混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題探析

時(shí)間:2022-11-29 10:19:21

導(dǎo)語(yǔ):混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題探析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題探析

摘要:現(xiàn)狀建筑工程由于其設(shè)計(jì)周期短、建筑戶型不規(guī)整、方案調(diào)整頻繁等原因使得混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。從實(shí)際工程出發(fā),對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行匯總及分析,提出一些解決建議。

關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)計(jì)算;常見(jiàn)問(wèn)題

1結(jié)構(gòu)計(jì)算常見(jiàn)問(wèn)題

(1)混凝土結(jié)構(gòu)整體計(jì)算位移比大于1.2時(shí),未計(jì)入雙向水平地震作用。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第3.4.3.1條,當(dāng)樓層的最大彈性水平位移或(層間位移)大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍時(shí),結(jié)構(gòu)屬平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,同時(shí)5.1.1-3條規(guī)定質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。當(dāng)位移比大于1.2時(shí),結(jié)構(gòu)整體計(jì)算應(yīng)考慮雙向水平地震。(2)結(jié)構(gòu)振型數(shù)量不足導(dǎo)致各振型數(shù)質(zhì)量參與系數(shù)之和小于90%。當(dāng)采用盈建科軟件計(jì)算時(shí)建議可勾選程序自動(dòng)確定振型數(shù),個(gè)別情況(如某些整體振動(dòng)性較差的工程,如多塔、需要計(jì)算豎向地震的結(jié)構(gòu))會(huì)出現(xiàn)需要很多振型(幾十甚至一百幾十)才能滿足質(zhì)量參與系數(shù)之和大于90%,這時(shí)可修改特征值算法為Ritz向量法,振型數(shù)較易滿足(一般50個(gè)以內(nèi))。(3)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),且相交角大于15°時(shí),未分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用,不滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第5.1.1-2條的要求;同時(shí)當(dāng)計(jì)算結(jié)果其最大地震作用方向大于15°時(shí)(最大地震力角度為與正交坐標(biāo)軸的夾角),模型中要反填該附加地震角度。(4)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)未考慮最不利風(fēng)向角。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第4.2.1條,主體結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),風(fēng)荷載作用面積應(yīng)取垂直于風(fēng)向的最大投影面積,很多時(shí)候會(huì)忽略該點(diǎn),風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮這個(gè)最大投影面積的風(fēng)向角,造成后期難以調(diào)整,需特別注意。(5)高度大于60m的高層建筑配筋計(jì)算時(shí)風(fēng)荷載系數(shù)未乘1.1系數(shù);舒適度計(jì)算時(shí)基本風(fēng)壓取值錯(cuò)誤,應(yīng)按10年一遇基本風(fēng)壓取值。(6)高層住宅在首層很多時(shí)候會(huì)存在入戶大堂上空的情況,該位置沒(méi)有樓板約束的剪力墻其計(jì)算長(zhǎng)度沒(méi)有單獨(dú)指定,這時(shí)剪力墻的穩(wěn)定性計(jì)算不準(zhǔn)確,需特別注意,要按實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算,滿足規(guī)范要求。(7)結(jié)構(gòu)剛重比不滿足規(guī)范要求或未按計(jì)算結(jié)果考慮重力二階效應(yīng)。(8)未對(duì)計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)的超限信息采取相應(yīng)處理措施,存在安全隱患。軟件計(jì)算中的超限信息(如墻體穩(wěn)定性、剪壓比、軸壓比等超限)要分析其原因,調(diào)整至滿足規(guī)范要求。(9)梁的鉸接、剛接、半鉸接、連梁指定有誤。有時(shí)一些關(guān)鍵位置處的框架梁,不同的連接方式,對(duì)整體計(jì)算結(jié)果(位移角)影響很大,如果實(shí)際上不能滿足剛接條件的需做調(diào)整或增加能滿足剛接的措施(如加設(shè)端柱、翼墻)。梁按框架梁計(jì)算配筋很難滿足時(shí),也不能直接就設(shè)成連梁計(jì)算,需滿足連梁跨高比要求,同時(shí)連梁兩端支承的墻體長(zhǎng)度至少得大于600mm(滿足連梁直錨長(zhǎng)度要求)才能定義為連梁。

