(huì)上一些專家學(xué)者的個(gè)人見解進(jìn)行設(shè)計(jì)。嵌固部位選取得不好，有時(shí)候會(huì)影響到結(jié)構(gòu)安全性，存在安全隱患，不能通過圖紙審查；有時(shí)候會(huì)影響到結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，造成浪費(fèi)，不能使業(yè)主滿意。本文介紹了蘇州某高層住宅小區(qū)的實(shí)際設(shè)計(jì)思路過程，并從不同角度簡(jiǎn)要分析了將結(jié)構(gòu)嵌固部位選取在地下室頂面和基礎(chǔ)頂面時(shí)的兩種方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；同時(shí)針對(duì)越來(lái)越常見的大底盤地下室多塔樓結(jié)構(gòu)形式，介紹了相關(guān)的實(shí)用設(shè)計(jì)方法及注意點(diǎn)。
1工程概況
蘇州某住宅項(xiàng)目共包括4幢高層（50#、51#、52#、53#），各分區(qū)位置如圖1所示。各樓均為地上27層，地下1層，主體高度78.6m，標(biāo)準(zhǔn)層高2.9m。普通地下室與人防地下室之間采用聯(lián)通走道相連，其余部位均不設(shè)縫；50#樓與普通地下室脫開，二者采用聯(lián)通走道相連；51#、52#、53#樓與人防地下室連為整體，形成大底盤地下室多塔樓結(jié)構(gòu)（該名詞用以區(qū)別于常規(guī)的大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)，即未設(shè)縫分開的裙樓上部具有多塔樓的結(jié)構(gòu)形式）。50#、51#和53#樓由于超長(zhǎng)，均在地下室頂板以上設(shè)伸縮縫斷開。伸縮縫需滿足抗震縫要求，根據(jù)蘇州當(dāng)?shù)乜拐饘彶橄嚓P(guān)要求，經(jīng)計(jì)算縫寬取為230mm，各單塔樓長(zhǎng)寬比為2.6，高寬比為5.6。蘇州市抗震設(shè)防烈度為6度（第一組），設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g。擬建建筑場(chǎng)地類別為III類，各樓均按插入法確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)特征周期，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告（詳細(xì)勘察）取值為0.53s，屬建筑抗震一般地段。本工程建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，結(jié)構(gòu)體系采用剪力墻結(jié)構(gòu)。
2結(jié)構(gòu)嵌固部位選取
2.150#樓方案設(shè)計(jì)50#樓本身的地下室連為整體，不設(shè)伸縮縫；上部結(jié)構(gòu)在地下室頂板以上設(shè)縫斷開，左右鏡像對(duì)稱。結(jié)構(gòu)剖面示意詳見圖2所示。
2.1.1方案比選50#樓的結(jié)構(gòu)形式較為常見，該樓的結(jié)構(gòu)嵌固部位可以選取在地下室頂板處或基礎(chǔ)頂面處，兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。方案一：將結(jié)構(gòu)嵌固部位選取在地下室頂板處。優(yōu)點(diǎn)是可將上部左右兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元單獨(dú)建模，以便簡(jiǎn)化計(jì)算；缺點(diǎn)是首先需要按照文獻(xiàn)[1]第6.1.14條驗(yàn)算側(cè)向剛度比，若需滿足2倍的剛度比要求，則需要在地下室內(nèi)增設(shè)較多剪力墻或增加剪力墻的截面厚度及混凝土強(qiáng)度等級(jí)。方案二：將結(jié)構(gòu)嵌固部位下移至基礎(chǔ)頂面處。優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需照文獻(xiàn)[1]第6.1.14條驗(yàn)算側(cè)向剛度比，即無(wú)需增設(shè)較多剪力墻或增加剪力墻的截面厚度及混凝土強(qiáng)度等級(jí)，相對(duì)于方案一比較經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)是需要進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，增加了計(jì)算及構(gòu)造的復(fù)雜性。如果采取方案一，即使?jié)M足了側(cè)向剛度比要求，在進(jìn)行地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，審圖中心往往還是會(huì)要求設(shè)計(jì)人員進(jìn)行整體建模計(jì)算，設(shè)計(jì)還是沒有像預(yù)期的那樣簡(jiǎn)便；如果選擇方案二，由于該樓僅為雙塔，規(guī)模不大，完全可以進(jìn)行整體建模計(jì)算，所增加的無(wú)非是包絡(luò)設(shè)計(jì)。以前該包絡(luò)過程需要手工復(fù)核，現(xiàn)在的軟件已經(jīng)增加此功能，大大節(jié)省了時(shí)間，加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，且該方案由于其明顯的經(jīng)濟(jì)效益，更加易于被建設(shè)單位接受。因此本工程選擇了方案二，將結(jié)構(gòu)嵌固部位選取在基礎(chǔ)頂面處。
2.1.2設(shè)計(jì)方法由于地下室周圍回填土的約束作用，地下室頂板處對(duì)上部結(jié)構(gòu)的嵌固作用是客觀存在的。因此無(wú)論地下室頂板是否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中均應(yīng)該考慮地下室頂板處實(shí)際存在的嵌固作用，采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]的建議，本工程將結(jié)構(gòu)嵌固部位按地下室頂板和基礎(chǔ)頂面計(jì)算兩次，取不利值設(shè)計(jì)，并對(duì)地下室頂板按嵌固端的構(gòu)造要求進(jìn)行加強(qiáng)。
2.251#～53#樓方案設(shè)計(jì)51#～53#樓的地下室與人防地下室連為整體，不設(shè)伸縮縫；51#、53#樓上部結(jié)構(gòu)在地下室頂板以上設(shè)縫斷開，左右鏡像對(duì)稱。由于建筑功能要求，室外地面通常需要1.2～1.5m厚的覆土，因此主塔樓范圍以外的地下室頂板面需要降至標(biāo)高－1.500～－1.800；而主塔樓范圍以內(nèi)的地下室頂板面往往在標(biāo)高－0.030處，二者高差較多，形成錯(cuò)層。
2.2.1方案比選51#～53#樓的結(jié)構(gòu)形式近年來(lái)較多出現(xiàn)，其嵌固部位的選取大有講究，筆者近年來(lái)接觸的幾個(gè)項(xiàng)目均按照具體情況采取了不同的處理方式：有的采用了增設(shè)夾層的方法，將結(jié)構(gòu)嵌固部位選取在夾層底板處；有的通過降低主塔樓范圍以內(nèi)的地下室頂板面標(biāo)高，依然將結(jié)構(gòu)嵌固部位選取在地下室頂板處。通過上述處理方式，有效避免了包絡(luò)設(shè)計(jì)的麻煩。本工程規(guī)模較小，上部結(jié)構(gòu)僅有五個(gè)塔樓，完全可以進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。因此，筆者按照50#樓的設(shè)計(jì)思路，將該工程的嵌固部位選擇在了基礎(chǔ)頂面處，從而形成了大底盤地下室多塔樓結(jié)構(gòu)。但是與50#樓不同的是，根據(jù)2012年江蘇省建設(shè)工程施工圖審查技術(shù)問答要求，需滿足文獻(xiàn)[3]第10.6節(jié)多塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定，該節(jié)規(guī)定僅第10.6.3條第1款需要特別注意一下，其它各條規(guī)定要滿足并非難事。該款內(nèi)容為：各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近；塔樓對(duì)底盤宜對(duì)稱布置；上部塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離不宜大于底盤相應(yīng)邊長(zhǎng)的20%。
