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文檔簡介
1、 梁寬加寬,抗剪有利,符合“強(qiáng)剪弱彎”的原則。 350 寬的梁,用四肢箍可以使箍筋直徑減小。 主梁加寬,有利于次梁鋼筋的錨固。7、 對于柱的大小,應(yīng)該盡量做到按軸壓比控制,軸壓比相差不宜大于0.2,當(dāng)建筑有要求 時(shí),應(yīng)和建筑協(xié)商好該問題。8、 對于高層建筑,頂層板考慮到剛度突變很大,宜加厚到150mm應(yīng)充分分析計(jì)算結(jié)果, 判斷結(jié)構(gòu)類型。9、梁配筋時(shí),應(yīng)充分考慮梁的錨固長度,特別是次梁,應(yīng)盡量滿足圖集要求。10、板配筋時(shí),應(yīng)注意I級、U級鋼的區(qū)別(是否有彎鉤),以及板厚不同時(shí),千萬注意不 能把鋼筋拉通。11、畫大樣圖時(shí),一定要對照建筑大樣圖和立面圖,以達(dá)到建筑的里面要求。12、梁配筋時(shí),應(yīng)注意腰
2、筋的設(shè)置,單側(cè)腰筋應(yīng)大于 0.1 bhw。13、柱配筋時(shí),應(yīng)同時(shí)滿足配筋率、箍筋、主筋、角筋、最小體積配筋率的要求。14、后澆帶應(yīng)按新規(guī)范加強(qiáng)。15、高層建筑中,樓板開大洞后,宜按 JGJ3-2002 第 4.3.8 條加強(qiáng)。16、剪力墻墻肢截面高度不宜大于 8m否則應(yīng)開結(jié)構(gòu)洞。在日常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題(本貼將不斷更新! ) 以下發(fā)表的部分是自己在工作中的總結(jié), 部分來源于已發(fā)表的論文, 僅供大家參考! 歡迎批評指正!(以后將陸續(xù)將積累的總結(jié)上傳)1、高層建筑的嵌固部位新的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (以下簡稱抗震規(guī)范 )和高規(guī)第 第 5.3.7 條規(guī)定:“高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)
3、構(gòu)嵌固部位時(shí),地下 室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的 2 倍?!蓖瑫r(shí)規(guī)定了嵌固部 位相應(yīng)的構(gòu)造要求。但并不是要求地下室頂板必須作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。有些高層結(jié) 構(gòu)不具備這樣的條件,如高層主體范圍以外的純地下室地下一層為綠化覆土層,嵌固部位 就應(yīng)降至地下一層樓板,并按此條件進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。 (高層主體外地下一層為綠化,但是上 下層剛度比能滿足規(guī)范要求的話, 可以嵌固至首層樓板, 可以考慮此部分土體的嵌固作用。 基坑側(cè)壁均有回填,對于沒有大的純地下室,基坑側(cè)壁同樣是回填土,情況應(yīng)該是一樣的。 我認(rèn)為不用進(jìn)行區(qū)分 by 腳踏實(shí)地 )2、抗震設(shè)計(jì)的高層建筑,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)
4、構(gòu)的嵌固端時(shí),新規(guī)范除對頂板的厚度及配筋等提出要求以外,還規(guī)定:a、“地下室柱截面每一側(cè)的縱向鋼筋面積,除應(yīng)符合計(jì) 算要求外,不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的 1.1 倍”。設(shè)計(jì)時(shí),各柱可在保持地 上縱筋布置的情況下,在地下室每一側(cè)的第二排再附加縱筋即可。b、地上一層的框架結(jié)構(gòu)柱和抗震墻墻底截面的彎矩設(shè)計(jì)值除應(yīng)按規(guī)范各相關(guān)條文進(jìn)行各項(xiàng)調(diào)整外,位于地下室頂 板的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和, 不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載力之和。3、關(guān)于轉(zhuǎn)換梁新的 高規(guī)已經(jīng)明確規(guī)定, 當(dāng)剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時(shí), 應(yīng)采取在墻與梁相交處設(shè)置扶壁柱或暗柱,或在墻內(nèi)設(shè)置型鋼等至少一種措施,減
5、小梁端 部彎距對墻的不利影響。但有個(gè)別工程設(shè)計(jì),將框支梁(轉(zhuǎn)換梁)直接垂直支承于一般厚 度的剪力墻上,而未對墻體采取上述加強(qiáng)措施。其中有些轉(zhuǎn)換梁是大跨度單跨梁垂直支承 于兩端墻體;有些轉(zhuǎn)換梁甚至位于支承墻的門洞邊;有些支承墻因多層架空,高厚比不滿 足要求。這類情況,為增強(qiáng)轉(zhuǎn)換梁兩端的約束能力,滿足其鋼筋錨固要求,必須在轉(zhuǎn)換梁 兩端的墻體中設(shè)置墻體端柱或扶壁柱,或加厚墻體設(shè)置暗柱(必要時(shí)加型鋼) ,并按框支柱 的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。4、新高規(guī)第 10.2.8 條,對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求,同 時(shí)增加了最小面積配箍率的要求,并作為強(qiáng)制性條文。5、對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強(qiáng)
6、部位控制軸壓比,并設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,是高規(guī)為保證剪力墻的延性,新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構(gòu)件配箍特征值為入v/2的區(qū)段,規(guī)范允許配置箍筋或拉筋。所設(shè)拉筋應(yīng)同時(shí)鉤住墻體的水平分布筋(或箍筋)和豎 向分布筋,而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當(dāng)此區(qū)段的體積配箍率或拉筋 的豎向間距不能滿足規(guī)范要求時(shí),應(yīng)同時(shí)設(shè)置箍筋。6、新的抗震規(guī)范和高規(guī)對各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高(或無支 長度)的比值作了更詳細(xì)的規(guī)定,比舊規(guī)范要求更嚴(yán)。當(dāng)難以滿足墻體厚高比的要求時(shí), 新規(guī)范也給出了墻體穩(wěn)定的計(jì)算方法。7、地下室外墻作為混凝土構(gòu)件, 在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí), 側(cè)土壓力作為地下室外墻的永久荷載,