2結(jié)構(gòu)荷載常見(jiàn)問(wèn)題

(1)各類特殊房間的荷載,如發(fā)電機(jī)房、消防水池、超市、儲(chǔ)藏室的取值有誤。一般有放置特殊設(shè)備的房間需相關(guān)專業(yè)提資,特別注意消防水池的荷載,建筑圖中常常標(biāo)注有效水深,但這個(gè)并不是最大水深,特別容易疏忽,造成荷載計(jì)算偏小。(2)衛(wèi)生間、陽(yáng)臺(tái)、樓梯間活荷載取值有誤。需按規(guī)范正確取值,衛(wèi)生間需特別注意是否帶有浴缸(帶浴缸按4.0kN/m2)。(3)高低層相鄰屋面,較低屋面未考慮施工荷載。施工圖審查時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到審圖單位給出該意見(jiàn),考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況,建議按《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-結(jié)構(gòu)體系2009》F.1-4條5)款考慮該施工荷載4.0kN/m2,并在施工圖上注明。(4)漏考慮消防車(消防登高面)的荷載。(5)周邊與外立面有關(guān)的線角(飄板)的荷載未考慮夠。由于建筑立面的要求,有時(shí)這個(gè)荷載會(huì)很大,如果一樓會(huì)有安全隱患。(6)自動(dòng)扶梯荷載漏考慮或考慮不夠,需仔細(xì)對(duì)照扶梯資料,留夠荷載。(7)漏考慮樓板上的墻體荷載。