2.2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)本工程各塔樓的層數(shù)、平面和剛度均接近；塔樓對(duì)底盤對(duì)稱布置，因此只需驗(yàn)算上部塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離是否滿足規(guī)范規(guī)定即可。上部塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心坐標(biāo)可按式（1）、（2）計(jì)算。另外，大底盤形狀不規(guī)則時(shí)，其邊長(zhǎng)應(yīng)按一定規(guī)則進(jìn)行等效。對(duì)于一些復(fù)雜平面，其邊長(zhǎng)可按計(jì)算軟件輸出的等效尺寸取。筆者對(duì)該大底盤的邊長(zhǎng)進(jìn)行了各個(gè)方向的等效，其結(jié)果均滿足規(guī)范要求。雖然本工程已將嵌固部位選擇在基礎(chǔ)頂面處，但是根據(jù)蘇州當(dāng)?shù)乜拐饘彶橄嚓P(guān)要求，應(yīng)將主塔樓范圍以內(nèi)的地下室頂板面標(biāo)高與主塔樓范圍以外的地下室頂板面標(biāo)高控制在1m范圍內(nèi)，筆者將主塔樓范圍以內(nèi)的地下室頂板降低至標(biāo)高-0.700處，二者高差為900mm，滿足該要求。主塔樓范圍內(nèi)降板后可采用輕質(zhì)混凝土回填。結(jié)構(gòu)剖面示意圖詳見圖4所示。措施，以有效傳遞水平力。同時(shí)加強(qiáng)地下室頂板構(gòu)造，按嵌固端構(gòu)造設(shè)計(jì)（板厚180mm，雙層雙向配筋率0.25%）。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)于結(jié)構(gòu)嵌固部位的選取，很多結(jié)構(gòu)工程師，包括一些施工圖審查人員，對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)范的理解和計(jì)算軟件的應(yīng)用等問題，都經(jīng)歷了一個(gè)由抽象到具體、從模糊到清晰的過程。通過本文分析，可以得到如下結(jié)論。1）將結(jié)構(gòu)嵌固部位選取在地下室頂板處時(shí)，為滿足規(guī)范側(cè)向剛度比要求需在地下室內(nèi)增設(shè)較多剪力墻或增加剪力墻的截面厚度，既不經(jīng)濟(jì)又影響建筑使用，但是計(jì)算相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在工程項(xiàng)目復(fù)雜時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。2）將結(jié)構(gòu)嵌固部位下移至基礎(chǔ)頂面處，比較經(jīng)濟(jì)，但是需要進(jìn)行單塔和整體包絡(luò)設(shè)計(jì)，并且還需將結(jié)構(gòu)嵌固部位按地下室頂板和基礎(chǔ)頂面計(jì)算兩次，取不利值設(shè)計(jì)，并應(yīng)對(duì)地下室頂板按嵌固端的構(gòu)造要求進(jìn)行加強(qiáng)。3）將嵌固部位選擇在基礎(chǔ)頂面處，形成大底盤地下室多塔樓結(jié)構(gòu)時(shí)，需按規(guī)范要求驗(yàn)算上部塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離。4）將嵌固部位選擇在基礎(chǔ)頂面處時(shí)，需注意控制主塔樓范圍內(nèi)外的地下室頂板面高差（該高差值應(yīng)符合地方審查規(guī)定），且應(yīng)在錯(cuò)層處采取加腋等有效措施傳遞水平力。本工程已通過當(dāng)?shù)乜拐饘彶楹褪┕D審查，類似工程如需采用本法應(yīng)提前與該地區(qū)的審圖部門及專家們溝通。
參考文獻(xiàn)
[1]中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所，中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，等.GB50011－2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.
篇8
剪力墻是鋼筋混凝土多高層建筑中不可缺少的基本構(gòu)件，由于它是截面高度達(dá)而厚度相對(duì)很小的“片”狀構(gòu)件，雖然它有承載力大和平面內(nèi)剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但也具有剪切變形相對(duì)較大、平面外較薄弱的不利性能；此外開洞后的剪力墻形式變化多，受力狀況比較復(fù)雜，因而了解剪力墻的特性，發(fā)揮其所長(zhǎng)，克服其所短，是正確設(shè)計(jì)剪力墻的關(guān)鍵。
1、剪力墻的合理布置
剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，抗震設(shè)計(jì)時(shí)雙方向的抗側(cè)剛度宜接近，避免懸殊。衡量雙方向抗側(cè)剛度是否接近可檢查電算結(jié)果中兩個(gè)方向的第一振型的周期和樓層層間最大位移與層高之比u/h是否接近。
在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)牟贾眉袅蓮浹a(bǔ)框架抗側(cè)剛度不足，扭轉(zhuǎn)剛度不足的缺點(diǎn)。算例1中，有一10層的框剪結(jié)構(gòu)，由于業(yè)主的要求往往要求設(shè)置砼電梯筒，砼筒體偏置導(dǎo)致結(jié)構(gòu)第一周期為扭轉(zhuǎn)，這時(shí)只需在合適的地方布置剪力墻就能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的增大。以下用四種方式布剪力墻來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。前兩種為縱向布?jí)σ妶D1.1，發(fā)現(xiàn)Y向剛度調(diào)整過度，扭轉(zhuǎn)仍為第一周期。后兩種為橫向布?jí)σ妶D1.2，剛心與質(zhì)心的坐標(biāo)已較為接近，第一周期為平動(dòng)。具體模型結(jié)果參數(shù)比較詳見表1.1圖1.3，框架及框剪結(jié)構(gòu)中，由于剪力墻的數(shù)量較少，通過改變剪力墻的數(shù)量可使結(jié)構(gòu)剛心的位置產(chǎn)生明顯的變化，但是在剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻體的數(shù)量已經(jīng)很多，增加或減少墻體已經(jīng)很困難了，則可以通過改變墻體的厚度或開洞的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)剛心位置和質(zhì)心位置的盡量靠近。
因建筑功能要求剪力墻偏置的結(jié)構(gòu)，應(yīng)通過剪力墻墻厚的變化、洞口的設(shè)置等措施，確保結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心基本重合，以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。在另一方向遠(yuǎn)離樓層剛心處設(shè)置足夠數(shù)量的剪力墻，也可有效的限制一方向抗側(cè)力構(gòu)件偏置引起的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。
α——整體性系數(shù)；I——剪力墻對(duì)組合截面形心的慣性矩； ——扣除墻肢慣性矩后的剪力墻慣性矩； ——第j列連梁的折算慣性矩； ——第j列連梁的截面慣性矩。 ——梁截面形狀系數(shù)，矩形截面時(shí) =1.2； ——第j墻肢的慣性矩；m——洞口列數(shù)；h——層高； ——第j列洞口兩側(cè)墻肢形心間距離；H——剪力墻總高度； ——第j列洞口連梁計(jì)算跨度，取洞口寬度加連梁高度的一半； ——系數(shù)，
當(dāng)3～4個(gè)墻肢時(shí)取0.8；5～7個(gè)墻肢時(shí)取0.85；8個(gè)以上墻肢時(shí)取0.9。彈性階段，剪力墻的性能與整體系數(shù)α有關(guān)。整體系數(shù)為連梁剛度與墻肢剛度的比值。彈性分析表明：連梁剛度小、α≤1時(shí)，連梁對(duì)墻肢的約束彎矩很小，可以忽略連梁對(duì)墻肢的約束，把連梁看成是鉸接連桿，只傳遞水平力，墻肢各自承擔(dān)水平力，剪力墻的剛度、承載力為各墻肢剛度、承載力之和；連梁剛度大、α≥10時(shí)，連梁對(duì)墻肢的約束大，在水平力作用下，剪力墻的截面應(yīng)力分布接近直線，剪力墻接近整體墻，剪力墻的剛度，承載力大；1≤α≤10時(shí)，為聯(lián)肢剪力墻，工程中的剪力墻大部分為聯(lián)肢剪力墻；剪力墻洞口加寬，墻肢截面長(zhǎng)度減小，而連梁與墻肢的剛度比增大，α>>10時(shí)，剪力墻逐步變化為框架兩端與剪力墻在平面內(nèi)相連的梁為連梁。如果連梁以水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩和剪力為主，豎向荷載下的彎矩對(duì)連梁的影響不大（兩端彎矩仍然反號(hào)），那么該連梁對(duì)剪切變形十分敏感，容易出現(xiàn)剪切裂縫，則應(yīng)按規(guī)范有關(guān)連梁設(shè)計(jì)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般是跨度較小的連梁；反之，則宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，其抗震等級(jí)與所連接的剪力墻的抗震等級(jí)相同。
對(duì)于剪力墻連梁應(yīng)根據(jù)連梁的強(qiáng)弱采用不同的計(jì)算模型，當(dāng)為較強(qiáng)連梁（連梁的凈跨度ln與連梁截面高度h的比值ln/h5）時(shí)采用梁元模型計(jì)算。這樣更接近于真實(shí)情況。