7、不僅要乘荷載分項(xiàng)系數(shù),而且因?yàn)樗鹂刂谱饔茫葱碌慕ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范其分項(xiàng)系 數(shù)應(yīng)取 1.35, (與人防荷載組合時(shí)仍取 1.2 )。另外,嚴(yán)格來講,地下室外墻的側(cè)土壓力 應(yīng)按靜止土壓力計(jì)算,但在實(shí)際設(shè)計(jì)中,經(jīng)常采用主動(dòng)土壓力計(jì)算,已經(jīng)偏小。因此,不 能再不乘分項(xiàng)系數(shù)。?8、高層建筑地下室布置的一些墻體,地上對應(yīng)位置無墻。如果在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底板時(shí)將這些不 出地面的墻作為支座,則此墻應(yīng)按深梁進(jìn)行設(shè)計(jì),核算其剪壓比能否滿足要求9、有些工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,框架梁或剪力墻連梁的抗震等級較高,對構(gòu)件剪壓比驗(yàn)算應(yīng)予 以重視,當(dāng)電算超限時(shí)做必要的處理10、一些高層建筑設(shè)計(jì),南北側(cè)窗臺(tái)高度不同。如南側(cè)為落地窗或低窗臺(tái)
8、(200-300mm),北側(cè)為高窗臺(tái)(900-1100mn)在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中,剪力墻的連梁高度均未考慮窗臺(tái),且連 梁剛度折減系數(shù)取規(guī)范最小值 0.5 ,周期折減系數(shù)取 1.0 。但施工圖設(shè)計(jì),窗臺(tái)與墻同寬, 且與主體混凝土結(jié)構(gòu)整體現(xiàn)澆。在水平荷載作用下,剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度分布及對整體 結(jié)構(gòu)的影響、外墻肢及連梁的內(nèi)力將與設(shè)計(jì)狀態(tài)不符。因此,應(yīng)按實(shí)際連梁高度進(jìn)行整體 計(jì)算,或采取以下措施:a未作為連梁設(shè)計(jì)的窗臺(tái)后砌,采取有效施工措施防止不同墻體 材料之間出現(xiàn)裂縫;b、減薄混凝土窗臺(tái)厚度或在窗臺(tái)墻與窗間墻連接處設(shè)控制縫。11、關(guān)于主次梁結(jié)點(diǎn)部位(梁面同高)的間接受荷情況,我國新老規(guī)范都明確規(guī)定應(yīng)設(shè)
9、置 附加橫向鋼筋,并承擔(dān)全部集中荷載。同時(shí),不允許用布置在集中荷載影響區(qū)內(nèi)的斜截面 受剪箍筋代替附加橫向鋼筋。12、主次梁樓蓋中,當(dāng)抗震設(shè)計(jì)框架梁上的荷載以集中荷載為主時(shí),如果按箍筋加密區(qū)間 距進(jìn)行電算,對抗震要求的箍筋加密區(qū)段以外的截面,因其剪力比支座截面衰減不多,故 應(yīng)驗(yàn)算此截面的斜截面受剪承載力。如計(jì)算需要,應(yīng)延長箍筋加密區(qū)的長度。13、抗震設(shè)計(jì)時(shí)的型鋼混凝土框支柱或框架柱,其箍筋設(shè)置除滿足規(guī)范規(guī)定的體積配箍率 及構(gòu)造要求以外,同一截面內(nèi)的箍筋肢距,同樣要滿足規(guī)范對鋼筋混凝土框架柱的要求。 必要時(shí)仍要設(shè)置復(fù)合箍。14、在較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)平面布置中,經(jīng)常存在多方向柱網(wǎng)相接區(qū)域。有些設(shè)計(jì)將每根
10、柱與 周圍各柱均用框架梁連接起來,形成不同方向的多梁交于一柱,導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋錨固和混 凝土施工困難。實(shí)際上,對于現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),水平地震力主要靠樓板傳遞,每根柱只要在兩個(gè)接近垂直的方向有梁連接即可,不必將所有柱都連起來 淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì) 在不斷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐中,人們積累了大量有益的經(jīng)驗(yàn),并體現(xiàn) 在設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì) 手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖集等等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展,計(jì)算機(jī)及其結(jié)構(gòu)程序在結(jié)構(gòu)工 程中得到大量地應(yīng)用,每個(gè)設(shè)計(jì)單位都在為徹底甩掉圖板而做努力。結(jié)果給部分結(jié)構(gòu)工程 師造成一種錯(cuò)覺,覺得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡單,只需遵循規(guī)范、手冊、圖集,等待建筑師給出一 個(gè)空間形成的方案(非結(jié)構(gòu)的)
11、,使用計(jì)算機(jī),然后設(shè)法去完成它,自己只不過是一個(gè)東拼 西湊的計(jì)算機(jī)畫圖匠而已。這不僅不能有效地運(yùn)用他們的知識(shí)、精力和時(shí)間,而且還會(huì)與 建筑師的交流中產(chǎn)生分歧與矛盾。我國結(jié)構(gòu)計(jì)算理論經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)估算,容許應(yīng)力法,破損階段計(jì)算,極限狀態(tài)計(jì)算,到目前 普遍采用的概率極限狀態(tài)理論等階段。現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84) 則采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 , 以使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得以符合技術(shù)先進(jìn)、 經(jīng) 濟(jì)合理、安全適用。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法更科學(xué)、更合理。但該法在運(yùn)算過程中還帶有一 定程度的近似,只能視作近似概率法。并且光憑極限狀態(tài)設(shè)計(jì)也很難估計(jì)建筑物的真正承 載力的。事實(shí)上,建筑物
12、是一個(gè)空間結(jié)構(gòu),各種構(gòu)件以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作,且都并 非是脫離總的結(jié)構(gòu)體系的單獨(dú)構(gòu)件。目前,人們在具體的空間結(jié)構(gòu)體系整體研究上還有一 定的局限性,在設(shè)計(jì)過程中采用了許多假定與簡化。作為結(jié)構(gòu)工程師不應(yīng)盲目的照搬照抄 規(guī)范,應(yīng)該把它作為一種指南、參考,并在實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目中作出正確的選擇。這就要求結(jié) 構(gòu)工程師對整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識(shí),把概念設(shè)計(jì)應(yīng)用 到實(shí)際工作中去 所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以 規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從