3結(jié)構(gòu)施工圖常見(jiàn)問(wèn)題

(1)基礎(chǔ)埋深不夠。一般為無(wú)地下室或地下室一邊敞開(kāi)時(shí)會(huì)忽略該問(wèn)題。需按規(guī)范,對(duì)天然基礎(chǔ)取H/15,樁基H/18,H為室外地坪標(biāo)高算至基礎(chǔ)底標(biāo)高。(2)基礎(chǔ)最小厚度不能滿足構(gòu)造要求。獨(dú)立基礎(chǔ)厚度一般要取到400mm,才能滿足上部框架柱鋼筋在其內(nèi)直錨20d的要求,以上部框架柱縱向鋼筋直徑16mm為例,基礎(chǔ)最小厚度為20×16+40(保護(hù)層)+2×12(基礎(chǔ)雙向鋼筋)=384mm。當(dāng)鋼筋直徑大于16mm時(shí),其所需最小厚度會(huì)更大。(3)當(dāng)采用筏板基礎(chǔ)時(shí),剪力墻水平鋼筋直徑不滿足規(guī)范要求。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)第8.4.5條:采用筏形基礎(chǔ)的地下室,鋼筋混凝土外墻厚度不應(yīng)小于250mm,內(nèi)墻厚度不宜小于200mm。墻的截面設(shè)計(jì)除滿足承載力要求外,尚應(yīng)考慮變形、抗裂及外墻防滲等要求。墻體內(nèi)應(yīng)設(shè)置雙面鋼筋,鋼筋不宜采用光面圓鋼筋,水平鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm,雙向鋼筋直徑不應(yīng)小于10mm,間距不應(yīng)大于200mm;對(duì)該條文規(guī)定,當(dāng)塔樓采用筏板基礎(chǔ),其剪力墻配筋也應(yīng)滿足該規(guī)范要求。(4)地下室外墻位置當(dāng)頂板沿外墻方向有較長(zhǎng)開(kāi)洞時(shí),墻頂仍按鉸接計(jì)算配筋。該情況較常見(jiàn),造成外墻墻厚及配筋可能都不夠,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)墻頂按自由端來(lái)考慮外墻的厚度及配筋。(5)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)時(shí),其間距不滿足規(guī)范最小間距要求。對(duì)擠土群樁,比如排數(shù)多于三排且樁數(shù)不小于9根時(shí),需按3.5d。(6)剪力墻底部加強(qiáng)部位高度取值有誤,高層時(shí)不滿足H/10,多層建筑有時(shí)又取得過(guò)高(可僅取底部一層)。(7)一、二級(jí)抗震時(shí),底部加強(qiáng)部位一字形剪力墻厚度小于220mm?!陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第7.2.1-2條,建議設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免一字形墻,對(duì)其采取加設(shè)翼墻或端柱。(8)約束邊緣構(gòu)件配筋率或最少根數(shù)不滿足規(guī)范要求。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第7.2.15-2條,約束邊緣構(gòu)件配筋率一、二、三級(jí)時(shí)分別不應(yīng)小于1.2%、1.0%、1.0%并分別不小于8準(zhǔn)16、6準(zhǔn)16、6準(zhǔn)14(準(zhǔn)表示鋼筋直徑)。(9)約束邊緣構(gòu)件內(nèi)箍筋及拉筋沿豎向的間距大于規(guī)范限值。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第7.2.15-3條,一級(jí)不宜大于100mm,二、三級(jí)不宜大于150mm。(10)一、二、三級(jí)抗震的剪力墻水平及豎向分布鋼筋不滿足最小配筋率0.25%的要求。需按相關(guān)規(guī)范要求,同時(shí)注意當(dāng)為框筒結(jié)構(gòu)時(shí),底部加強(qiáng)部位主要墻體的水平和豎向分布鋼筋的配筋率尚不宜小于0.3%。(11)框架柱非加密區(qū)的箍筋間距不滿足規(guī)范要求。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.3.9.3-4條:非加密區(qū)箍筋間距一、二級(jí)不應(yīng)大于10倍縱向鋼筋直徑,三、四級(jí)不應(yīng)大于15倍縱向鋼筋直徑。很多時(shí)候當(dāng)柱的縱向鋼筋直徑不大時(shí),不注意會(huì)違反規(guī)范要求。(12)正方形柱當(dāng)兩方向配筋不同時(shí),未表達(dá)清楚配筋大的一邊在在平面圖中的位置。需注意該情況,以免施工時(shí)錯(cuò)放鋼筋,造成安全隱患。(13)一級(jí)抗震時(shí),梁、柱的箍筋最小直徑不滿足最小直徑10mm的要求?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.3.3及6.3.7-2條。(14)一、二級(jí)抗震的框架梁,梁面通長(zhǎng)筋的面積小于梁兩端頂面較大者的1/4截面面積?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.3.4條。(15)框架梁梁端截面的底部和頂部受力縱筋面積比,一級(jí)抗震等級(jí)小于0.5,二、三級(jí)小于0.3。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.3.3.2條。(16)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí),最小箍筋直徑未增大2mm?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.3.3.3條。(17)一、二、三級(jí)框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑大于矩形截面柱在該方向截面尺寸的1/20(圓柱時(shí)為弦長(zhǎng)的1/20)?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.3.4.2條,該規(guī)定限制鋼筋直徑主要是防止梁在反復(fù)荷載作用時(shí)鋼筋滑移。(18)獨(dú)立墻肢(翼墻),其配置的箍筋不滿足剪力墻水平鋼筋的最小配筋率要求。翼墻長(zhǎng)度一般大于3倍墻厚,一般在650~1200mm左右,我們?cè)谑┕D時(shí)往往直接考慮為邊緣構(gòu)件,按體積配箍率配置箍筋,但它同時(shí)還是一個(gè)獨(dú)立墻肢,其箍筋仍需滿足墻水平鋼筋最小配筋率的要求。(19)樓梯凈高不滿足規(guī)范要求。平臺(tái)位置2.0m(梯梁需離開(kāi)起步邊緣300mm);梯板位置2.2m(梯步垂直算至上層梯板),樓梯凈高影響很大,需重視。(20)房屋頂層剪力墻、長(zhǎng)矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、端開(kāi)間縱向剪力墻以及端山墻的水平和豎向分布鋼筋的配筋率小于0.25%或間距大于200mm。需滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第7.2.19條的要求,有時(shí)由于墻豎向鋼筋按規(guī)范取為10mm后,為了省鋼筋會(huì)把間距調(diào)大,這時(shí)需注意還得滿足本條規(guī)范要求。因這些位置是溫度應(yīng)力可能較大的部位,應(yīng)適當(dāng)增大其分布鋼筋配筋量,以抵抗溫度應(yīng)力的不利影響。

參考文獻(xiàn)

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作者:馮劍榮 單位:廣州市駿天建筑設(shè)計(jì)有限公司