高層建筑結(jié)構(gòu)在水平力作用下幾乎都會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，最大的位移角一般在結(jié)構(gòu)單元的盡端處，所以提高結(jié)構(gòu)本身的抗扭剛度，對(duì)滿足規(guī)范對(duì)位移角的限值有重大的意義。加大剛度的措施有：盡量在邊緣位置布置剪力墻；將周邊剪力墻加厚或加長(zhǎng)；利用窗臺(tái)空間將框架梁或弱連梁加高變成強(qiáng)連梁等當(dāng)梁的一端（或兩端）與剪力墻相連，且梁跨高比小于5的非懸臂梁稱為連梁。抗震設(shè)計(jì)的連梁由于其跨高比小，剛度大，常作為主要的抗震耗能構(gòu)件，在地震作用下（有時(shí)甚至在多遇地震作用下）連梁產(chǎn)生很大的塑性變形，剛度退化嚴(yán)重，而連梁的剛度退化加大了剪力墻的負(fù)擔(dān)，因此，在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)適當(dāng)考慮連梁剛度過早退化的工作特點(diǎn)，加大墻肢的設(shè)計(jì)內(nèi)力，對(duì)連梁的剛度折減是考慮連梁梁端出現(xiàn)的塑性變形，但不是連梁的失效。
剪力墻結(jié)構(gòu)是以剪力墻及因剪力墻開洞形成的連梁組成的結(jié)構(gòu)，其變形特點(diǎn)是彎曲型變形，目前有些項(xiàng)目采用了大部分由跨高比較大的框架梁聯(lián)系的剪力墻形成的結(jié)構(gòu)體系，這樣的結(jié)構(gòu)雖然剪力墻較多，但受力和變形特性接近框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)層數(shù)較多時(shí)對(duì)抗震是不利的，宜避免。
3、實(shí)例分析：
某住宅33層，層高2.9米，主要屋面標(biāo)高95.650，帶一層地下車庫(kù)，采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。平面長(zhǎng)約43米，寬約16.65米。建筑功能布置詳見圖3.1，北面中部集中設(shè)置了一部樓梯和四個(gè)電梯筒，是剪力墻布置比較集中的地方。南面由于設(shè)置了陽(yáng)臺(tái)，布置了大量的門連窗，需要剪力墻開大洞，因此形成了許多小墻肢。初算之后，結(jié)構(gòu)的剛心質(zhì)心偏離較大，結(jié)構(gòu)的第二周期為扭轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)總體思路削弱北面的墻，加強(qiáng)南面的墻，加厚東西兩側(cè)山墻，盡量使剛心質(zhì)心靠近。方案一：為避免北面小墻肢C，將墻肢C取消，開大洞口。北面由于墻體比較集中，將A墻肢取消。同時(shí)將南面墻厚及東西山墻加厚至300且延伸高度至26層。計(jì)算后周期較好，第二周期平動(dòng)系數(shù)0.76，Y向風(fēng)載位移1/1017，接近規(guī)范限值。詳見圖3.2，但筆者認(rèn)為該方案，多處開大洞，連梁跨高比均大于5，形成框架梁。在地震作用下，連梁失去耗能意義，對(duì)抗震不利。方案二：根據(jù)“弱化中間，加強(qiáng)周邊”的原則，將AC處墻肢補(bǔ)上，開小洞，減少洞口寬度，形成ln/h
4、結(jié)論
剪力墻結(jié)構(gòu)布置原則首先結(jié)合建筑功能布局將剪力墻均勻布置于平面，使剛心坐標(biāo)與質(zhì)心坐標(biāo)盡量靠近；其次根據(jù)“弱化中間，加強(qiáng)周邊”原則，加強(qiáng)周邊剪力墻，特別是離結(jié)構(gòu)剛心最遠(yuǎn)的剪力墻剛度以加大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度；然后根據(jù)位移等參數(shù)對(duì)墻體開必要的結(jié)構(gòu)洞口，但是不宜形成過多的框架梁，保證結(jié)構(gòu)的耗能特性。以上原則不分先后，也可同時(shí)進(jìn)行。依據(jù)這些原則使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得有目的性和有規(guī)律可循。
參考文獻(xiàn)：
[1]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）Techinical specification for concrete structures of tall building
[2]建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問答及分析/朱炳寅編著。—北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009 questions and analysis of building structure design—beijing： China Architecture & Building Press ，2009.
篇9
前言
全國(guó)各地對(duì)建筑工程施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行了認(rèn)真審查，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖審查更為嚴(yán)格。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖審查的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)安全和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況。由于目前的工程設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，且設(shè)計(jì)周期普遍偏短，結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)文件中存在某些質(zhì)量問題，本文通過一些施工圖審查結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并結(jié)合同行的討論，把這些經(jīng)常出現(xiàn)的問題整理列舉出來(lái)，供結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)和審查時(shí)參考。
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明
1、建筑抗震設(shè)防分類概念不清
建筑抗震設(shè)防類別的劃分是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的政策性很強(qiáng)的技術(shù)規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223—2008)的規(guī)定執(zhí)行，設(shè)計(jì)者應(yīng)深刻領(lǐng)會(huì)“分類標(biāo)準(zhǔn)”的內(nèi)涵，分析設(shè)計(jì)任務(wù)的性質(zhì)、規(guī)模、特點(diǎn)、對(duì)社會(huì)影響的大小等因素，合理地進(jìn)行建筑抗震設(shè)防分類。
2、建筑抗震設(shè)防分類正確，但結(jié)構(gòu)計(jì)算是否需要提高一度判斷有誤
如對(duì)定為重點(diǎn)設(shè)防類建筑的工程，將其地震作用也提高一度進(jìn)行抗震計(jì)算，就不符合《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223—2008)第3.0.3 條的要求。正確的做法是：對(duì)于重點(diǎn)設(shè)防類建筑，地震作用應(yīng)按本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度計(jì)算；其抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6°～8°時(shí)，應(yīng)按提高一度的要求進(jìn)行加強(qiáng)。
3、圖紙上只注明抗震設(shè)防烈度，而不注明設(shè)計(jì)基本地震加速度值和設(shè)計(jì)地震分組。設(shè)計(jì)基本地震加速度值除決定地震作用計(jì)算外，還根據(jù)建筑場(chǎng)地類別的情況，決定各類建筑所采取的抗震構(gòu)造措施。設(shè)計(jì)地震分組根據(jù)建筑場(chǎng)地類別的情況，決定抗震設(shè)計(jì)的“設(shè)計(jì)特征周期”。
4. 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)不夠重視
有的工程建筑因?yàn)樵煨托枰谖菝嫔嫌么u砌筑較高的女兒墻，僅在墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱與壓頂梁，也不進(jìn)行抗風(fēng)與抗震的驗(yàn)算，在大風(fēng)或地震作用下，有倒塌砸人或砸壞屋面板的可能，雖然是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未采取可靠措施，將給工程留下安全隱患。屋頂高大女兒墻采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)按懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，作為嵌固端的邊梁未考慮女兒墻傳來(lái)的扭矩作用，相鄰的屋面板也未加強(qiáng)，同樣存在安全隱患。