13、整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法,可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確,避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算,具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí), 也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。比如,有的設(shè)計(jì)人員用多、高層結(jié)構(gòu)三維空間分析程序來計(jì)算底層框架,還人為的布置一些抗震墻,即不能滿足樓層間的合理剛度比,也不能正確地反映底層框架在地震時(shí)受力狀態(tài)。問題在于結(jié)構(gòu)概念不明確,沒考慮這兩種結(jié)構(gòu)體系的差異。軟件的選擇和使用不當(dāng),造成危害是不容忽視的。美國一些著名學(xué)者和專家曾警告
14、工業(yè)界:“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個(gè)時(shí)間的問題。”然而避免這種情況,概念設(shè)計(jì)的思想不妨是個(gè)好 方法。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想,也使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力 R,以至混凝土的等級越用越高,配筋量越來越大,造價(jià)越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率,結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計(jì)為例,一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級算出結(jié)構(gòu)的剛度,再由結(jié)構(gòu)剛 度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,結(jié)構(gòu)剛度越大,地震作用效應(yīng)越大,配筋越 多,剛度越大,地震力就越強(qiáng)。這樣為抵御地震而配的鋼筋 ,增加了結(jié)構(gòu)的剛度 , 反而使地
15、震作用效應(yīng)增強(qiáng)。其實(shí),為什么不考慮降低作用效應(yīng) S 呢?目前在抗震設(shè)計(jì)中,隔震消能 的研究就是一個(gè)很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)柔性隔震層;加 設(shè)消能支撐(類似于阻尼器的裝置) ;有的在建筑物頂部裝一個(gè)“反擺”,地震時(shí)它的位移 方向與建筑物頂部的位移相反,從對建筑物的振動(dòng)加大阻尼作用,降低加速度,減少建筑物的位移,來降低地震作用效應(yīng)。合理設(shè)計(jì)可降低地震作用效應(yīng)達(dá)60%,并提高屋內(nèi)物品的安全性。這一研究在國內(nèi)外正廣泛地深入展開。在日本,研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際 工程中,取得良好的經(jīng)濟(jì)、適用效果。而我國由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和人們認(rèn)識(shí)的限制,在工程 界還未被廣泛地應(yīng)用。同時(shí),在目前建
16、筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固中,概念設(shè)計(jì)的思想也應(yīng)得到延伸。在 1976 年唐山 地震中,天津市加固的 2 萬間民房無一倒塌,但天津第二毛紡廠三層的框架廠房,卻因偏 重于傳統(tǒng)構(gòu)部件的加固 ,忽視結(jié)構(gòu)總體抗震性能的判斷, 造成不合理的加固使抗震薄弱層 轉(zhuǎn)移,仍然倒塌。概念設(shè)計(jì)的思想被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師所接受, 并將在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越大的作用。 然而現(xiàn)在的高校教學(xué)中,往往只重視單獨(dú)構(gòu)件和孤立的分體系的力學(xué)概念講解。尤其在專 業(yè)課教學(xué)中,單項(xiàng)計(jì)算練習(xí)居多,綜合練習(xí)偏少,并著重體現(xiàn)在考題中,使得相當(dāng)部分學(xué) 生養(yǎng)成只知套用公式解題的習(xí)慣。而且近年來強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教育,比如,畢業(yè)設(shè)計(jì)用結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算、出
17、圖。但由于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)過程的屏蔽,手算過程訓(xùn)練程度的削弱,造成 學(xué)生產(chǎn)生一定依賴性 , 結(jié)果綜合運(yùn)用能力下降, 整體結(jié)構(gòu)體系概念模糊。 這些對于培養(yǎng)具有 創(chuàng)造力、未來的工程師是相當(dāng)不利的。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。發(fā)展 先進(jìn)計(jì)算理論,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用, 使建 筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。其中,打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墨守 成規(guī),充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力,是相當(dāng)必要的。因?yàn)樗麄兪墙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)革命的推動(dòng) 者和執(zhí)行者。這則需要工程界和教育界進(jìn)行共同的努力。推廣概念設(shè)計(jì)思想是一種有效的 辦法 著名的
18、美國工程院院士林同炎教授在結(jié)構(gòu)概念和體系一書中為結(jié)構(gòu)工程師提供了廣泛 而又有獨(dú)特見解的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)例。該書著重介紹用整體概念來規(guī)劃結(jié) 果總體方案的方法,以及結(jié)構(gòu)總體系和個(gè)分體系尖的相互力學(xué)關(guān)系和簡化近似設(shè)計(jì)方法。 為結(jié)構(gòu)工程師和建筑師在設(shè)計(jì)中創(chuàng)造性地相互配合,設(shè)計(jì)出令人滿意的建筑奠定基礎(chǔ)。這 本書第二版的出版,為我們更好的加深概念設(shè)計(jì)的理解,提供有益的幫助??傊?,概念設(shè) 計(jì)必然會(huì)成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流思想,這就讓我們來共同學(xué)習(xí)、發(fā)展它吧,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。正確應(yīng)用CAD軟件提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)分析理論的日臻完善 , 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)
