建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計幾個問題淺談

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計幾個問題淺談1關(guān)于 抗震措施”與抗震構(gòu)造措施”的理解目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計中有部分設(shè)計人員對 抗震措施”與抗震構(gòu)造措施”的認(rèn)識不 是特別清晰，抗震措施指除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，包 括抗震構(gòu)造措施，因此抗震構(gòu)造措施是抗震措施的一部分；對于某一工程抗震 措施與抗震構(gòu)造措施的等級可以不同，但是構(gòu)造措施等級必須是在抗震措施等 級的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整而來，它們是相關(guān)聯(lián)的；從我國抗震設(shè)計規(guī)范可以看 出，目前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計主要包括抗震承載力與延性兩個方面，抗震構(gòu)造措 施應(yīng)該完全屬于延性的范疇，延性構(gòu)造的高、中、低要求”與抗震構(gòu)造措施的抗震等級一、二、三、四”相對應(yīng)（抗震等級一級為高

2、延性，抗震等級四級為低 延性）；抗震措施中計算要求部分應(yīng)該屬于抗震承載力范疇，抗震設(shè)計關(guān)系見圖1。2關(guān)于鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計的理解獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計對于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員都很熟悉，對于多層建筑結(jié)構(gòu)在地基承載 力不是很低的情況下，通常優(yōu)先選擇采用獨(dú)立基礎(chǔ)，但是對于部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人 員并非能夠完全掌握并做到熟練應(yīng)用。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計 是按基底反力呈直線分布來進(jìn)行一系列計算分析的，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，除巖石地 基以外，基礎(chǔ)臺階高寬比小于或者等于 2.5時，獨(dú)立基礎(chǔ)的外挑剛度可以實(shí)現(xiàn)使 基底反力呈直線分布。因此，基礎(chǔ)高寬比是獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計的前提；其次，獨(dú)立 基礎(chǔ)平面尺寸通常受上部結(jié)構(gòu)荷載、地基承載力特征

3、值（包括承載力修正）以及 回填土厚度與地面荷載情況等主要因素有關(guān)；上部結(jié)構(gòu)荷載主要可以分為兩種 情況，一種為豎向荷載起控制左右，該情況下基礎(chǔ)宜優(yōu)先采用方形或者矩形截 面，另一種為豎向荷載較小，彎矩起控制作用，該情況較多發(fā)生于大跨度輕鋼 結(jié)構(gòu)，該情況下獨(dú)立基礎(chǔ)宜按照矩形設(shè)計；地基承載力特征值對于平面尺寸的 影響主要體現(xiàn)在深度承載力修正系數(shù)上，對于寬度修正及承載力結(jié)構(gòu)設(shè)計人員 一般無異議。其實(shí)，設(shè)計人員若能深刻理解以下兩點(diǎn)，就不難做到對獨(dú)立基礎(chǔ) 深度修正的把握：淤深度修正的實(shí)質(zhì)是考慮基礎(chǔ)兩側(cè)的超載壓重能抵抗土體向 上滑動，從而使提供土體的穩(wěn)定性；于地基承載力特征值不僅體現(xiàn)在強(qiáng)度上， 另一方面亦是地

4、基變形特征的表現(xiàn)形式。只要深刻理解該兩點(diǎn)就可對不同地下 情況進(jìn)行靈活應(yīng)用修正深度。例如，某四層工業(yè)廠房，原天然地面標(biāo)高比設(shè)計 地面標(biāo)高底1m,若地基土為砂質(zhì)類土，排水性良好，該種情況下只要要求基礎(chǔ) 施工完成后及時回填填土至設(shè)計標(biāo)高，獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計完全可以按照設(shè)計地面標(biāo) 高進(jìn)行深度修正，這樣可以大大減小基礎(chǔ)截面尺寸，節(jié)省不必要浪費(fèi)。再次， 很多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員認(rèn)為，獨(dú)立基礎(chǔ)高度是由沖切與剪切控制的，其實(shí)事實(shí)并非 如此；當(dāng)基底凈反力不是很大（一般低于200kPa）情況下，獨(dú)立基礎(chǔ)的截面高度 是由構(gòu)造控制的，即基礎(chǔ)臺階咼寬比與基礎(chǔ)邊緣咼度等因素控制，只有當(dāng)基礎(chǔ) 凈反力較大情況下、截面高度才由沖切與剪切控制