二、結(jié)構(gòu)計(jì)算或設(shè)計(jì)方法
1、結(jié)構(gòu)自振周期未折減
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ-2010 第4.3.16條規(guī)定，計(jì)算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期應(yīng)考慮非承重墻體的剛度影響予以折減。此條為強(qiáng)制性條文。但有些設(shè)計(jì)人員往往忽略了此折減系數(shù)，造成違反強(qiáng)制性條文。多、高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算分析時(shí)，只考慮了主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、剪力墻、柱、支撐等）的剛度，而沒有考慮非承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)剛度，因而計(jì)算的自振周期較實(shí)際的長(zhǎng)，按這一周期計(jì)算的地震力偏小。因此，《高規(guī)》規(guī)定應(yīng)考慮非承重墻體的剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)計(jì)算的自振周期予以折減。不同結(jié)構(gòu)體系周期折減系數(shù)可按《高規(guī)》4.3.17條取值。
2、 連梁剛度折減系數(shù)取值不合理
抗震設(shè)計(jì)的連梁由于其跨高比小，剛度大，常作為主要的抗震耗能構(gòu)件。在地震作用下（有時(shí)甚至在多遇地震作用下），連梁兩端的變位差較大，使連梁產(chǎn)生很大的塑性變形，剛度退化嚴(yán)重，而連梁剛度的退化加大了剪力墻的負(fù)擔(dān)，因此，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ-2010 第5.2.1條條文說(shuō)明規(guī)定，可考慮在不影響承受豎向荷載能力的前提下，允許其適當(dāng)開裂（降低連梁剛度）而把內(nèi)力轉(zhuǎn)移到剪力墻上。通常，設(shè)防烈度低時(shí)可少折減一些（6、7度時(shí)可取0.7），設(shè)防烈度高時(shí)可多折減一些（8、9度時(shí)可取0.5）。有些設(shè)計(jì)人員不考慮非抗震區(qū)還是抗震區(qū)，也不考慮設(shè)防烈度高低，為了連梁設(shè)計(jì)不超筋，不區(qū)別對(duì)待，均取用小值，如0.5，這樣取值是不合理的。規(guī)范條文明確指出，如果連梁的跨高比較大，重力作用效應(yīng)比水平風(fēng)或地震作用效應(yīng)更為明顯時(shí)，此時(shí)應(yīng)慎重考慮連梁的剛度折減問題，必要時(shí)可不進(jìn)行連梁剛度折減，以控制正常使用階段梁裂縫的發(fā)生和發(fā)展。并且新規(guī)范進(jìn)一步明確了僅在計(jì)算地震作用效應(yīng)可對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減，對(duì)如重力荷載、風(fēng)荷載作用效應(yīng)計(jì)算不宜考慮連梁剛度折減。
3、樓板計(jì)算假定應(yīng)用范圍不清楚
有些設(shè)計(jì)人員對(duì)“強(qiáng)制剛性樓板假”和“非強(qiáng)制剛性樓板假”的應(yīng)用范圍不是很清楚，現(xiàn)歸納如下;
1）對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)則性判別、結(jié)構(gòu)體系判別等其他整體指標(biāo)判別時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)制剛性樓板假定。主要計(jì)算項(xiàng)目有：層間位移角計(jì)算（）、扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)算、周期比（）計(jì)算、結(jié)構(gòu)底部?jī)A覆力矩比計(jì)算、結(jié)構(gòu)的剪重比計(jì)算、結(jié)構(gòu)的剛重比計(jì)算等。
2）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用彈性樓板假定（符合剛性樓板假定的結(jié)構(gòu)除外，程序計(jì)算時(shí)，取消強(qiáng)制剛性樓板假定的勾選）。主要計(jì)算的項(xiàng)目是：梁、板、柱、剪力墻等構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
4、 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中，各層框架總剪力的調(diào)整不合理
框架—剪力墻結(jié)構(gòu)在水平地震作用下，框架部分計(jì)算所得剪力一般都較小，為保證作為第二道防線的框架具有一定的抗側(cè)力能力，需要對(duì)框架承擔(dān)的剪力予以適當(dāng)調(diào)整，因此，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ-2010 第8.1.4條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的各層框架總剪力應(yīng)符合下列規(guī)定：滿足式（8.1.4） 要求的樓層，其框架總剪力不必調(diào)整；不滿足式（8.1.4）要求的樓層，其框架總剪力均按和二者的較小值采用。但有些設(shè)計(jì)人員不區(qū)分結(jié)構(gòu)豎向布置情況，各層框架總剪力均按和二者的較小值調(diào)整。在實(shí)際工程中，由于建筑立面體型變化多樣，框剪結(jié)構(gòu)在上部收進(jìn)或沿高度分段收進(jìn)是常見的現(xiàn)象（例如，主裙樓連成一體的建筑裙樓屋面處），此時(shí)框架樓層剪力的調(diào)整應(yīng)按《高規(guī)》8.1.4條所規(guī)定進(jìn)行分段調(diào)整，不能均按和二者的較小值調(diào)整，否則會(huì)使上部框架樓層剪力取值過大，甚至達(dá)到難以承受的程度。
三、結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面
1. 梁箍筋肢距不滿足要求
梁寬300 mm 的框架梁在梁端加密區(qū)內(nèi)的箍筋肢距往往不滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011- 2010) 第6.3.4 條的要求。寬300 mm 的框架梁一般配成雙肢箍，混凝土的環(huán)境類別為一類, 采用C30 混凝土, 箍筋直徑Φ10, 則箍筋肢距為260 mm, 當(dāng)抗震等級(jí)為一～三級(jí)時(shí)，不滿足規(guī)范的肢距要求。解決的辦法是在梁端加密區(qū)內(nèi)增設(shè)一根拉筋。
2、框架梁通長(zhǎng)鋼筋面積不滿足。當(dāng)框架梁抗震等級(jí)為一、二級(jí)，且梁支座配筋較大時(shí)，梁通長(zhǎng)鋼筋面積常不滿足要求， 這是因?yàn)楹鲆暳恕陡咭?guī)》JGJ 3- 2010 第6.3.3條的規(guī)定。
3、短柱箍筋未全高加密。有時(shí)忽視了由于樓梯平臺(tái)梁支承在框架柱上或雨篷梁支承在框架柱上， 使相鄰的框架柱形成短柱， 該柱應(yīng)沿柱全高加密箍筋。
4、 梁下部鋼筋間距不足
當(dāng)梁下部配筋較大（如大跨度梁、轉(zhuǎn)換梁等）時(shí)，下部鋼筋層數(shù)大于2層時(shí)，2層以上鋼筋水平方向的中距不滿足比下面2層的中距增大一倍的要求，這是忽視了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010第9.2.1條規(guī)定
結(jié)束語(yǔ)
以上只是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題的一部分，出現(xiàn)該問題主要是設(shè)計(jì)人員一方面對(duì)新規(guī)范不熟悉、不完全理解所致；另一方面是由于計(jì)算機(jī)程序現(xiàn)在運(yùn)用越來(lái)越普遍，很多人不重視中間計(jì)算和手算過程，只重視程序計(jì)算結(jié)果。
設(shè)計(jì)質(zhì)量是安全的保證，任何質(zhì)量問題都可能危及到建筑、人身的安全，甚至造成國(guó)家或個(gè)人財(cái)產(chǎn)的損失，因此設(shè)計(jì)人員一定要把確保設(shè)計(jì)質(zhì)量放在工作的首位，杜絕因設(shè)計(jì)質(zhì)量而引發(fā)工程事故。
參考文獻(xiàn)
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篇10