19、計(jì) (CAD) 系統(tǒng) 在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。 尤其是近年來高層建筑結(jié)構(gòu)分析理論的逐步成熟 , 極大地推動(dòng)了我國高層建筑的發(fā)展。在眾多的結(jié)構(gòu)分析軟件中 , 平面框排架計(jì)算與繪圖軟件 PK 既是獨(dú)立的計(jì)算和繪圖軟件 , 又作為PKPM系列其它高層分析程序的接口軟件,是結(jié)構(gòu)工程師非常熟悉的。其它如結(jié)構(gòu)平面 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)PMCAD剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)JLQ,以薄壁桿件理論為基礎(chǔ)的高層建 筑結(jié)構(gòu)三維分析程序TAT,以及以墻元理論為基礎(chǔ)的高精度空間有限元分析程序SATW等。我們經(jīng)過近十年的實(shí)踐應(yīng)用,中國建筑科學(xué)研究院PKPMCA工程部開發(fā)的PKPMS列微機(jī)建 筑工程CAD系統(tǒng),是一套比
20、較優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)軟件,而且涉及的內(nèi)容比較全面,它是集建筑 APM)、結(jié)構(gòu)、設(shè)備(水 WPM暖HPM電EPM空調(diào)CPM),概預(yù)算(STAT)和施工于一體的 大型CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng),各個(gè)模塊之間既可進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、接口 ,又可單獨(dú)使用。其中結(jié)構(gòu)平面 輔助設(shè)計(jì)軟件PMCAD框排架計(jì)算及施工圖繪制軟件 PK高層空間分析軟件TAT和基礎(chǔ)設(shè) 計(jì)軟件JC2CAD等可組成一個(gè)高效率的結(jié)構(gòu)分析、計(jì)算及繪圖系統(tǒng)。下面主要介紹這些結(jié) 構(gòu)軟件使用過程中容易出現(xiàn)的問題及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)1 設(shè)計(jì)中存在的問題 我們在設(shè)計(jì)中及與其它設(shè)計(jì)單位交往的過程中發(fā)現(xiàn) , 雖然采用了 CAD ,但在結(jié)構(gòu)施工圖中出 現(xiàn)了許多概念性的錯(cuò)誤和計(jì)算
21、錯(cuò)誤 , 有些錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 究其原因是由于許多 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員并未接受過系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí) , 雖然初步掌握了一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的 使用能力 ,但是缺乏對整體結(jié)構(gòu)概念的認(rèn)識(shí) , 過分相信計(jì)算機(jī)分析結(jié)果而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 與實(shí)際建筑物的較大差別 ; 或由于軟件技術(shù)條件認(rèn)識(shí)不清而導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。為此 , 本 文就近幾年來發(fā)現(xiàn)的這些問題及其原因,結(jié)合PKPM軟件的應(yīng)用作一些簡單的分析,以便提 高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。111 超規(guī)范設(shè)計(jì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在安全隱患 超規(guī)范設(shè)計(jì)問題對中小設(shè)計(jì)院來說是禁而未絕的問題。 雖然建設(shè)主管部門三令五申的強(qiáng)調(diào) , 但是由于缺乏有效的管理手段和約束機(jī)制 , 有
22、的地方設(shè)計(jì)審查流于形式 , 或?qū)υO(shè)計(jì)圖紙的審 查只限于對建筑造型的審查 , 使得一些超規(guī)范設(shè)計(jì)變成了聳立于城市街頭的建筑物。當(dāng)然 , 超規(guī)范設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)單位主觀上的原因 , 也有的是客觀上造成的。 超規(guī)范設(shè)計(jì)的問題主要表現(xiàn) 在幾個(gè)方面 :(1) 磚混結(jié)構(gòu)層數(shù)和高度超規(guī)范問題。 在建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GBJ11289) ( 以下簡稱“抗 規(guī)”) 中 , 多層砌體房屋由高度和層數(shù)兩個(gè)指標(biāo)控制 , 一般認(rèn)為 , 超過其中的一個(gè)控制指標(biāo) 即是超規(guī)范設(shè)計(jì)。近年來 , 一些抗震設(shè)防地區(qū)所建磚混建筑物相繼出現(xiàn) 8 層帶半地下室磚 混住宅。嚴(yán)格地講 , 按“抗規(guī)”第 51112 條規(guī)定 , 帶半地下室住宅房屋的
23、高度和層數(shù)應(yīng)從地 下室地面算起 , 也就是說 ,8 層帶半地下室建筑的實(shí)際層數(shù)應(yīng)為 9 層。(2) 底層框架磚房超規(guī)范設(shè)計(jì)問題。 底層框架磚房除存在上述高度和層數(shù)超規(guī)范問題以外 ,- 抗震還存在底層框架本身的設(shè)計(jì)超規(guī)范問題。“抗規(guī)”所謂的底層框架是指底層為框架 墻承重的結(jié)構(gòu) , 且宜采用鋼筋混凝土抗震墻 ,但抗震烈度為 6 度和 7 度地區(qū)可采用嵌砌于 框架之間的磚墻。 根據(jù)了解的情況 , 有些工程底層框架雖有抗震墻但截面面積明顯不足。 一 些工程竟采用底層純框架結(jié)構(gòu) , 而且在抗震區(qū)總層數(shù)達(dá)到 8 層。并有 1 托 7、2 托 6、甚至 3 托 5 的底層純框架形式出現(xiàn) ,并且在實(shí)際工程中底
24、層有限的幾片磚墻還常常是按填充墻 來考慮。這種結(jié)構(gòu)形式大都出現(xiàn)在臨街的住宅設(shè)計(jì)中 , 尤其近年來在房地產(chǎn)開發(fā)商所建的商 品房中居多 ,這種結(jié)構(gòu)形式的建筑在地震中的表現(xiàn)是非常脆弱的。所以 , 一旦有地震發(fā)生 , 其后果將是十分嚴(yán)重的。(3) 舊房改造設(shè)計(jì)中的超規(guī)范問題。某些過去設(shè)計(jì)建造的房屋在建設(shè)當(dāng)時(shí)該地區(qū)的抗震設(shè) 防烈度低于現(xiàn)行的設(shè)防烈度 , 或由于建筑時(shí)的材料所限 ,其抗震能力較差 ,已屬于抗震加固 對象, 而某些設(shè)計(jì)單位未進(jìn)行加固設(shè)計(jì)而進(jìn)行了加層設(shè)計(jì) ,有的加層設(shè)計(jì)還超過現(xiàn)行規(guī)范要 求。在加層施工中原結(jié)構(gòu)有不同程度的破壞 , 加層設(shè)計(jì)對該建筑的抗震性能來說無疑是雪上加霜。調(diào)查發(fā)現(xiàn), 導(dǎo)致超
