建筑结构设计问题及注重事项

 1重点注意事项

(1)抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度地区超过5层有条件时，尽量增加剪力墙，这样的话可以大大提高结构的抗震性能，同时也应结合实际情况考虑其经济性。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析”规范给出的垂直地震作用明显不足。

(2)在细部大样的结构处理方面：雨蓬不得从填充墙内出挑，应尽量和主体结构发生联系。

(3)框架梁柱的混凝土等级宜相差一级。当不可避免时，应在梁柱节点处采用必要的施工措施。

(4)由于某些原因造成梁或过粱等截面较大时应验算构件的最小配筋率，这也是较容易忽略的问题。

(5)出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构，避免一栋建筑中混合采用不同的结构体系。

(6)框架结构中的电梯井壁宜采用烧结页岩砖砌筑，但不能采用砖墙承重。结构布置时可考虑采用每层的梁承担每层的墙体荷载。楼梯四角应加强构造柱，当层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁，以增加其整体性。如楼电梯间位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利。

(7)建筑平面长度宜满足规范对设置伸缩缝的要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层加后浇带等。当单层面积较大时可以在梁板混凝土中掺加微膨胀剂，在混凝土内部建立预应力以控制裂缝。

(8)柱子轴压比的控制应满足规范要求。

(9)当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。

(10)边梁上筋应尽量通长，按偏拉构件设计。(11)电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。

(12)电梯井处一定要注意净空的控制，注意墙和梁的定位。电梯井处柱可外移或做成L型柱。

(13)验算水箱下、电梯机房及设备下结构布置是否满足要求。现J『J：一般水箱都是成品，在结构设计时考虑水箱的布置范围和荷载(包括设备基础荷载)就行。

(14)当地下水位很高时应根据实际情况考虑其对地下室基础及顶板的浮力。

(15)采用宽扁梁时，应注意验算变形。

(16)突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层，不宜冉接锚入顶层梁内，并且托梁应按转换梁的构造要求处理，如箍筋全长加密，设置抗扭腰筋。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应全高加密箍筋错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。

(17)等基底附加压力时基础沉降并不同。

(18)应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。必要时采用大板，而不设梁。

(19)当建筑布局很不规则时结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体最的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状)，此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚并双层配筋，同时尽量加强梁配筋。

2问题以及解决方法

2．1独立基础设计荷载取值不当钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础，当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。这就是说，在8度地震区，大多数钢筋混凝土多层框架房屋可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，必须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入：另一种情况是，在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值和弯矩设计值，无剪力设计值，或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，配筋偏少，影响基础本向和上部结构的安全。

2．2框架计算简图不合理无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋，独立基础埋置较深，在一0．05m左右设有基础拉梁时，应将基础拉梁按层1输入例如：该项目为3层钢筋混凝土框架结构，丙类建筑，建筑场地为Ⅱ类：层高3．3m，基础埋深4．0m基础高度0．8m，室内外高差0．45m。在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。设计者按3层框架房屋计算，首层层高取3．35m，即假定框架房屋嵌固在一0．05m处的基础拉梁顶面：基础拉梁的断面和配筋按构造设计：基础按中心受压计算。显然，选取这样的计算简图是不妥当的。当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为1，并复算一次按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。

2．3基础拉梁层的计算模型不符合实际情况基础拉梁层无楼板，用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时楼板厚度应取零，并定义弹性节点，用总刚分析方法进行分析计算。有时虽然楼板厚度取零，也定义弹性节点，但未采用总刚分析，程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算，与实际情况不符。房屋平面不规则，要特别注意这一点。

2．4基础拉梁设计不当当独立基础埋置不深，或者埋置虽深但采用了短柱基础时，由于地基不良或柱子荷载差别较大，或根据抗震要求，可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1／20～1／30，高度可取柱中心距的1／121／18。构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限，纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10％作为拉力或压力来计算，当为构造配筋，除满足最小配筋率外，也不得小于上下各2％，配筋不得小于18-200。当拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时，拉梁截面应适当加大，算出的配筋应和上述构造配筋叠加。构造基础拉梁顶标高通常与基础高或短柱顶标高相同。在这种情况下基础可按偏心有受压基础设计，当框架底层层高不大或者基础过去埋置不深时，有时要把基础拉梁设计得比较强大，以便用拉梁来平衡柱底弯矩。这时拉梁正弯矩钢筋应全跨拉通，负弯矩钢筋至少应在1／2跨拉通，拉梁正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固#拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同，此时拉梁宜设置在基础顶部，不宜设置在基础顶面之上，基础则可按中心受压设计。

2．5框架结构带楼电梯小井简框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒，因为井筒剪力墙的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构承担的地震剪力，而且井筒下基础设计也比较困难，故这些井筒尽量采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时，井筒墙壁厚度应适当，并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化；配筋可按构造设置，以达到经济性的控制。设计计算时，还应按带井筒的框架复核，并加强与井墙体相连的柱子的配筋；此外，还要特别指出，对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等，应采用框架承重，不得采用砌体墙承重：而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数；雨篷等构件应从承重梁上挑出，不得从填充墙上挑出；楼梯梁和夹层梁等应承重柱上，不得支承在填充墙上。

2．6结构计算中几个重要参数的合理选取所有的计算机计算结果，应经分析判断确认其合理有效后方可用于工程设计。通常情况下，计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架一抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。为了分析判断计算机计算结果是否合理，结构设计计算时，除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外，正确填写抗震设防烈度和场地类别，合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。

2．7结构周期折减系数框架结构及框架一抗震墙等结构，由于填充墙的存在”使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的，但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。根据规范要求，对框架结构，采用砌体填充墙时，周期折减系数可取0．6～0．7；砌体填充墙较少或采用轻质砌块时，可取0．7～0．8：完全采用轻质墙体板材时，可取0．9。只有无墙的纯框架计算周期才可以不折减。

2．8框架梁、柱箍筋间距对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了了明确规定。根据这些规定工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100ram，并以此为依据计算出加密区箍筋面积，由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。但是，在程序内定的条件下，当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时，多数情况下，非加密区箍筋间距采用200mm会使梁的非加密区配箍不足，因此建议程序内定梁箍筋改为取梁的非加密区间距200mm。这样，既可保证梁非加密区的抗剪承载力，又可适当增加梁端箍筋加密区(箍筋间距为100ram)的抗剪能力，梁的强剪性能更能充分体现。当框架梁由于种种原因纵向钢筋超筋时，梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。这也是为什么当梁端纵向受拉钢筋配筋率大2％时，规范规定粱的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时，在某些情况下，亦可能因非加密区箍筋间距采用200ram引起配箍不足。因此，我们也建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距200mm。这里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值，并且不乘以剪力增大系数。当然，如果电算程序能同时给出梁、柱箍筋加密区和非加密区的箍筋面积，则于设计者应更加方便了。

2．9地下室层数的输入处理多层框架结构房屋也有设置地下室。由于隔墙少，常采用浅基础。在电算时，应将地下室层数和上部结构一起输入，并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样，计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成，并且在抗震计算时”程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层侧移刚度比的分析比较，还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置，并采取相应的抗震构造措施，保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等等；当结构表现为竖向不规侧时，不仅要验算薄弱层，而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1．15的增大系数。如果在结构总体计算时，总信息中填写的地下室层数少于实际输入的层数，弯矩设计值增大系数将会乘错位置，从而在发生地震时，会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。

3结束语

本人在设计工作中所遇到的问题以及对应的解决办法的简单论述，希望各同行朋友提出宝贵的建议，协力让结构设计水准更上一层楼。