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》5.1.2作為強(qiáng)制性條文，明確規(guī)定設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)的樓面均布活荷載的折減系數(shù)，作為設(shè)計(jì)必須遵守的最低標(biāo)準(zhǔn)。作用在樓面上的活荷載，不可能以標(biāo)準(zhǔn)值的大小同時(shí)布滿在所有的樓面上，因此設(shè)計(jì)梁、柱、墻和基礎(chǔ)時(shí)，還有考慮實(shí)際荷載沿樓面分布的變異情況，也即在確定梁、墻、柱和基礎(chǔ)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，允許按樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以折減系數(shù)。
折減系數(shù)的確定實(shí)際上比較復(fù)雜，采用簡(jiǎn)化的概率統(tǒng)計(jì)模型來(lái)解決這個(gè)問題還不夠成熟。規(guī)范通過從屬面積來(lái)考慮荷載折減系數(shù)。對(duì)于支撐單向板的梁，其從屬面積為梁兩側(cè)各延伸二分之一的梁間距范圍內(nèi)的面積；對(duì)于支撐雙向板的梁，其從屬面積由板面的剪力零線圍成。對(duì)于支撐梁的柱，其從屬面積為所支撐梁的從屬面積的總和；對(duì)于多層房屋，柱的從屬面積為其上部所有柱從屬面積的總和。
2 SATWE中如何進(jìn)行柱、墻活荷載折p設(shè)置
用PMCAD擬建一辦公樓，共五層，各層平面布置圖相同，見下圖1。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》5.1.2第2項(xiàng)規(guī)定，設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)，房屋類別為規(guī)范表5.1.1第1（1）項(xiàng)時(shí)，活荷載按樓層折減系數(shù)見圖5。這里考慮的是在多層或高層建筑中，上、下樓層同時(shí)達(dá)到活荷載設(shè)計(jì)值的可能性，也就是活荷載同時(shí)出現(xiàn)的概率的大小問題，一般情況下，樓層數(shù)量越多，各層活荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性就越小。從規(guī)范表5.1.2可以看出，計(jì)算截面以上的樓層數(shù)越多，相應(yīng)的折減系數(shù)的數(shù)值就越小。查找系數(shù)注意是指墻、柱計(jì)算截面以上的樓層數(shù)，屋面層不計(jì)入在內(nèi)。在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義菜單下的活荷信息中，勾選墻、柱設(shè)計(jì)時(shí)勾選“折減”選項(xiàng)，折減系數(shù)定義正確與否，可以在后面SATWE子菜單中活荷載折減系數(shù)補(bǔ)充定義中查看。例如此辦公樓，一層柱計(jì)算截面以上樓層數(shù)為4，按照5.1.2表，折減系數(shù)為0.70，見圖2。二、三層柱計(jì)算截面以上樓層數(shù)為3，2，折減系數(shù)為0.85，見圖3。而四層柱計(jì)算截面以上樓層數(shù)為1，折減系數(shù)取1.00，見圖4。五層柱計(jì)算截面以上是屋面層，不參與折減。設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意房屋類別，如果是表5.1.1中第1（2）～7項(xiàng)應(yīng)采用與其樓板梁相同的折減系數(shù)。特別需要注意的是SATWE對(duì)于柱、墻的活荷載折減，只是在混凝土構(gòu)件配筋、鋼構(gòu)件驗(yàn)算考慮，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力文件沒有考慮。
3 如何在構(gòu)件計(jì)算結(jié)果中查看折減系數(shù)
在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義中定義墻、柱活荷載折減系數(shù)，最后在哪里查看此參數(shù)定義是否參與構(gòu)件計(jì)算中呢？各荷載工況下構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力簡(jiǎn)圖是不考慮折減系數(shù)的，是否設(shè)置折減系數(shù)，其內(nèi)力簡(jiǎn)圖是一樣的。我們可以點(diǎn)擊“混凝土構(gòu)件配筋及鋼構(gòu)件驗(yàn)算簡(jiǎn)圖”進(jìn)入界面，在構(gòu)件信息中點(diǎn)擊柱信息，打開TXT文本，可以看到某個(gè)柱構(gòu)件設(shè)計(jì)信息，在構(gòu)件驗(yàn)算設(shè)計(jì)信息中RLIVEC就是此柱的折減系數(shù)。
折減系數(shù)會(huì)影響計(jì)算軸壓比的控制軸力，還有柱縱筋與箍筋的配置。
4 結(jié)束語(yǔ)
使用柱、墻活荷載折減系數(shù)時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：（1）使用折減系數(shù)一定要注意房屋類別，程序不具備判斷功能，需要設(shè)計(jì)人員人為判斷，在SATWE中選出與實(shí)際工程情況符合的折減系數(shù)。（2）注意按樓層折減，墻、柱計(jì)算截面以上的層數(shù)，是指樓面層，不包括屋面層。（3）對(duì)于底盤、裙房部分的柱、墻截面都直接按照最高的樓層數(shù)取用折減系數(shù)是不合理的，可能造成對(duì)活荷載的折減過多。對(duì)于各層的柱、墻和基礎(chǔ)應(yīng)該按照它上方實(shí)際的樓層數(shù)來(lái)確定活荷載的折減系數(shù)，對(duì)各層平面上的每根構(gòu)件應(yīng)該分別取值。為此SATWE提供“活荷載折減系數(shù)補(bǔ)充定義”菜單，可以對(duì)每一層的每個(gè)柱，單獨(dú)定義下折減系數(shù)。方便用戶靈活設(shè)置參數(shù)。
篇11
Keywords： Engineer； Structural principle； Conceptual design
1.關(guān)于梁扭矩的折減系數(shù)
高規(guī)5.2.4條高層建筑結(jié)構(gòu)樓面梁受扭計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮現(xiàn)澆樓板對(duì)梁的約束作用（有時(shí)候還有次梁的約束）。當(dāng)計(jì)算中未考慮現(xiàn)澆樓蓋對(duì)梁扭轉(zhuǎn)的約束作用時(shí)，對(duì)梁的計(jì)算扭矩予以折減。折減系數(shù)的取值應(yīng)根據(jù)梁周圍樓改的約束情況確定。常規(guī)設(shè)計(jì)中梁兩側(cè)都有現(xiàn)澆樓板時(shí)，可取0.4，當(dāng)為獨(dú)立梁（兩側(cè)均無(wú)樓板）時(shí)，應(yīng)取1.0計(jì)算。設(shè)計(jì)中有時(shí)候恰恰就容易忽略獨(dú)立梁的情況，對(duì)結(jié)構(gòu)所有的梁扭矩統(tǒng)一進(jìn)行了0.4的折減。需要特別注意：梁扭矩折減系數(shù)和彎矩折減調(diào)幅系數(shù)不同，程序?qū)εぞ卣蹨p后一般都沒有進(jìn)行節(jié)點(diǎn)扭矩和彎矩的平衡驗(yàn)算，也就是說(shuō)，被折減下來(lái)的扭矩實(shí)際上就缺失了（如果確實(shí)周邊沒有樓板的約束），這樣的話對(duì)獨(dú)立梁來(lái)說(shuō)就存在風(fēng)險(xiǎn)。必須采取措施，一是調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，避免這種情況，二是取扭矩折減系數(shù)為1.0，不考慮扭矩折減進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，并包絡(luò)設(shè)計(jì)。
2.對(duì)框架梁跨高比的認(rèn)識(shí)
規(guī)范對(duì)框架梁的截面剪應(yīng)力及截面尺寸及跨高比都有所規(guī)定，但總感覺還不是很透徹。實(shí)際上與長(zhǎng)短柱混雜的概念一樣（一般設(shè)計(jì)上對(duì)短柱都有充分的認(rèn)識(shí)）。長(zhǎng)、短梁在同一榀框架中并存，也是極為不利的，短跨梁在水平力的作用下，剪力很大，梁端正、負(fù)彎矩也很大，其配筋全部由水平力控制，豎向荷載基本上不起作用。同時(shí)，由于梁的剪力增大，也會(huì)使支撐柱的軸力大幅增大，這顯然不符合協(xié)同工作原則，結(jié)構(gòu)造價(jià)也會(huì)提高。在一些公寓樓、辦公樓、教學(xué)樓中容易出現(xiàn)這樣在同一榀框架中出現(xiàn)長(zhǎng)短梁的情況，需要引起足夠的重視。
3.強(qiáng)柱弱梁的實(shí)現(xiàn)
強(qiáng)柱弱梁概念作為抗震設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要概念，實(shí)現(xiàn)框架抗震性能實(shí)現(xiàn)的重要措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是必須要重視的，并要保證他的順利實(shí)現(xiàn)。汶川地震表明：強(qiáng)柱弱梁是框架實(shí)現(xiàn)梁鉸機(jī)制的重要結(jié)構(gòu)措施。高規(guī)6.2.1條明確規(guī)定：抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除頂層、柱軸壓比小于0.15者及框支柱節(jié)點(diǎn)（框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)一般難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁，故可不驗(yàn)算，而通過規(guī)定相應(yīng)的抗震措施得以保證）外，框架的梁、柱節(jié)點(diǎn)處考慮地震作用M合的柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求：