25、規(guī)范設(shè)計(jì)的主要原因有如下幾方面 :一是某些設(shè)計(jì)人員遵循規(guī)范的意識(shí)淡薄 , 對規(guī)范規(guī) 定模糊不清、 學(xué)習(xí)不夠, 甚至有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員從來沒有考慮過規(guī)范的要求。 二是建筑設(shè)計(jì) 的人員結(jié)構(gòu)概念模糊 ,從建筑設(shè)計(jì)方案階段造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是超規(guī)范的 , 而又片面地強(qiáng)調(diào)所謂 的建筑形式等要求 , 使結(jié)構(gòu)難以滿足規(guī)范要求。 三是某些建設(shè)單位由于從投資的限制、 土地 利用率等方面出發(fā)而提出不滿足規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)形式 , 而設(shè)計(jì)部門為得到工程的設(shè)計(jì)任務(wù) 故意違反規(guī)范規(guī)定 , 有的設(shè)計(jì)單位領(lǐng)導(dǎo)為了眼前的利益 ,迫使設(shè)計(jì)人員進(jìn)行超規(guī)范設(shè)計(jì) ,四 是設(shè)計(jì)審查部門遷就建設(shè)單位的意圖 , 使超規(guī)范設(shè)計(jì)在某些地方合法化甚至成為不
26、成文的 地方標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣作法。筆者認(rèn)為 ,設(shè)計(jì)規(guī)范作為國家制定的規(guī)程是指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)的綱領(lǐng) , 作 為建筑設(shè)計(jì)工作者 , 在任何時(shí)候都不應(yīng)當(dāng)違反。過分依賴計(jì)算機(jī)分析結(jié)果 , 忽視抗震概念和構(gòu)造設(shè)計(jì)在實(shí)際工程中 , 不同程度地存在著忽視抗震概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)的問題。例 : 某 6 度抗震區(qū) 建筑, 設(shè)計(jì)為 6 層帶半地下室磚混住宅 ,上部結(jié)構(gòu)布置均勻規(guī)整 ,但是上部作為主要承重和 抗震墻體的內(nèi)縱墻卻沒有基礎(chǔ) ,而是坐落于地下室的內(nèi)橫墻上 ,也就是說,上部 6 層墻體的 線荷載,變?yōu)榧泻奢d (點(diǎn)) 傳于地下室橫墻上 ,這種結(jié)構(gòu)的傳力路線是最為不利的。再如 : 某 6 層磚混結(jié)構(gòu)商品樓 , 下部 3
27、層為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn) , 上部 3 層為住宅 , 初看起來好象并無不妥 , 但是下部1層均為貫通整個(gè)進(jìn)深的單間門市部,開間為3 0003 900 mm,實(shí)際上就是1層 只有橫墻而沒有縱墻 , 這樣的建筑其縱向的抗震能力很小 , 是不能夠按磚混結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)的。 其設(shè)計(jì)者認(rèn)為按磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) , 層數(shù)及高度均不超規(guī)范 , 結(jié)構(gòu)是可行的。殊不知它的抗震性 能是極差的 , 是不能滿足抗震要求的。建筑物抗震設(shè)計(jì)包括三部分內(nèi)容 , 即概念設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算。眾所周知 , 地震是一 種復(fù)雜的自然現(xiàn)象 ,我們對建筑物的地震破壞機(jī)理還不十分清楚 ,對地震的破壞現(xiàn)象也只是 停留在感性認(rèn)識(shí)階段 , 建筑物抗震計(jì)算的原理只
28、是一種近似方法。所以 ,我們在進(jìn)行建筑物 抗震設(shè)計(jì)時(shí) , 一定要遵循“抗規(guī)”提出的抗震設(shè)計(jì)原則和抗震設(shè)計(jì)構(gòu)造要求來正確應(yīng)用 CAD 軟件提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行設(shè)計(jì) , 例如底層框架結(jié)構(gòu)上部的磚房的構(gòu)造措施比多層磚 房的構(gòu)造措施要嚴(yán)格一些 ,要求構(gòu)造柱的縱向鋼筋不宜小于 4<14 , 箍筋間距不宜大于 200mm 等, 不能按磚房的抗震措施來設(shè)計(jì) , 也不能單憑計(jì)算結(jié)果來判斷結(jié)構(gòu)的可靠性 , 象上述的兩 個(gè)例子 , 結(jié)構(gòu)的靜力計(jì)算是沒有問題的 , 而縱向抗震能力明顯不足。113 對軟件技術(shù)條件不清 , 導(dǎo)致計(jì)算和繪圖結(jié)果錯(cuò)誤每一種計(jì)算理論都有它的假定條件 , 每一個(gè)軟件的編制都符合特定的
29、技術(shù)條件 , 我們熟悉的PKPM系列軟件也不例外,如果沒有很好地理解軟件技術(shù)條件便不能很好地利用軟件來解決 實(shí)際問題。一些對結(jié)構(gòu)概念不很清楚的設(shè)計(jì)人員可能會(huì)過分地相信計(jì)算機(jī)而出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè) 計(jì)錯(cuò)誤。6層磚混結(jié)構(gòu),其中第6層為大空間會(huì)議室,而且第6層沿縱墻外挑1200 mm也 就是說,第 6 層的屋面、墻體等荷載最終傳于 5層的外挑梁上 ,而挑梁向內(nèi)的平衡長度不夠或挑梁上的平衡荷載不足 ,顯然挑梁的抗傾覆能力不足。設(shè)計(jì)者認(rèn)為 : 挑梁的計(jì)算數(shù)據(jù)是由PMCAD軟件生成的,其配筋是經(jīng)過PK軟件計(jì)算的,計(jì)算結(jié)果沒有問題。其實(shí),由于設(shè)計(jì)者對 軟件技術(shù)條件不明 ,在操作時(shí)有荷載漏項(xiàng) , 導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。2
30、 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題211 結(jié)構(gòu)平面輔助設(shè)計(jì)軟件PMCAD勺應(yīng)用PMCAD! PKPM系列軟件的核心模塊,是建筑與結(jié)構(gòu)連接的接口軟件,也是結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)軟 件, 在這個(gè)模塊中建立的結(jié)構(gòu)模型應(yīng)力求準(zhǔn)確 , 能夠反應(yīng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。(1) 交互式結(jié)構(gòu)模型的建立。結(jié)構(gòu)模型中所有的構(gòu)件均在此項(xiàng)操作中輸入 , 應(yīng)當(dāng)注意的是 : 凡是結(jié)構(gòu)布置形式及構(gòu)件尺寸和荷載不同的結(jié)構(gòu)層均應(yīng)描述為不同的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層 , 對于上 下層柱變截面情況用構(gòu)件相對于節(jié)點(diǎn)的偏心描述 , 注意在節(jié)點(diǎn)過密的時(shí)候墻體及梁布置的 連續(xù)性。在布置過兩個(gè)或更多的標(biāo)準(zhǔn)層后 , 不能使用圖案編輯菜單對某一層或某一部分拖動(dòng) 或平移 , 因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)位
