结构工程师确定方案应注意的问题

>>>>1.建设场地不能选在危险地段

 由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方，因此，在结构方案及初步设计阶段，应特别注重对建设场地的再判别。对不利地段，应根据不利程度采取相应的技术措施，相关规定见《抗规》4.3节。

>>>>2.山地建筑尤其需要注意总平布置

 《抗规》第 3.3.5条规定: 山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程; 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。  

     《抗规》 第4.1.8 条规定: 当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑 时,除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6 范围内采用。此条为强条; 台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上, 有时边坡支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将 18~33层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡, 这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。

>>>>3.是否有地下室

高层建筑宜设地下室；对无地下室的高层建筑，应满足规范对埋置深度的要求。

>>>>4.高度问题

 室内外高差是多少， 房屋高度是多少， 房屋高度有没有超限。

>>>>5.结构高宽比问题

《高规》3.3.2条规定，6、7度抗震设防烈度时， 框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过 6。高宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性（主要影响结构设计的经济性，对超高层建筑，当高宽比大于7时，结构设计难度大，费用高）的宏观控制。

>>>>6.结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。

当必须设置时，应符合现行规范有关缝的要求，并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。        各缝宜合并布置，并应按规范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽，防止地震时发生碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架结构为 55m, 剪力墙结构为 45m。

>>>>7.结构平面布置不规则问题

 1.扭转不规则，规定水平力作用下位移比大于1.2；

 2.凹凸不规则，平面凹进的尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%；

 3.楼板局部不连续，楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。

>>>>8.《高规》限制结构长宽比

  结构长宽比6、7度不应大于6。限制长宽比，其目的就是要在结构设计中控制长矩形平面的使用，当平面的长宽比大于3时，虽然未超过规范规定的限值，但已对抗侧力构件（如剪力墙等）的设置及楼盖结构的整体性提出了较高要求（见《抗规》6.1.6条及《高规》8.1.8条等）。框架抗-震墙及板柱-抗震墙结构以及框支层中，楼板的整体性对结构的协同工作影响很大，结构设计时应特别注意加强楼板的整体性及面内刚度。

>>>>9.《高规》3.4.3条规定

不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。

>>>>10.《高规》3.4.6条规定

当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞时, 应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半; 楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%; 在扣除凹入或开洞后, 楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5m, 且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于 2m。

>>>>11.《高规》3.4.6条规定

   井字形等外伸长度较大的建筑, 当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时, 应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施, 必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。

>>>>12.建筑平面不规则、凹凸多、周长必然长, 建筑及结构以及节能造价必定较建筑平面规则的高, 更不用说结构为克服平面不规则产生的造价提高。

>>>>13.结构竖向布置不规则问题  

     1. 侧向刚度不规则，该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。

        2. 竖向抗侧力构件不连续，竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。

        3. 楼层承载力突变，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。

>>>>14.《高规》3.5.6条规定

楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

>>>>15.地下室顶板覆土问题      

建筑为考虑景观需要, 往往要求在地下室顶板上要求较厚的覆土考虑绿化, 而结构往往因甲方造价或用钢量的要求, 希望覆土较薄以减轻荷载, 因为地下室顶板考虑抗裂要求, 梁板的配筋都很大, 且覆土越厚,地下室底板及外墙也越在地面以下, 底板及周边侧墙承受的水压力越大。        一般情况下, 覆土0.6m 以上可植草、1.5m 以上可种树, 若地下室较大, 考虑水专业走管坡度、覆土至少 0.8~ 0.9m; 建筑总平面布置时, 消防车道大部分尽量布置在地下室顶板以外, 减少顶板承受的荷载, 以节约造价。

>>>>16.地下水位问题     

 在满足基础埋置深度及地下室净高的前提下, 地下室底板标高越高越好, 底板及周边侧墙承受的水压力越小, 底板及周边侧墙厚度及配筋也越小, 造价越低。

>>>>17.地下室集水坑布置       

尽量布置在承台边缘、不要布置在外墙边缘, 尤其是消防电梯的集水坑, 可加大长宽、减小深度, 以利于施工,确保边坡安全。       

 曾经有一个工程, 消防电梯的集水坑从地下室底板再往下挖 3.2m 深, 布置于地下室外墙边缘,经建筑、结构与水专业配合后, 将集水坑移置地下室的中部, 既保证边坡安全, 又加快施工进度, 节约施工造价。