（1）一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的框架：
ΣMc=1.2ΣMbua
（2）其他情況：
ΣMc=ηcΣMb
《抗規(guī)》6.2.2條及《混凝土規(guī)范》（第11.4.1條）均有類似規(guī)定。
梁端的正彎矩與其相鄰跨的梁端負(fù)彎矩組成強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算中的梁端總彎矩，同樣梁端（梁端的頂部和底部）實(shí)配鋼筋直接影響梁端的實(shí)際受彎承載力，對(duì)強(qiáng)柱弱梁的實(shí)現(xiàn)意義重大。而設(shè)計(jì)中不合理的構(gòu)造往往會(huì)影響強(qiáng)柱弱梁的實(shí)現(xiàn)，甚至與帶來(lái)災(zāi)難。如不合理的構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算加大了梁端實(shí)際配筋，驗(yàn)算梁端截面的裂縫寬度時(shí)，內(nèi)力取值與實(shí)際截面位置不統(tǒng)一（內(nèi)力取自柱截面范圍內(nèi)的梁計(jì)算端部，不是真正的梁端，應(yīng)取柱邊緣處梁的真實(shí)截面），這種內(nèi)力與計(jì)算截面的不一致，導(dǎo)致梁端計(jì)算彎矩過大，梁端裂縫寬度計(jì)算值大于實(shí)際值。同時(shí)，加大梁端配筋，對(duì)強(qiáng)柱弱梁的實(shí)現(xiàn)極為不利。二是人為的對(duì)梁端鋼筋的超配，加大了梁端實(shí)際受彎承載力與計(jì)算受彎承載力的差距，亦使強(qiáng)柱弱梁的實(shí)現(xiàn)困難。鑒于柱鋼筋在整個(gè)結(jié)構(gòu)造價(jià)中的比重比較低，為保證強(qiáng)柱弱梁的順利實(shí)現(xiàn)，建議對(duì)柱子配筋做1.1～1.25的放大。而嚴(yán)格控制梁端的實(shí)配鋼筋，對(duì)梁端鋼筋不宜進(jìn)行超配，甚至可以適當(dāng)考慮現(xiàn)澆樓板中的鋼筋對(duì)框架梁端部實(shí)際的正截面抗震受彎承載力的影響。
4.對(duì)角柱要有足夠的重視
多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是為了抵抗水平力的作用，防止扭轉(zhuǎn)。為有效的抵抗水平力作用，平面上兩個(gè)正交方向的尺寸宜盡量接近，目的是保證這兩個(gè)方向上的“慣性矩”相等，防止一個(gè)方向強(qiáng)度（剛度）儲(chǔ)備太大，而另一個(gè)方向偏弱。因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（墻、柱）宜四周布置，以增大整體的抗側(cè)剛度及抗扭剛度。防止扭轉(zhuǎn)的目的是因?yàn)樵谂まD(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，各柱節(jié)點(diǎn)水平位移不等，距扭矩中心較遠(yuǎn)的角柱剪力很大，而中柱的剪力較小。破壞由外向里，先外后里。為了防止扭轉(zhuǎn)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱布置，宜設(shè)在結(jié)構(gòu)的兩端，緊靠四周設(shè)置，以增大抗扭慣性矩。因此高層建筑中，盡管角柱軸壓比較小，但其在抗扭過程中作用卻很大（弱角柱先壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度或強(qiáng)度下降，中柱必定依次破壞）。此外在水平力作用下，角柱軸力的變化幅度也會(huì)很大，這樣勢(shì)必要求角柱有較大的變形能力，足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備。像《高規(guī)》6.2.4條，抗震設(shè)計(jì)框架角柱應(yīng)按雙向偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力驗(yàn)算，一、二、三、四級(jí)框架角柱彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以不小于1.1的增大系數(shù)。以及6.4.4條邊柱、角柱以及剪力墻端柱考慮地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時(shí)，柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25%，可見角柱的重要性。因此，角柱設(shè)計(jì)時(shí)在承載力和變形能力上都應(yīng)有較多考慮，如加大箍筋、縱筋，包括截面尺寸，以控制軸壓比限制，保證柱子的變形能力。
5.如何把握剪力墻結(jié)構(gòu)的適宜剛度
在剪力墻結(jié)構(gòu)中，一般結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較大，而延性較差，有條件可以通過調(diào)整剪力墻的連梁剛度，并通過連梁的變形耗能，改善剪力墻結(jié)構(gòu)的延性。但正如《高規(guī)》7.1.1條的條文說(shuō)明敘述：本規(guī)程所指的剪力墻結(jié)構(gòu)是以剪力墻及因剪力墻開洞形成的連梁組成的結(jié)構(gòu)，其變形特點(diǎn)為彎曲型變形，目前有些項(xiàng)目采用了大部分由跨高比較大的框架梁聯(lián)系的剪力墻形成的結(jié)構(gòu)體系，這樣的結(jié)構(gòu)雖然剪力墻較多，但受力和變形特性接近框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)層數(shù)較多時(shí)對(duì)抗震是不利的，宜避免。可見連梁的剛度也不是越小越好，過小的連梁剛度，減弱了連梁的耗能能力，使剪力墻結(jié)構(gòu)成為全部為獨(dú)立墻肢加弱連梁的壁式框架結(jié)構(gòu)，對(duì)抗震不利。因此，度的拿捏很重要。
6.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻作為第一道防線吸收了很大部分的地震作用，同時(shí)當(dāng)剪力墻布置相對(duì)集中時(shí)，考慮地震作用組合的基礎(chǔ)面積較大，而框架柱下的則基礎(chǔ)面積較小。這樣會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問題，一是剪力墻下基礎(chǔ)面積過大，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)很困難；二是在正常使用條件下框架柱與剪力墻基礎(chǔ)的差異沉降較大，影響結(jié)構(gòu)的安全及正常使用。框架-核心筒、板柱-剪力墻等結(jié)構(gòu)體系都有類似問題。因此當(dāng)按地震作用標(biāo)準(zhǔn)組合效應(yīng)確定基礎(chǔ)面積或樁數(shù)量時(shí)，必須對(duì)改問題有足夠的重視，可以充分考慮剪力墻下基礎(chǔ)的各種有利因素，如樁同作用等，以適當(dāng)減少剪力墻下的基礎(chǔ)面積，并使剪力墻下基礎(chǔ)面積與正常使用狀態(tài)下需要的面積相差不要太多。
結(jié)語(yǔ)：
在一w化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)全面應(yīng)用的今天，對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴越來(lái)越嚴(yán)重，甚至與計(jì)算機(jī)結(jié)果明細(xì)的不合理，甚至錯(cuò)誤而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。尤其是現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多的缺陷或不可計(jì)算性，比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來(lái)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。為此，結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，不斷的學(xué)習(xí)，深入、深刻的了解給類結(jié)構(gòu)的性能，不斷豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，并能有意識(shí)的運(yùn)用他們，方能使設(shè)計(jì)成果越來(lái)越創(chuàng)新、完善。
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[3] 朱炳寅.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問答及分析.第二版.