31、置都是用相對于原點(diǎn)的位置描述的 , 拖動(dòng)或平移會(huì)造成上下層節(jié) 點(diǎn)錯(cuò)位。全樓的組裝必須是自下而上的標(biāo)準(zhǔn)層組裝 ,不能把后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層組裝于前一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 層之前。填充墻不能作為墻體輸入。在此輸入的荷載值應(yīng)是荷載標(biāo)準(zhǔn)值 , 不是設(shè)計(jì)值。(2) PK文件的生成。對于磚混結(jié)構(gòu),按連梁生成的墻梁的PK文件,在沒有進(jìn)行磚混抗震驗(yàn)算時(shí)梁上沒有上部墻體及以上層樓板傳來的荷載。底框磚房的底層框架梁不可以用生成連 梁的方法生成PK文件,否則會(huì)引起框架上地震荷載的漏項(xiàng),而用PK所畫的梁施工圖其節(jié)點(diǎn) 構(gòu)造不滿足“抗規(guī)”要求。在此項(xiàng)操作中生成的連梁PK文件應(yīng)打開修改支座情況,主要是依據(jù)實(shí)際情況修改梁與柱的鉸接還是固接。在此菜
32、單生成的框架PK文件應(yīng)打開修改梁慣性 矩增大系數(shù)和梁端彎矩調(diào)幅系數(shù) , 否則 PK 軟件按梁混凝土彈性工作配筋 , 使支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小。212 平面框排架計(jì)算及繪圖軟件PK的應(yīng)用PK是PKPMS列軟件的重要組成部分,不但可以單獨(dú)使用,而且還可以和SATWETAT等模塊 聯(lián)合使(1) 框架繪圖。有時(shí)計(jì)算結(jié)果顯示梁柱超筋時(shí) ,往往能夠通過繪圖 ,但是要注意此時(shí)的繪圖 結(jié)果有時(shí)是錯(cuò)誤的 , 其顯示的配筋情況可能比計(jì)算小得多 , 必須修改計(jì)算數(shù)據(jù)文件后 , 梁柱 計(jì)算都不超筋時(shí)其繪圖結(jié)果才是可信的。 另外, 在修改鋼筋操作中對梁鋼筋進(jìn)行了通長修改 后, 一定要對所形成的施工圖進(jìn)行檢查 , 使
33、顯示結(jié)果與繪圖結(jié)果不一致。(2) 注意審查每一個(gè)柱的軸壓比信息。PK軟件對柱的超筋控制是以最大配筋率來控制的,有時(shí)雖然軟件未顯示柱的超筋信息 , 但并不能說明我們所選的柱截面是合適的。213 獨(dú)立基礎(chǔ)及條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件 JCCAD的應(yīng)用對磚混結(jié)構(gòu)而言,一般應(yīng)在荷載組合中加入經(jīng)PM2CA嗽件進(jìn)行磚混抗震計(jì)算后的荷載。(2) 對框架結(jié)構(gòu)而言,一般應(yīng)計(jì)入經(jīng)PK軟件計(jì)算的PK荷載,并在PK荷載中計(jì)入地震荷載組 合,并經(jīng)縱橫兩個(gè)方向的驗(yàn)算后確定基礎(chǔ)選用的合理值 ,或計(jì)入經(jīng)TAT SATW叫算的荷載 組合。若只經(jīng)PM恒、活荷載計(jì)算,則結(jié)果在地震區(qū)會(huì)明顯偏小。(3) 對彈性地基梁及筏板基礎(chǔ)的計(jì)算還應(yīng)注意以下
34、幾個(gè)方面 : 應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場勘探情況利用 軟件對地基進(jìn)行驗(yàn)算 ; 應(yīng)根據(jù)地基及設(shè)計(jì)情況不同選用適當(dāng)?shù)牡鼗鶆偠认禂?shù) ; 根據(jù)上 部結(jié)構(gòu)及場地情況,選取適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式和計(jì)算方法;經(jīng)過反復(fù)地試算,最后確定較為合 適的梁截面和翼緣寬度。一般認(rèn)為 , 如果我們確定了一種梁截面或翼緣厚度時(shí) , 加大或減小 其截面尺寸都會(huì)引起配筋量的增加 , 那就說明我們選定的這個(gè)截面是較為合適的。3 結(jié)束語在工程設(shè)計(jì)時(shí) , 即從模型簡化、荷載匯總、結(jié)構(gòu)計(jì)算到施工圖繪制的全過程中 , 我們應(yīng)認(rèn)真 的考慮設(shè)計(jì)的每一環(huán)節(jié) , 不僅保證計(jì)算模型的簡化與工程實(shí)際相吻合 , 使計(jì)算假定與實(shí)際情 況相一致,而且應(yīng)注意設(shè)計(jì)軟件的適用條件及其
35、技術(shù)條件 ,正確的適用CAD軟件,保證計(jì)算 結(jié)果準(zhǔn)確 , 更要加強(qiáng)規(guī)范的學(xué)習(xí) , 加強(qiáng)概念設(shè)計(jì) , 保證結(jié)構(gòu)滿足各項(xiàng)構(gòu)造措施的要求。 使建筑 結(jié)構(gòu)安全能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用 , 保證結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能和耐久性能。淺談砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題砌體結(jié)構(gòu)是由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。眾所周知, 采用砌體結(jié)構(gòu)建造房屋符合“因地制宜、就地取材”的原則。和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,可 以節(jié)約水泥和鋼筋,降低造價(jià)。因此幾十年來砌體結(jié)構(gòu)在新中國的發(fā)展建設(shè)中起到了不可 替代的作用。在砌體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的同時(shí),也發(fā)現(xiàn)了許多的質(zhì)量事故。砌體工程常見的質(zhì)量問題有以下 四類:一、砌體強(qiáng)度不足1、
36、設(shè)計(jì)截面太小,承載力不夠;2、水、電、暖、衛(wèi)設(shè)設(shè)備留洞留槽削弱墻截面太多;3、材料質(zhì)量不合格,如砌體用磚和砂漿強(qiáng)度等級不符合設(shè)計(jì)要求,采用不符合標(biāo)準(zhǔn)的水 泥和摻和料等;4、施工質(zhì)量差,砂漿飽滿度嚴(yán)重不足,施工時(shí)磚沒有浸水,引起灰縫強(qiáng)度不足等。二、砌體錯(cuò)位,變形1、砌體墻高厚比過大導(dǎo)致使用階段失穩(wěn)變形;2、施工質(zhì)量問題,如墻體出現(xiàn)豎向偏斜,使用后受力而增加變形,甚至錯(cuò)動(dòng);3、施工順序不當(dāng),如縱橫墻不同時(shí)咬槎砌筑,導(dǎo)致新砌體墻平面外變形失穩(wěn);4、施工工藝不當(dāng),如灰砂磚砌筑,導(dǎo)致砌筑時(shí)失穩(wěn)。三、局部損傷或倒塌1、墻體由于施工或使用中的碰撞沖擊而掉角、穿洞、甚至局部倒塌;2、墻體在使用過程中受到酥堿腐
