基础结构设计的基本知识：结构设计常见问题解析
基础结构设计的基本知识：结构设计常见问题解析1）在设计中，经常遇到结构平面凹凸不规则、楼板不连续等情况，使结构平面出现细腰、弱连接部位；这种情况除计算考虑弱连接楼板变形影响外（如考虑弹性楼板计算），构造上应对弱连接部位的梁板采取相应的加强措施：如适当加厚弱连接楼板的板厚，对弱连接处的梁、板配筋适当加强并将上下纵筋拉通，适当加大弱连接处边梁两侧的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱连接楼板平面内的承载能力。1、地上结构3）在输入风荷载信息中，结构基本周期取值与结构计算第1周期相差过大。结构基本周期可直接取用经计算得到的结构第1周期数值填入，再对结构重新计算，以使结构风荷载的计算更为准确。4）多层混凝土结构整体计算，当楼层的弹性水平位移比大于1.3时，仍未计入双向水平地震作用下的扭转影响。根据《建筑抗震设计规范》，当楼层的弹性水平位移比大于1.2时，结构属于平面扭转不规则，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。建议当
一、结构计算应注意的问题
1、采用程序进行结构整体计算时，对计算参数及计算假定选用不当，影响了计算结果的准确性、可靠性，甚至影响了结构的安全性。
1）计算中对是否点取“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”选用不当。在计算中应采用符合实际情况的楼板刚度计算假定；当结构存在楼板开大洞、不连续、弱连接等情况，不符合刚性楼板假定时，应采用“弹性楼板假定”计算，同时地震作用应采用总刚分析方法计算；而计算结构的位移比时，则应选用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”进行补充计算。
2）在计算框架结构、框架-剪力墙结构、带转换层的结构时，计算层刚度比选用“剪切刚度”不妥，宜选用“剪弯刚度”计算各层侧向刚度比。
3）在输入风荷载信息中，结构基本周期取值与结构计算第1周期相差过大。结构基本周期可直接取用经计算得到的结构第1周期数值填入，再对结构重新计算，以使结构风荷载的计算更为准确。
4）多层混凝土结构整体计算，当楼层的弹性水平位移比大于1.3时，仍未计入双向水平地震作用下的扭转影响。根据《建筑抗震设计规范》，当楼层的弹性水平位移比大于1.2时，结构属于平面扭转不规则，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。建议当楼层的弹性水平位移比大于1.2时，宜计入双向水平地震作用下的扭转影响。
二、结构构造应注意的问题
1、地上结构
1）在设计中，经常遇到结构平面凹凸不规则、楼板不连续等情况，使结构平面出现细腰、弱连接部位；这种情况除计算考虑弱连接楼板变形影响外（如考虑弹性楼板计算），构造上应对弱连接部位的梁板采取相应的加强措施：如适当加厚弱连接楼板的板厚，对弱连接处的梁、板配筋适当加强并将上下纵筋拉通，适当加大弱连接处边梁两侧的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱连接楼板平面内的承载能力。
2）建筑疏散楼梯是结构抗震的重要构件，一般楼梯板为拉弯或压弯构件，建议设计考虑设置板面构造拉通钢筋。由于楼梯斜板对混凝土框架结构的影响较大，建议计算考虑其影响。
3）设计人员对一、二级框架梁配筋构造要求容易疏忽的问题：
① 梁端截面底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值分别小于0.5和0.3，不符合抗震规范第6.3.3-2条要求；
② 沿梁全长的顶面拉通钢筋少于梁两端顶纵向配筋中较大截面面积的1/4，不符合抗震3规范6.3.4-1条要求；
③ 当梁端纵向受拉钢筋配筋率＞2%时，按抗震规范第6.3.3-3条，要注意梁箍筋直径应比表6.3.3的要求增大2mm；
④ 出现梁端纵向受拉钢筋配筋率＞2.5%情况，不符合抗震规范第6.3.3-1条要求，设计可考虑受压钢筋按双筋梁设计，减小支座纵向受拉钢筋，也可适当加大梁截面或设置加腋等。
4）高层建筑框支梁所配腰筋直径取为14mm，不符合高规10.2.8条构造要求，应按要求调整框支梁腰筋直径≥16mm。
5）在设计各种弧形梁、板时，要注意在转弯处放射钢筋间距对内弧边和外弧边是不同的，甚至相差很大；设计时要注意标注钢筋间距所参照的位置，控制最大箍筋间距，一般可按外弧边计算和控制放射钢筋间距。
6）设计时要注意对框架短柱（由于结构错层或楼梯间等标高变化而形成的框架短柱）及一、二级抗震等级的框架角柱的箍筋应沿柱全高加密；很多设计仍然忽略了这类构件，未按规范要求加强这类框架柱的抗剪能力。
7）当框架连续梁相邻两跨的梁跨度相差较大时，注意大小跨间的梁支座受力应满足弯矩平衡要求，对小跨支座纵向受拉钢筋长度应满足相邻长跨要求。
8）高层剪力墙结构的连梁设计，当连梁高度大于700mm时，设置的连梁腰筋直径小于10mm，不满足混凝土高规第7.2.26-4条要求，应按规范要求调整。
9）高层建筑抗震设计时应注意对下列结构构件的抗震等级按规范规定提高：