篇12
框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，通常的做法是不考慮填充墻的抗側(cè)力作用，在PKPM建模時(shí)只建純框架不建入填充墻，只將墻體重量用線荷載的形式加載到框架梁上，在抗震計(jì)算時(shí)，根據(jù)填充墻的數(shù)量，對(duì)框架結(jié)構(gòu)的自振周期進(jìn)行適當(dāng)折減，以此放大計(jì)算得到的地震作用，這是目前普遍采用的計(jì)算處理方法。實(shí)際上這是純框架的計(jì)算方法。但是，這種周期折減系數(shù)的做法是對(duì)填充墻作用的大致估計(jì)，不能真實(shí)反映填充墻不均勻布置下結(jié)構(gòu)剛度的變化。有關(guān)試驗(yàn)研究表明，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大水平位移時(shí)，即使采用輕質(zhì)砌塊填充墻，帶填充墻的框架結(jié)構(gòu)的剛度也比純框架結(jié)構(gòu)的剛度大數(shù)倍。因此在遭遇地震，尤其是強(qiáng)震時(shí)，如果不考慮填充墻的剛度影響，會(huì)造成結(jié)構(gòu)實(shí)際受到的地震作用大于計(jì)算值，這對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是不安全的。
二.填充墻在豎向不均勻布置對(duì)框架結(jié)構(gòu)的不利影響
（1）上下樓層墻體數(shù)量相差過大，導(dǎo)致下柔上剛，相鄰層側(cè)向剛度急劇變化，形成薄弱層，在地震作用下，底層的彈性位移遠(yuǎn)大于上層，且結(jié)構(gòu)傾覆力矩幾乎全由底層承擔(dān)。（附圖1）
（2）填充墻由于門、窗洞口的要求，在柱高范圍內(nèi)不完全布置，使柱獨(dú)立部分長(zhǎng)度縮短形成短柱，造成在地震作用下形成脆性彎壓和剪壓破壞。（附圖2）
實(shí)例一：新疆沙雅縣某小學(xué)食宿樓，抗震設(shè)防烈度為7度，建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類，一層層高4.2米，二～三層層高3.6米， X方向9跨共65.8米，Y方向2跨共16.8米，一層為餐廳，二、三層為學(xué)生宿舍，首層平面布置如附圖3。現(xiàn)將本工程采用兩種計(jì)算模型對(duì)比分析。
模型一：所有填充墻均以線荷載的形式加載到框架梁上。
模型二：所有填充墻均以實(shí)墻形式加載到框架梁上。墻體材料為混凝土砌塊，砌體容重取12KN/。
部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比如下：
參數(shù)名稱 樓層號(hào) 模型編號(hào) 備注
模型一 模型二
X Y X Y
最大層間位移角 3 1/1780 1/1519 1/9999 1/9999 《抗規(guī)》5.5.1
2 1/1021 1/870 1/9999 1/7756
1 1/1194 1/966 1/8665 1/4327
最大層間位移與平均層間位移比 3 1.02 1.22 1.03 1.20 《高規(guī)》3.4.5
2 1.03 1.19 1.02 1.20
1 1.03 1.19 1.02 1.20
本層與上一層側(cè)移剛度70%或上三層平均側(cè)移剛度80%的比 3 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 （根據(jù)《高規(guī)》3.5.2）規(guī)定，此值不應(yīng)小于1，若小于1則為薄弱層
2 1.5745 1.5109 1.4504 1.6895
1 1.4158 1.4357 0.7247 0.7248
地震作用下樓層剪力 3 1236.17 1258.59 1504.99 1519.79
2 2320.77 2370.22 2650.44 2646.15
1 3515.55 3076.11 3515.45 3492.11
周期比 （Tt/T1） 0.87 0.78 《高規(guī)》3.4.5
通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比可知：1.模型二的周期比及最大層間位移角減小，說(shuō)明填充墻的存在使整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度增大；2.由第二層由于填充墻布置較多，其剛度比首層明顯增大很多，這使得結(jié)構(gòu)豎向剛度出現(xiàn)突變，填充墻較少的首層成為了薄弱層。
附圖3：
三. 填充墻在平面內(nèi)不均勻布置對(duì)框架結(jié)構(gòu)的不利影響
建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)告訴我們，結(jié)構(gòu)的平面布置宜盡量均勻?qū)ΨQ。實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，我們往往可以做到主體結(jié)構(gòu)的梁柱布置對(duì)稱，卻忽視了填充墻平面布置的對(duì)稱性，有時(shí)又因?yàn)榧追皆诤笃谑褂眠^程中的盲目改造導(dǎo)致填充墻的嚴(yán)重不均勻布置。這就造成了結(jié)構(gòu)平面剛度不均勻，平面剛心和質(zhì)心不重合，引起在地震作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)破壞。
實(shí)例二：新疆巴里坤縣某賓館，抗震設(shè)防烈度為8度，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地上四層，層高均為3.6米，計(jì)算嵌固端為基礎(chǔ)頂， X方向5跨共39米，Y方向2跨共14米。應(yīng)甲方要求，前后做了兩種方案。方案一：一～三層均為客房，四層右側(cè)兩跨為大會(huì)議室。方案二：將一～二層左半側(cè)改為餐廳。現(xiàn)將兩種方案的計(jì)算模型對(duì)比分析。所有填充墻均以線荷載的形式加載到框架梁上；方案二所有填充墻均以實(shí)墻形式加載到框架梁上。墻體材料為混凝土砌塊，砌體容重取12KN/。
部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比如下：
參數(shù)名稱 樓層號(hào) 方案編號(hào) 備注
方案一 方案二
X Y X Y
最大層間位移角 4 1/1118 1/1114 1/8987 1/5111 《抗規(guī)》5.5.1
3 1/779 1/726 1/5976 1/3488
2 1/661 1/629 1/3890 1/1820
1 1/856 1/863 1/3687 1/1901
最大層間位移與平均層間位移比 4 1.06 1.13 1.05 1.06 《高規(guī)》3.4.5
3 1.07 1.21 1.12 1.17
2 1.07 1.19 1.03 1.35
1 1.06 1.15 1.04 1.35
地震作用下樓層剪力 4 1472.68 1481.50 1882.18 1829.75
3 2583.99 2616.42 3289.69 3135.52
2 3398.97 3441.76 4307.38 4058.93
1 3839.66 3878.59 4900.33 4579.02
通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比可知：方案一的模型因填充墻布置左右比較對(duì)稱，質(zhì)心剛心偏移較小，沒有發(fā)生較大扭轉(zhuǎn)，層間位移變化較小；方案二模型計(jì)算數(shù)據(jù)中最大層間位移與平均層間位移比在y方向從上到下增大很多，這是由于填充墻布置不均勻?qū)е赂鲗淤|(zhì)心剛心偏移較大，結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。
四.結(jié)論及建議
通過以上分析可以看出填充墻無(wú)論是在豎向還是平面內(nèi)的不均勻布置都對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很不利的影響。對(duì)于底部放空這類“頭重腳輕”的填充墻豎向不均勻布置的情況，必須慎重處理結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，考慮填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響，避免薄弱層及短柱的出現(xiàn)，可采取以下辦法：（1）加大底層側(cè)向剛度，增強(qiáng)柱子延性，柱箍筋全高加密；（2）盡量減少上部填充墻數(shù)量及重量。（3）SATWE軟件框架結(jié)構(gòu)計(jì)算中不能根據(jù)剪切剛度自動(dòng)定義薄弱層，對(duì)于豎向填充墻數(shù)量相差非常大的情況，可根據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析人為指定薄弱層。對(duì)于填充墻平面內(nèi)不均勻布置的情況，可從以下方面考慮：（1）在設(shè)計(jì)初期應(yīng)該與建筑專業(yè)密切配合，合理調(diào)整房間布置，盡量使填充墻布置左右、上下對(duì)稱均勻。（2）嚴(yán)格控制框架結(jié)構(gòu)后期使用過程中的不合理改、擴(kuò)建，避免填充墻的數(shù)量及位置變化過大。
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篇13
本文只介紹主塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于裙房與主塔樓在0.00m以上采用伸縮縫分開，故主塔樓上部結(jié)構(gòu)采取單獨(dú)的計(jì)算模型進(jìn)行分析，以下為主樓底層結(jié)構(gòu)平面圖和三維計(jì)算模型示意圖。