37、蝕,使得部分墻體嚴(yán)重?fù)p傷;3、冬季采用凍結(jié)法施工,解凍期無適當(dāng)措施,導(dǎo)致砌體墻倒塌。四、砌體裂縫 砌體的裂縫是質(zhì)量事故最常見的現(xiàn)象,砌體的強(qiáng)度不足、變形失穩(wěn)損傷和可能出現(xiàn)的局部倒塌等情況也可通過出現(xiàn)的裂縫形態(tài)來分析和判別。 現(xiàn)將砌體的裂縫類型及原因總結(jié)如下:1、溫度變形1)、因日照及氣溫變化,不同材料及不同結(jié)構(gòu)部位的變形不一致,同時(shí)又存在較強(qiáng)大的約束。如平頂磚混結(jié)構(gòu)頂層磚墻因日照及氣溫變化和兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)不同,造 成屋蓋與磚墻變形不一致所產(chǎn)生的裂縫,位置多在兩端頂層墻體上。(2)、溫度或環(huán)境溫度溫差太大。如房屋長度太長,又不設(shè)置伸縮縫,造成貫穿房屋全高 的豎向裂縫,位置常在縱墻中部。
38、(3)、磚墻溫度變形受地基約束。如北方地區(qū)施工期不采暖,磚墻收縮受到地基約束而造 成窗臺(tái)及其以下砌體中產(chǎn)生斜向或豎向裂縫。(4)、砌體中的混凝土收縮(溫度與干縮)較大。如較長的現(xiàn)澆雨蓬梁兩端墻面產(chǎn)生的斜 裂縫。2、地基不均勻沉降(1)、地基沉降差較大。如長高比較大的磚混結(jié)構(gòu)房屋中,中部地基沉降大于兩端時(shí)產(chǎn)生 八字裂縫;地基兩端沉降大于中間時(shí),產(chǎn)生倒八字裂縫;地基突變,一端沉降較大時(shí),產(chǎn) 生豎向裂縫。(2)、地基局部塌陷。如位于防空洞、古井上的砌體,因地基局部塌陷而裂縫。(3)、地基凍脹。如北方地區(qū)房屋基礎(chǔ)埋深不足,地基土又具有凍脹性,導(dǎo)致砌體裂縫。(4)、地基浸水。如填土地基或濕陷黃土地基局部
39、浸水后產(chǎn)生不均勻沉降使縱墻開裂。(5)、地下水位降低。如地下水位較高的軟土地基,因人工降低地下水位引起附加沉降導(dǎo) 致砌體開裂。( 6)、相鄰建筑物影響。如原有建筑物附近新建高大建筑物造成原有建筑產(chǎn)生附加沉降而裂縫3、結(jié)構(gòu)荷載過大或砌體截面過?。?)、抗壓、抗彎、抗剪、抗拉強(qiáng)度不足。如中心受壓磚注的豎向裂縫;磚砌平拱抗彎強(qiáng) 度不足產(chǎn)生豎向或斜向裂縫;擋土墻抗剪強(qiáng)度不足而產(chǎn)生水平裂縫;磚砌水池池壁沿灰縫 的裂縫。(2)、局部承壓強(qiáng)度不足。如大梁或梁墊下的斜向或豎向裂縫。4、設(shè)計(jì)構(gòu)造不當(dāng)(1)、沉降縫設(shè)置不當(dāng)。如沉降縫位置不設(shè)在沉降差最大處;沉降縫太窄,高層房屋沉降 變形后,低層房屋隨之下沉砌體受擠
40、壓而開裂。(2)、建筑結(jié)構(gòu)整體性差。如混合結(jié)構(gòu)建筑中,樓梯間磚墻的鋼筋混凝土圈梁不閉合而引 起的裂縫。( 3)、墻內(nèi)留洞。如住宅內(nèi)外墻交接處留煙囪孔影響內(nèi)外墻連接。使用后因溫度變化而開 裂。(4)、不同結(jié)構(gòu)混合使用,又無適當(dāng)措施。如鋼筋混凝土墻梁撓度過大引起墻體裂縫。( 5)、新舊建筑連接不當(dāng)。如原有建筑擴(kuò)建時(shí),基礎(chǔ)分離而新舊磚墻砌成整體,使結(jié)合處 產(chǎn)生墻體裂縫。(6)、留大窗洞的墻體構(gòu)造不當(dāng)。如大窗臺(tái)墻下,上寬下窄的豎向裂縫。5、材料質(zhì)量不良1)、砂漿體積不穩(wěn)定。如水泥安全性不合格,用含硫量超標(biāo)的硫鐵礦渣代砂引起砂漿開(2)、磚體積不穩(wěn)定。如使用出廠不久的灰砂磚砌墻,因收縮不一致較易引起裂縫
41、。6、施工質(zhì)量低劣(1)、組砌方法不合理,漏放構(gòu)造鋼筋。如內(nèi)外墻不同時(shí)砌筑,又不留踏步式接茬,或不 放拉接鋼筋,導(dǎo)致內(nèi)外墻連接處產(chǎn)生通長豎向裂縫。(2)、砌體用斷磚,墻中通縫、重縫較多。如某單層廠房圍護(hù)外墻因集中使用斷磚而裂縫(3)、留洞或留槽不當(dāng)。如某辦公樓在 500mmS窗間墻留腳手眼,而導(dǎo)致砌體開裂縫。7、地震和工程振動(dòng)( 1)、地震。如多層磚混結(jié)構(gòu)宿舍在強(qiáng)烈地震下產(chǎn)生的斜向或交叉裂縫。( 2)、無下弦人字木屋架。如頂層人字木無下弦屋架,在地震時(shí)產(chǎn)生水平推力,頂部墻體 出現(xiàn)縱向水平裂縫頂層墻角在地震時(shí)出現(xiàn)角部 V 形裂縫。( 3)、不均勻震陷。如樓蓋有圈梁,地震時(shí)一側(cè)震陷較大窗間墻出現(xiàn)斜
42、裂縫。( 4)、機(jī)械振動(dòng)。如某工程附近爆破所造成的裂縫。綜上所述,設(shè)計(jì)不當(dāng)、材料不良、施工低劣和地震及機(jī)械振動(dòng)造成的裂縫比較容易觀察和 判別。砌體最常見的裂縫原因是溫度變形和地基不均勻沉降引起的,但也有因荷載過大或 截面過小導(dǎo)致的裂縫,則其危害性往往嚴(yán)重。異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題 現(xiàn)代住宅建筑要求大開間,平面及房間布置靈活、方便,室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞、不露梁等。異 形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能較好地滿足現(xiàn)代住宅建筑的要求,因而逐漸得到了推廣應(yīng)用。目前,現(xiàn)行國家規(guī)范或規(guī)程中尚未給出有關(guān)異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的條款,因此, 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中常會(huì)遇到一些規(guī)范或規(guī)程尚未論及的問題, 需要設(shè)計(jì)
43、人員積累經(jīng)驗(yàn), 利用正確的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文旨在對異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題進(jìn)行探討,提出個(gè)人看法,供結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)人員參考。1 異形柱結(jié)構(gòu)型式及其計(jì)算異形柱結(jié)構(gòu)型式有異形柱框架結(jié)構(gòu)、 異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)和異形柱框架核心筒結(jié)構(gòu)。異形柱結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)決定了其受力性能、抗震性能與矩形柱結(jié)構(gòu)不同。由于異形柱截面 不對稱,在水平力作用下產(chǎn)生的雙向偏心受壓給承載力帶來的影響不容忽視。因此,對異 形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)按空間體系考慮, 宜優(yōu)先采用具有異形柱單元的計(jì)算程序進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。 因異形柱和剪力墻受力不同,所以計(jì)算時(shí)不應(yīng)將異形柱按剪力墻建模計(jì)算。當(dāng)采用不具有異形柱單元的空間分析程序(如TBSA 5