>>>>18.地下室及上部管道井布置    

须注意结构柱、梁偏位问题,建筑、设备专业须确认, 以保证管道井的净尺寸; 有的工程建筑认为梁为 200 宽, 而实际地下室或上部的梁往往大于 200, 柱或混凝土大梁有向管道井内偏, 影响了管道井的尺寸, 造成后期平面调整(平面布置紧凑时往往不好调整) 或影响使用。

>>>>19.梁、柱偏位问题    

注意核对建筑外立面、停车、管道井、电梯井等, 不能影响停车、管道井、电梯的使用, 部分柱外凸时, 为保证立面统一, 柱断面不能收缩。

>>>>20.地下室及架空层停车位问题     

须注意柱网布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部车至少柱净距 7.2m, 2 部车至少柱净距4.8m, 建筑轴线尺寸须注意柱子大小, 必要时柱子可布置为长方形, 要注意地下室顶有覆土及消防车道时, 柱子不可能太小。

>>>>21.地下室及上部层高问题      

净高须满足建筑规范要求, 梁高1/10~1/ 15L, 跨度大、荷载大、又有裂缝要求的梁, 梁高至少1/10~1/12L, 其他部位宽扁梁可做到 1/ 15L, 但宽扁梁造价会增大; 预应力梁可做到 1/15~ 1/18L, 但须注意梁两端柱头很大, 可能影响建筑的平面布置, 比如影响走道宽度布置等。    

    净高须考虑设备走管问题, 一般空调管至少 0.45m, 电桥架至少0.15m, 喷淋至少0.10m; 当梁较高时可考虑穿梁, 穿梁洞口结构有相应的位置与尺寸的要求, 需要建筑、结构、设备各专业配合; 梁开洞问题:洞口大小< = 1/3 h 梁高, 尽量布置在梁高中部, 梁剪力最小的部位即梁 1/3 跨度位置。

>>>>22.剪力墙开洞问题     

建筑开的门洞或窗户及设备的穿墙洞口都爱沿着柱角或墙角, 结构则要求洞口不能影响到剪力墙暗柱、端柱、翼墙等主要受力构件, 洞口上下对齐, 建筑与设备需要了解在柱或剪力墙拐角外边缘算起 300 范围内为剪力墙约束边缘构件或构造边缘构件, 是高层结构的竖向主要受力构件, 不能破坏。   

   《高规》 第7.2.15 条、第7.2.16 条对约束边缘构件剪力墙、构造边缘构件剪力墙有详细规定。

>>>>23.柱的问题     

注意尽量避免短柱, 例柱边尽量不布置门窗, 否则常为短柱, 短柱柱箍筋须全长加密, 造价提高且抗震不利。

>>>>24.楼梯净高问题  

     尤其地下室、商场层、顶层等注意核对,特别三、四跑梯, 建筑设计此部分时须注意核对剖面并与结构核对梯梁跨度、高度, 必要时可要求结构调整梯梁位置或要求做折板梯；  

    半层处梯梁须注意核对: 与建筑立面是否矛盾, 有的建筑立面窗户全对齐与半层处梯梁布置矛盾; 若梯梁外有幕墙等,须注意梯梁内退; 有些楼梯半层梯平台板在房屋内部, 半层处梯梁须注意核对: 与半平台处消火栓、配电箱内嵌布置是否矛盾。

>>>>25.屋顶栏板、女儿墙问题      

 建筑物大屋面以上仅靠悬臂受力的女儿墙高度不应超过 3m, 不应采用砌体的女儿墙, 应采用钢筋混凝土女儿墙。悬臂受力的女儿墙高度大于 1.8m 栏板已至少15cm, 不太经济, 建议加斜撑或构架以受力合理且降低造价。