1. 主體結(jié)構(gòu)選型
本工程核心筒呈圓形，其高寬比為6.9，主外框柱繞其環(huán)形布置，整體結(jié)構(gòu)基本均勻?qū)ΨQ。中央核心筒內(nèi)徑14.1m，主外框柱距核心筒壁約9.2m。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)形式，核心筒結(jié)合建筑中央樓電梯間布置貫通落地，于樓梯、電梯分隔處布置內(nèi)隔剪力墻，這樣既有利于建筑防火分隔要求，又提高了建筑平面使用系數(shù)，且易于發(fā)揮核心筒承重、抗側(cè)力的核心作用。外框柱距也較好地滿足建筑對(duì)景觀視野的要求，保證靈活的室內(nèi)使用空間，提高建筑使用質(zhì)量。
在這里先說(shuō)明一下框架-核心筒的定義，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010（以下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》）表6.1.1注2：“框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)”，即筒體-稀柱結(jié)構(gòu)。它要求核心筒必須能作為一個(gè)獨(dú)立的懸臂筒體結(jié)構(gòu)體系，可以承擔(dān)絕大部分的剪力（一般可>85%）和大部分的傾覆彎矩(一般可>60%)，同時(shí)外框架必須是稀柱框架（柱距一般8~12m），只需承擔(dān)很小一部分的剪力和相當(dāng)部分的傾覆彎矩。根據(jù)這個(gè)內(nèi)力分擔(dān)特性，核心筒就顯得非常之關(guān)鍵，因?yàn)橐坏┌l(fā)生破壞，后果會(huì)比較嚴(yán)重，所以框架-核心筒結(jié)構(gòu)的核心筒抗震要求比框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻更加嚴(yán)格。
而在抗震設(shè)計(jì)中為了能讓稀柱框架有足夠的承載力潛力起到二道防線的作用，通常要求稀柱框架承擔(dān)的地震剪力不宜過小，比如大于15%（超高層也可能放松至5-10%）。這其實(shí)也就相當(dāng)于要求柱截面的面積率不宜過小，因此可以得出一個(gè)很重要的概念：稀柱框架并不意味著減小柱的面積和線剛度，而是可以相對(duì)減小了梁的線剛度。
我們來(lái)看一下本工程底層柱承擔(dān)的傾覆彎矩（KN?m）及地震剪力（KN）：
方向 柱傾覆彎矩 墻傾覆彎矩 柱傾覆彎矩百分比
X 171856 1039245 14.19%
Y 180658 972162 15.67%
方向 柱剪力 墻剪力 柱剪力百分比
X 758 13077 5.48%
Y 898 13124 6.4%
可以看出，結(jié)構(gòu)底部核心筒承擔(dān)了大部分的地震剪力和傾覆力矩，計(jì)算結(jié)果符合框架及核心筒的內(nèi)力分擔(dān)要求，是一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)選型，此時(shí)外框柱剪力尚需做進(jìn)一步內(nèi)力調(diào)整以滿足二道防線的承載力要求。
2．結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度
本工程采用整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，屬于剛接筒體-稀柱框架結(jié)構(gòu)體系，樓屋面梁與中央核心筒及周邊稀柱框架的連接為連續(xù)性剛接，連接節(jié)點(diǎn)不僅要承受和傳遞重力荷載及水平荷載作用下梁端剪力和彎矩，而且為了保證中央核心筒承載能力和整體結(jié)構(gòu)抗震延性，通常會(huì)將重力荷載下核心筒應(yīng)力水平比框架柱壓應(yīng)力水平控制低些，這樣樓屋面梁就還要協(xié)調(diào)中央核心筒和框架柱之間軸向變形差異，使自身在重力荷載下已處于較為不利的較高應(yīng)力狀態(tài)。
樓屋面梁將中央核心筒和框架邊柱層層相連，各層梁的抗彎剛度都發(fā)揮了作用，整體結(jié)構(gòu)空間抗側(cè)性能發(fā)揮極佳，周邊稀柱框架不但沒有剪力滯后效應(yīng)，反而“剪力提前”――水平荷載方向上與樓屋面梁直接相連的框架邊柱軸力、剪力反而比非荷載方向上柱大。由此可見，樓屋面梁非常有效地參與了整體結(jié)構(gòu)抗側(cè)工作，整個(gè)周邊框架受力比較均勻合理。
為了有效發(fā)揮周邊框架柱的抗側(cè)作用，減小中央核心筒承受的傾覆力矩，縮小核心筒與周邊框架柱重力荷載作用下壓應(yīng)力水平差異，本工程并沒有采用[參考文獻(xiàn)]4提到的減小梁高的設(shè)計(jì)手法，而是直接采用常規(guī)梁截面350x700，跨高比約13.5。
從層間位移角曲線圖可以看出，由于樓屋面梁剪力對(duì)相連接豎向構(gòu)件彎曲變形的抑制，結(jié)構(gòu)層間位移角從下往上先逐漸增大，至一定高度后，則逐漸減小。整體曲線光滑無(wú)突變，結(jié)構(gòu)剛度沿豎向變化均勻，計(jì)算所得最大層間位移角比規(guī)范要求略有富余。
3. 構(gòu)件截面強(qiáng)度延性控制
對(duì)高層建筑豎向構(gòu)件在重力荷載、水平荷載共同作用下軸壓比的控制，是保證高層建筑結(jié)構(gòu)延性、安全度的重要措施。震害調(diào)查及實(shí)驗(yàn)研究表明，軸壓比較低的豎向構(gòu)件延性較好，反之延性較差。
由于本工程為婦女兒童活動(dòng)中心，框架及核心筒抗震構(gòu)造措施均按一級(jí)考慮。外框架柱軸壓比均控制在0.7以內(nèi)，每層取相同截面。1~7層為900X1000mm， 8~16層為800X900mm，16以上層為700X800mm，柱長(zhǎng)邊順筒體徑向布置。中央核心筒軸壓比控制在0.5以內(nèi)，核心筒連梁設(shè)置交叉暗撐以提高延性。為確保核心筒剛度，外筒壁厚1~7層取為500mm，8~16層為450mm，16以上層為400mm，由于內(nèi)隔墻對(duì)筒體抗彎剛度貢獻(xiàn)較小，主要幫助外筒承受重力荷載，取其墻厚200~250mm。柱墻混凝土等級(jí)各層相同，隨結(jié)構(gòu)高度由C50逐漸減小至C35。
在實(shí)際的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，其剛度構(gòu)成、荷載形成是一個(gè)隨施工方法變化而變化的復(fù)雜過程，且混凝土本身又是一種彈塑性材料，其彈塑性性能隨施工工藝方法不同而有所不同，即使在低應(yīng)力、小應(yīng)變的情況下，混凝土仍有其固有的彈塑性性能。再加上非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)剛度、地震力的影響，使得真實(shí)結(jié)構(gòu)分析變得極其復(fù)雜。盡管結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件技術(shù)不斷發(fā)展，計(jì)算精度不斷提高，但是計(jì)算的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與實(shí)際內(nèi)力不可避免地總存在著一定的差距，故從嚴(yán)控制豎向構(gòu)件軸壓比有利于彌補(bǔ)此差異帶來(lái)的結(jié)構(gòu)隱患，有利于保證結(jié)構(gòu)安全工作。
4. 樓梯影響
汶川地震后，讓大家注意到樓梯對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響，《抗規(guī)》6.1.15指出：“樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時(shí)，應(yīng)計(jì)入樓梯構(gòu)件對(duì)地震作用及其效應(yīng)的影響”。
樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在其斜撐作用，通過將樓梯作為斜桿（斜板）模擬計(jì)算可知，其彈性側(cè)向剛度相對(duì)框架結(jié)構(gòu)是不可忽略的，對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)影響也很大。但是在樓梯間四周有鋼筋混凝土剪力墻圍合的結(jié)構(gòu)（如框架-核心筒）計(jì)算中，其彈性側(cè)剛度的影響是可以忽略的。但實(shí)際地震時(shí)，樓梯的彈塑性性能究竟如何，尚沒有明確的結(jié)論，還需要不斷研究。
5.結(jié)語(yǔ)
對(duì)于結(jié)構(gòu)工程師而言，一個(gè)優(yōu)秀的作品并不僅僅是在正常使用狀況下的結(jié)構(gòu)安全，更重要的是如何做到讓結(jié)構(gòu)“大震不倒”，這才是我們應(yīng)該追求的最高境界。關(guān)于這一點(diǎn)，很多前輩給我們做了示范，比較典型的如林同炎大師設(shè)計(jì)的美洲銀行，在馬那瓜罕遇強(qiáng)震中，昂然不倒，樓立墟群，這也可以說(shuō)是概念設(shè)計(jì)的勝利。因?yàn)榈卣饛谋举|(zhì)上講并非一個(gè)力，而是一個(gè)能量概念，也就是說(shuō)要求結(jié)構(gòu)必須具備足夠的耗散地震能量的能力。
對(duì)于框架-核心筒結(jié)構(gòu)，我們要認(rèn)清結(jié)構(gòu)的受力特性，著手做好核心筒剪力墻、外框架柱的布置方案，設(shè)置多道抗震防線，分配好周邊框架和核心筒之間的剛度，從整體上保證力流的簡(jiǎn)潔、順暢。不能一開始就只是看到配筋，看計(jì)算結(jié)果的紅不紅，若如此，即使配筋做的再精細(xì)，實(shí)則本末倒置。
參考文獻(xiàn)：
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