44、.0)計(jì)算異形柱結(jié)構(gòu)時(shí),可按薄壁桿件模型進(jìn)行內(nèi)力分析。對異形柱框架結(jié)構(gòu),一般宜按剛度等效折算成普通框架進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。當(dāng)剛度相等時(shí),矩形柱比異形柱的截面面積大。一般,比值( A矩/A異)約在1.10-1.30之間1。 因此,用矩形柱替換后計(jì)算出的軸壓比數(shù)值不能直接應(yīng)用于異形柱,建議用比值(A矩/ A異)對軸壓比計(jì)算值加以放大后再用于異形柱。對有剪力墻(或核心筒)的異形柱結(jié)構(gòu),由于異形柱分擔(dān)的水平剪力很小,由此產(chǎn)生的翹 曲應(yīng)力基本可以忽略, 為簡化計(jì)算, 可按面積等效或剛度等效折算成普通框架剪力墻 (或 核心筒)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。按面積等效更能反映異形柱軸壓比的情況,且面積等 效計(jì)算更
45、為簡便。但應(yīng)注意,按面積等效計(jì)算時(shí),須同時(shí)滿足下面兩式:A 矩=人異;(2)b/h=(lx 異/ Iy 異)1/2式中,A矩、A異 分別為矩形柱和異形柱的截面面積;b、h分別為矩形截面的寬和高;lx異、ly異一一分別為異形柱截面x、y向的主形心慣性矩。一般,按面積等效計(jì)算時(shí),矩形柱的慣性矩比異形柱的小。但對有剪力墻(或核心筒)的 異形柱結(jié)構(gòu),計(jì)算分析表明 2,按面積等效與按剛度等效的計(jì)算結(jié)果是接近的。異形柱的截面設(shè)計(jì),可根據(jù)上述方法得出的內(nèi)力,采用適合異形柱截面受力特性的截面計(jì) 算方法進(jìn)行配筋計(jì)算。2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)及其計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)。其計(jì)算模型、配筋
46、方式和構(gòu)造要求均同于普通剪力墻結(jié)構(gòu)。在 TAT TBSA中,只需按剪力墻輸入即可,而且 TAT TBSA 更適合用來計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。TAT TBSA所用的計(jì)算模型都是桿件、薄壁桿件模型, 其中梁、柱為普通空間桿件,每端有6個(gè)自由度,墻視為薄壁桿件,每端有7個(gè)自由度(多 一個(gè)截面翹曲角,即扭轉(zhuǎn)角沿縱軸的導(dǎo)數(shù)) ,考慮了墻單元非平面變形的影響,按矩陣位移 法由單元?jiǎng)偠染仃囆纬煽倓偠染仃?,引入樓板平面?nèi)剛度無限大假定減少部分未知量之后 求解,它適用于各種平面布置,未知量少,精度較高。但是,薄壁桿件模型在分析剪力墻 較為低寬、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜(如有轉(zhuǎn)換層)時(shí),也存在一些不足,主要是薄壁桿件理論沒有考慮
47、剪切變形的影響,當(dāng)結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜時(shí)變形不協(xié)調(diào)。而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于肢長較短(一 般為墻厚的5 - 8倍),本身較高細(xì),更接近于桿件性能,所以,用 TAT TBSA計(jì)算短肢剪 力墻結(jié)構(gòu)能較好地反映結(jié)構(gòu)的受力,精度較高。對設(shè)有轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu),一般都只是將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力 墻落地,其于剪力墻框支??蛑Ъ袅κ鞘芰γ嫦蚴芰c(diǎn)過渡,由于薄壁桿件的連接處是 點(diǎn)連接,所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續(xù)和力的正確傳遞。因此,帶有轉(zhuǎn) 換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先采用墻元模型軟件(如SATW/E進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)然,從整體上的內(nèi)力(特別是下部支承柱的內(nèi)力)分布情況來看,如果將剪力墻加以適
48、當(dāng)?shù)奶幚?,還是 可以用TAT TBSA對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算的3。3異形柱的受力性能及其軸壓比控制天津大學(xué)的試驗(yàn)研究結(jié)果表明4:異形柱的延性比普通矩形柱的差。 軸壓比、高長比(即 柱凈高與截面肢長之比)是影響異形柱破壞形態(tài)及延性的兩個(gè)重要因素。異形柱由于多肢的存在,其剪力中心與截面形心往往不重合,在受力狀態(tài)下,各肢產(chǎn)生翹 曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力。由于剪應(yīng)力,使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫,即產(chǎn)生腹剪裂 縫,導(dǎo)致異形柱脆性明顯,使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。作為異形柱延性的保證措施,必須嚴(yán)格控制軸壓比,同時(shí)避免高長比小于4(短柱)??刂浦孛孑S壓比的目的,在于要求柱應(yīng)具有足夠大的截面尺寸,以防止
49、出現(xiàn)小偏壓破壞,提高柱的變形能力,滿足抗震要求。廣東規(guī)程按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ1 89)中所規(guī)定的柱子軸壓比降低0.05取用(按截面的實(shí)際面積計(jì)算);天津規(guī)程則根據(jù)箍筋間距 與主筋直徑之比、箍筋直徑及抗震等級共同確定,其要求比廣東規(guī)程嚴(yán)格,例如,對s/d = 5、4(即箍筋間距 s= 100mm縱筋直徑d分別為20mm 25mm勺情況),箍筋直徑 dv = 8mm抗震等級為三級的L形截面,其軸壓比限值分別為 0.60 , 0.65。異形柱是從短 肢剪力墻向矩形柱過渡的一種構(gòu)件, 柱肢截面的肢厚比(即肢長/肢寬)不大于4。高規(guī)(JGJ3-91)第5.3.4條,“抗震設(shè)計(jì)時(shí),小墻肢的截面高度不宜小于3bW', “一、二級剪力墻的小墻肢,其軸壓比不宜大于0.6 ”。根據(jù)上述分析,為便于應(yīng)用,建議在6度設(shè)防區(qū),對于異形柱框架結(jié)構(gòu), L 形截面柱的軸壓比不應(yīng)超過 0.6(按截面的實(shí)際面積計(jì)算, 下同),T形截面柱的的軸壓比不應(yīng)超過 0.65,十字形截面柱的軸壓比不應(yīng)超過 0.8 ;對于 異形柱框架-剪力墻(或核心筒)結(jié)構(gòu),由于框架是第二道抗震防線,所以框架柱的軸壓 比限值可放寬到0.65 ( L形)、0.70 (T形)、0.90 ( +字形),但對于轉(zhuǎn)換層下的支承柱, 其軸壓比仍不應(yīng)超過 0.60。短柱在壓
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