結構工程師方案設計注意事項

結構工程師方案設計注意事項

　　土木工程是一個崇高的行業。它的魅力在于把人類的想象借助科技力量加以實現，同時為人們提供住房，創造就業機會，提高生活質量。下面為大家整理了一些結構工程師方案設計注意事項，一起來看看!

　　1.建設場地不能選在危險地段

　　由于結構設計在建設場地的選擇中一般是被動的接受方，因此，在結構方案及初步設計階段，應特別注重對建設場地的再判別。對不利地段，應根據不利程度采取相應的技術措施，相關規定見《抗規》4.3節。

　　2.山地建筑尤其需要注意總平布置

　　《抗規》第 3.3.5條規定: 山區建筑場地應根據地質、地形條件和使用要求, 因地制宜設置符合抗震設防要求的邊坡工程; 邊坡附近的建筑基礎應進行抗震穩定性設計。建筑基礎與土質、強風化巖質邊坡應留有足夠的距離, 其值應根據抗震設防烈度的高低確定, 并采取措施避免地震時地基基礎破壞。

　　《抗規》 第4.1.8 條規定: 當需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建筑 時,除保證其在地震作用下的穩定性外, 尚應估計不利地段對設計地震動參數可能產生的放大作用, 其地震影響系數最大值應乘以增大系數。其值可根據不利地段的具體情況確定, 在1.1~1.6 范圍內采用。此條為強條; 臺地邊緣建筑地震力放大系數也意味著單體建筑成本的增加。實際上, 有時邊坡支護的費用可能遠遠大于邊坡上單體的費用。曾經有的方案設計單位布置總平時將 18~33層的高層布置在懸崖邊緣或跨越十多米高的邊坡, 這些都是對結構及地質不了解才會產生的錯誤。

　　3.是否有地下室

　　高層建筑宜設地下室;對無地下室的高層建筑，應滿足規范對埋置深度的要求。

　　4.高度問題

　　室內外高差是多少， 房屋高度是多少， 房屋高度有沒有超限。

　　5.結構高寬比問題

　　《高規》3.3.2條規定，6、7度抗震設防烈度時， 框架- 剪力墻結構、剪力墻結構高寬比不宜超過 6。高寬比控制的目的在于對高層建筑結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性(主要影響結構設計的經濟性，對超高層建筑，當高寬比大于7時，結構設計難度大，費用高)的宏觀控制。

　　6.結構設計應與建筑師密切合作優化建筑設計和結構布置

　　采取必要的結構和施工措施盡量避免設置各類結構縫(伸縮縫、沉降縫、防震縫)。當必須設置時，應符合現行規范有關縫的要求，并根據建筑使用要求、結構平面和豎向布置的情況、地基情況、基礎類型、結構剛度以及荷載、作用的差異、抗震要求等條件、綜合考慮后確定。

　　各縫宜合并布置，并應按規范的規定采取可靠的構造措施和保證必要的縫寬，防止地震時發生碰撞導致破壞。結構長度大于規范時, 應設置伸縮縫, 高層建筑結構伸縮縫的最大間距: 框架結構為 55m, 剪力墻結構為 45m。

　　7.結構平面布置不規則問題

　　1.扭轉不規則，規定水平力作用下位移比大于1.2;

　　2.凹凸不規則，平面凹進的尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%;

　　3.樓板局部不連續，樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層。

　　8.《高規》限制結構長寬比

　　結構長寬比6、7度不應大于6。限制長寬比，其目的就是要在結構設計中控制長矩形平面的使用，當平面的長寬比大于3時，雖然未超過規范規定的限值，但已對抗側力構件(如剪力墻等)的設置及樓蓋結構的整體性提出了較高要求(見《抗規》6.1.6條及《高規》8.1.8條等)�？蚣芸�-震墻及板柱-抗震墻結構以及框支層中，樓板的整體性對結構的協同工作影響很大，結構設計時應特別注意加強樓板的整體性及面內剛度。

　　9.《高規》3.4.3條規定

　　不宜采用角部重疊的平面圖形或細腰形平面圖形。

　　10.《高規》3.4.6條規定

　　當樓板平面比較狹長、有較大的凹入和開洞時, 應在設計中考慮樓板削弱產生的不利影響。樓面凹入或開洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半; 樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的 30%; 在扣除凹入或開洞后, 樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于 5m, 且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應小于 2m。

　　11.《高規》3.4.6條規定

　　井字形等外伸長度較大的建筑, 當中央部分樓、電梯間使樓板有較大削弱時, 應加強樓板以及連接部位墻體的構造措施, 必要時還可在外伸段凹槽處設置連接梁或連接板。

　　12.建筑平面不規則、凹凸多、周長必然長, 建筑及結構以及節能造價必定較建筑平面規則的高, 更不用說結構為克服平面不規則產生的造價提高。

　　13.結構豎向布置不規則問題

　　1. 側向剛度不規則，該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%;除頂層或出屋面小建筑外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%。

　　2. 豎向抗側力構件不連續，豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等)向下傳遞。

　　3. 樓層承載力突變，抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%。

　　14.《高規》3.5.6條規定

　　樓層質量沿高度宜均勻分布，樓層質量不宜大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。

　　15.地下室頂板覆土問題

　　建筑為考慮景觀需要, 往往要求在地下室頂板上要求較厚的覆土考慮綠化, 而結構往往因甲方造價或用鋼量的要求, 希望覆土較薄以減輕荷載, 因為地下室頂板考慮抗裂要求, 梁板的配筋都很大, 且覆土越厚,地下室底板及外墻也越在地面以下, 底板及周邊側墻承受的水壓力越大。