5、；另外基礎(chǔ)高度還與混凝土 強(qiáng)度、柱縱筋直錨長度（逸20d）等因素有關(guān)。總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員只有對獨(dú)立 基礎(chǔ)與地基土間受力機(jī)理有深刻理解，才能靈活應(yīng)用于實(shí)際工程。3填充墻對主體結(jié)構(gòu)影響對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計人員往往簡單按照高規(guī)第4317條進(jìn)行自振周期折減系數(shù)進(jìn)行取值，通常會忽略填充墻對結(jié)構(gòu)規(guī)則性的影響，規(guī)范中自 振周期折減系數(shù)取值是考慮填充墻對主體結(jié)構(gòu)剛度的均勻作用，事實(shí)上，建筑 功能布置往往是區(qū)域性的，填充墻布置很難做到整棟建筑均勻。如何能夠準(zhǔn)確 判別并減輕填充墻不均勻布置對主體結(jié)構(gòu)的影響，首先，建議建筑設(shè)計師對不 合理布置進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整建筑方案布置往往很難實(shí)現(xiàn)；其次、結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)對 主體結(jié)

6、構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計，從結(jié)構(gòu)體系以及構(gòu)造上減輕填充墻對主體結(jié)構(gòu)的影響； 然后，通過電算與手算相結(jié)合的方式進(jìn)行填充墻不利布置分析，并采用包絡(luò)設(shè) 計的辦法考慮其不利布置的影響。例如，某一底層商業(yè)上部住宅的房屋，一層 填充墻很少，上部樓層填充墻較多，若簡單的取同一周期折減系數(shù)，計算結(jié)果 可能會掩蓋底層與上部樓層實(shí)際層剛度差異，很難發(fā)現(xiàn)薄弱層或者軟弱層，正 確的做法應(yīng)采用同一計算模型取不同的填充墻對結(jié)構(gòu)周期的折減系數(shù)進(jìn)行分別 計算，手工驗(yàn)算底部商業(yè)層與上層的側(cè)向剛度比，避免軟弱層或者薄弱層的出 現(xiàn)，這樣使結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理、更安全。因此，填充墻不僅僅會導(dǎo)致短柱的問題， 還會引起上下層結(jié)構(gòu)剛度的突變以及造成結(jié)構(gòu)平面扭轉(zhuǎn)等不利影響。4結(jié)語本文可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）抗震措施與抗震構(gòu)造措施有廣義與俠義之 分，正確理解其各自定義本質(zhì)，準(zhǔn)確把握才能指導(dǎo)設(shè)計工作，使結(jié)構(gòu)能在較低 承載力情況下具有較高延性，較高承載力情況下適當(dāng)放寬延性要求，使建筑結(jié) 構(gòu)真正做到安全經(jīng)濟(jì)。（2）正確理解與把握獨(dú)立基礎(chǔ)與地基協(xié)同受力機(jī)理，熟 練掌握獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計要領(lǐng)，在一些復(fù)雜地質(zhì)條件下做到準(zhǔn)確判斷獨(dú)立基礎(chǔ)方案 的可行性以及是否需要采取必要的措施。（3）填充墻的不均勻布置對主體結(jié)構(gòu) 往往是不利的，結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該能夠準(zhǔn)確判斷填充墻的影響結(jié)果并采取相應(yīng)加 強(qiáng)措施。本文通過工程中常見幾個問題進(jìn)行簡單論述與分析，并結(jié)合本人近幾年工 程