① 部分框支剪力墙的高层建筑，当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜提高一级采用，见混凝土高规第10.2.5条要求；
② 带加强层的高层建筑，加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级，见混凝土高规第10.3.3条要求；
③ 错层高层建筑，错层处的框架柱和剪力墙的抗震等级应提高一级；
④ 连体高层建筑，连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级；以上提高原则当抗震等级为特一级时则不再提高。
10）框架-剪力墙结构，应注意对单片剪力墙在每层的墙顶设置边梁或暗梁，并与单片剪力墙的端柱组成剪力墙的边框，以提高剪力墙的变形和耗能能力，见抗震规范第6.5.1条。
11）剪力墙结构在角部设有转角窗时，应对角窗部位的结构构件适当加强。如角窗处楼板适当加厚，且双层双向通长配筋；也可在角窗处板内加设斜向暗梁或斜向配筋，斜向钢筋锚入角窗两边的边缘构件；角窗两边的边缘构件适当加强。
12）剪力墙或框架-剪力墙结构设计，当剪力墙墙肢与其平面外方向较大跨度的楼面梁连接时，应依据混凝土高规7.1.7条采取措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响；如墙厚不满足梁纵向钢筋的水平锚固长度时，宜尽量采用较小直径钢筋；根据具体情况，计算可考虑适当调幅梁支座弯矩，或模型计算按梁与墙肢铰接连接，相应加大梁跨中弯矩。
13）剪力墙结构的墙体拉接筋间距的设置不是墙体竖向和水平向钢筋间距的倍数，包括剪力墙约束边缘构件的λ/2区段的拉接钢筋也有类同情况。按抗震要求，墙体拉接筋应钩住剪力墙最外侧的钢筋。
14）设计剪力墙结构，设计图纸应对结构底部加强部位的层数或标高给予注明。
15）8度地震区的结构填充墙设计，填充墙的拉结筋未按要求全长贯通，不符合抗震规范第13.3.3-2条。5.12汶川地震对房屋的震害表明，填充墙的破坏所造成的次生灾害十分严重，尤其当填充墙的墙高或墙长较大时，设计应严格执行抗震规范对填充墙的拉结筋、构造柱和水平系梁等构造措施，对填充墙的抗震设计给予充分重视。
2、地下结构与基础
1）无地下室的框架结构，对于底层框架柱的设计，仅在基础顶面上设置箍筋加密区，未对±0.00刚性地面上下设置箍筋加密区，不符合抗震规范第6.3.10-2条要求；应按规范要求增设箍筋加密区。
2）桩基础设计，单桩承台未在两个互相垂直方向上设置联系梁；有抗震要求的柱下独立承台未在两个主轴方向设置联系梁；一般情况下宜按地基规范第8.5.20条要求增设承台联系梁。
3）当地基梁底面设置在冰冻线以上，且梁底土为冻胀性土时，设计应采取构造措施避免土体冻胀后使地基梁产生反拱影响。设计可根据地基土的冻胀性，对地基梁下一定厚度冻胀土采用非冻胀性的砂、砂石换填夯实；也可在地基梁与其下的冻胀土之间预留50~200mm的空隙，空隙两侧采用砌体封堵。
4）在设计独立柱基础，当基础宽度≥2.5m时，基础钢筋长度宜按0.9基础宽度交错布置，为开发商节省基础投资。
5）在设计基础防水板时，应注意防水板配筋除满足抗浮要求外，应满足抗弯构件最小配筋率要求，依据混凝土规范9.5.2条，配筋率应不小于0.15％。
3、设计对施工要求及其他应注意的问题
1）设计文件中出现“本工程中隔墙均采用······厂家······砌块”等指定产品生产厂家的字样是不允许的，根据《建筑工程勘察设计管理条例》（国务院令第293号）第27条，设计不能指定产品生产厂家。
2）当设计电梯及设备吊装盖板等吊钩时，应注明“严禁采用冷加工钢筋”。
3）当设计中引用标准图做法时，宜注明图集页码、范围等，便于施工选用并避免误选；当设计采用地方标准构件时，应注明选用的地方标准图集号；同时注意不要采用失效版本图集。
4）在设计无粘结预应力混凝土板时，应按《无粘结预应力混凝土结构技术规程》（JGJ92—2004）第4.2条的相关要求，明确预应力板的保护层厚度、对氯离子的控制和对预应力钢筋张拉的要求。
5）在预应力混凝土构件设计详图中，应对预应力的张拉端、锚固端及预应力锚具给予表示或说明。
6）人工挖孔灌注桩属限用技术，设计采用时应充分论证，采取可靠措施确保施工过程安全及成桩质量，并应给出桩的护壁大样图。当采用大直径人工挖孔桩，且桩距较近时，设计应注明要求施工跳挖。
7）当工程有大体积混凝土浇注时，设计应注明施工需采取可靠措施，解决大体积混凝土水化热问题。
8）当建设场地有降水要求时，设计应注明对地下水的施工降水与停止降水时间要求；若有毗邻建筑物时，应充分论证工程降水对毗邻建筑物的影响。
9）高层建筑的基础埋深，当按较低一侧地面计算不满足高规12.1.7.1条要求时，设计应验算整体结构抗倾覆需满足规范要求，并应对基槽回填土的压实系数及回填时间等提出要求，加强周边土对基础的侧限约束。
10）当建筑外立面造型要求采用大量装饰预制构件时，设计应对预制构件的连接构造采取可靠的抗震、防腐蚀等措施，应配合厂家提供预制构件及连接大样详图，并对设计图纸复核确认。
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