　　一般情況下, 覆土0.6m 以上可植草、1.5m 以上可種樹, 若地下室較大, 考慮水專業走管坡度、覆土至少 0.8~ 0.9m; 建筑總平面布置時, 消防車道大部分盡量布置在地下室頂板以外, 減少頂板承受的荷載, 以節約造價。

　　16.地下水位問題

　　在滿足基礎埋置深度及地下室凈高的前提下, 地下室底板標高越高越好, 底板及周邊側墻承受的水壓力越小, 底板及周邊側墻厚度及配筋也越小, 造價越低。

　　17.地下室集水坑布置

　　盡量布置在承臺邊緣、不要布置在外墻邊緣, 尤其是消防電梯的集水坑, 可加大長寬、減小深度, 以利于施工,確保邊坡安全。

　　曾經有一個工程, 消防電梯的集水坑從地下室底板再往下挖 3.2m 深, 布置于地下室外墻邊緣,經建筑、結構與水專業配合后, 將集水坑移置地下室的中部, 既保證邊坡安全, 又加快施工進度, 節約施工造價。

　　18.地下室及上部管道井布置

　　須注意結構柱、梁偏位問題,建筑、設備專業須確認, 以保證管道井的凈尺寸; 有的工程建筑認為梁為 200 寬, 而實際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內偏, 影響了管道井的尺寸, 造成后期平面調整(平面布置緊湊時往往不好調整) 或影響使用。

　　19.梁、柱偏位問題

　　注意核對建筑外立面、停車、管道井、電梯井等, 不能影響停車、管道井、電梯的使用, 部分柱外凸時, 為保證立面統一, 柱斷面不能收縮。

　　20.地下室及架空層停車位問題

　　須注意柱網布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部車至少柱凈距 7.2m, 2 部車至少柱凈距4.8m, 建筑軸線尺寸須注意柱子大小, 必要時柱子可布置為長方形, 要注意地下室頂有覆土及消防車道時, 柱子不可能太小。

　　21.地下室及上部層高問題

　　凈高須滿足建筑規范要求, 梁高1/10~1/ 15L, 跨度大、荷載大、又有裂縫要求的梁, 梁高至少1/10~1/12L, 其他部位寬扁梁可做到 1/ 15L, 但寬扁梁造價會增大; 預應力梁可做到 1/15~ 1/18L, 但須注意梁兩端柱頭很大, 可能影響建筑的平面布置, 比如影響走道寬度布置等。

　　凈高須考慮設備走管問題, 一般空調管至少 0.45m, 電橋架至少0.15m, 噴淋至少0.10m; 當梁較高時可考慮穿梁, 穿梁洞口結構有相應的位置與尺寸的要求, 需要建筑、結構、設備各專業配合; 梁開洞問題:洞口大小< = 1/3 h 梁高, 盡量布置在梁高中部, 梁剪力最小的部位即梁 1/3 跨度位置。

　　22.剪力墻開洞問題

　　建筑開的門洞或窗戶及設備的穿墻洞口都愛沿著柱角或墻角, 結構則要求洞口不能影響到剪力墻暗柱、端柱、翼墻等主要受力構件, 洞口上下對齊, 建筑與設備需要了解在柱或剪力墻拐角外邊緣算起 300 范圍內為剪力墻約束邊緣構件或構造邊緣構件, 是高層結構的豎向主要受力構件, 不能破壞。

　　《高規》 第7.2.15 條、第7.2.16 條對約束邊緣構件剪力墻、構造邊緣構件剪力墻有詳細規定。

　　23.柱的問題

　　注意盡量避免短柱, 例柱邊盡量不布置門窗, 否則常為短柱, 短柱柱箍筋須全長加密, 造價提高且抗震不利。

　　24.樓梯凈高問題

　　尤其地下室、商場層、頂層等注意核對,特別三、四跑梯, 建筑設計此部分時須注意核對剖面并與結構核對梯梁跨度、高度, 必要時可要求結構調整梯梁位置或要求做折板梯;

　　半層處梯梁須注意核對: 與建筑立面是否矛盾, 有的建筑立面窗戶全對齊與半層處梯梁布置矛盾; 若梯梁外有幕墻等,須注意梯梁內退; 有些樓梯半層梯平臺板在房屋內部, 半層處梯梁須注意核對: 與半平臺處消火栓、配電箱內嵌布置是否矛盾。

　　25.屋頂欄板、女兒墻問題

　　建筑物大屋面以上僅靠懸臂受力的女兒墻高度不應超過 3m, 不應采用砌體的女兒墻, 應采用鋼筋混凝土女兒墻。懸臂受力的女兒墻高度大于 1.8m 欄板已至少15cm, 不太經濟, 建議加斜撐或構架以受力合理且降低造價。

　　26. 弧形墻、懸挑加懸挑梁不利, 墻體易開裂。

　　27. 是否有較大跨度。

　　28. 是否有較大的荷載。

　　29. 確定設防烈度、設防類別。

　　30. 結構體系選型、樓蓋選型。

　　31. 確定抗震等級、確定嵌固部位。

　　32. 建模試算看看參數，而不是拍腦袋決定。

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