结构设计技术总结

结构设计技术总结(2007-03-30 15:19:24)

标签：结构设计 技术总结

结构设计技术总结

一、拿到作业图不要盲目建模计算。先进行全面分析，与建筑设计人员进行勾通，充分了解工程的各种情况（功能、选型等）。

二、建模计算前的前处理要做好。比方荷载的计算要准确，不能估计。要完全根据建筑做法或使用要求来输入。

三、在进行结构建模的时候，要了解每个参数的意义，不要盲目修改参数，修改时要有依据。

四、在计算中，要充分考虑在满足技术条件下的经济性。不能随意加大配筋量或加大构件的截面。这一点要作为我们的设计理念之一来重视。

五、梁、柱、板等电算结束后要进行大量的调整和修改，这都要有依据可循（可根据验算简图等资料）。具体有以下集中修改或注意事项：

a、梁：

1、梁的标高（是否确定梁底标高及梁上翻等问题）

2、梁的支座负筋不能太疏，要人为加密。

3、梁的跨数要核对。

4、尽量减少钢筋的种类和级差（≤2级）

5、有雨蓬等外挑构件处的梁要加强（可以将此处的箍筋加密、设置抗扭钢筋等措施）

6、钢筋在梁中的放置必须满足净距要求，特别是梁上部钢筋的净距（≥1.5d或30mm）

7、碰到电算结果的井字梁（有主次关系）处，要分清主次关系，在主要梁支座处标出支座筋

8、搁在边梁上的连梁等，在靠边梁处的支座筋不宜过大，宜减小，从而减少对边梁的扭矩

9、有主次梁关系，从梁截面上也有区别，次梁适当放小。

b、柱：

1、满足轴压比要求（≤0.9）

2、大跨度的厂房等，柱子截面宜选用长方柱。

3、构造柱的设置（细查规范《建筑抗震设计规范》P72）

c、板：

1、负筋不宜选用过细的钢筋，可以用较大直径的钢筋代替，可避免施工时被踩下；较大 直径 钢筋不宜过疏，否则受力不力或容易开裂。

2、在结构平面图中须注明标高及板剖面图。

3、屋面板的钢筋须全部拉通。

4、板配筋要表达清楚，不能让施工人员猜测。

5、在结构平面图中，注明雨蓬、阳台、檐口等位置及尺寸，并画出大样。

d、基础：

1、不能将深基础与浅基础混用。

2、基础荷载计算时，千万别漏算荷载（包括底层墙体荷载重量等）

3、基础（包括地梁、承台等）的标高要满足上部管线的通过，一般其上预留300mm。 e、其它：

11.结构人员在设计中的注意事项

下面是我院总师办给每个结构人员在设计中的注意事项，现发上来供大家参考！！！ 2000系列新规范执行初期结构设计注意事项

根据建设部要求20xx年1月1日起全面执行新规范，相应的89系列规范废止。为正确理解、有效执行各有关2000系列规范，提出以下要点，请各结构设计人员予以注意：

一． 一般规定

1、设计说明应注明工程设计使用年限，安全等级，选用的建筑材料，应注明规格、型号、性能等技术指标，其质量必须符合国家标准的要求。

2、 20xx年签订合同的设计项目，一律采用与新规范配套的软件作计算分析，TBSA用6.0版，SATWE用2003.1及以后的版本。

3、用新版本软件计算结果用钢量将会提高，我院规定用新版本软件计算梁、柱主筋，钢材优先采用HRB400。一级柱箍筋优先采用HRB400.

4、风荷载取值，南京地区设计周期50年，w0＝0.40Kpa，设计周期100年w0＝0.45，对风荷载敏感的建筑以及60米以上的高层建筑按w0＝0.45取值。

5、基本雪压，南京地区设计周期50年，取0.65Kpa，设计周期100年取0.75Kpa。

6、对小塔楼的界定应慎重，当塔楼高度对房屋结构适宜高度有影响时，小塔楼应报院结构专业委员会确定。

7、施工图涉及到钢网架、电梯及其它设备予留的孔洞、机坑、基础、予埋件等一定要写明：“有关尺寸在浇筑混凝土之前必须得到设备厂家签字认可方可施工。”

8、 砌体结构不允许设转角飘窗。

9、钢结构工程设计必须注明：焊缝质量等级，耐火等级，除锈等级，及涂装要求。

10、砌体工程设计必须注明设计采用的施工质量控制等级。（一般采用B级）。

11、 砌体结构不宜设置少量的钢筋混凝土墙。

12、砌体结构楼面有高差时，其高差不应超过一个梁高（一般不超过500mm）。超过时，应将错层当两个楼层计入总楼层中。

二．结构计算

13、 结构整体计算总体信息的取值：

（1）钢筋混凝土容重（KN/m3）取26~27，全剪结构取27，若取25，对于剪力墙需输入双面粉层荷载。(规范取24~25)

（2）地下室层数，取实际地下室层数，当含有地下室计算时，不指定地下室层数是不对的，请审核人把关。

（3）计算振型数，取3的倍数，高层建筑应至少取9个，考虑扭转耦联计算时，振型应不少于15个，对多塔结构不应少于塔数×9。计算时要检查Cmass-x及Cmass-y两向质量振型参与系数，均要保证不小于90％，达不到时，应增加振型数，重新计算。

（4）地震信息中的“活荷质量一般折减系数”RMC取0.5，具体问题时按照《抗震》5.1.3条）。

（5）自振周期应考虑填充墙体对刚度的影响进行折减。当添充墙为砖墙时： 框架结构0.6-0.7，框剪结构 0.7-0.8，剪力墙结构 0.9-1.0。

（6）活荷载信息中“柱、墙活荷载是否折减”，一般不折减，“传到基础的活荷载是否折减”，应折减。

（7） 调整信息中“中梁刚度增大系数”BK取2.00；

“梁端弯矩调幅系数”BT＝0.85～0.9；

“梁跨中旁矩增大系数”BM＝1.05～1.10，一般取1.05；活荷载大于3.0Kpa的多高层，1.1～

1.2

“连梁刚度折减系数”BLZ取0.50～0.7，在内力和位移计算中，最小取0.50，一般取0.55,当结构位移由风荷载控制，不宜小于0.8；

“梁扭矩折减系数”TB，一般取0.40；

“全楼地震力放大系数”一般1.0，当λ不满足”抗震规范“5.25条时，用此系数调至满足； “0.2Q0”框剪结构必须要求调整；

“顶塔楼内力放大”当振型数多于9个，取1，否则需放大取3。

14、结构审核人应在初步设计阶段对电算结果进行审核把关。对主要参数应作控制，如：剪重比、周期比（以扭转为主的基本周期与第一平动周期之比）、位移比（最大弹性层间位移与层间平均位移之比），满足规范基本要求。

15、有斜楼座的看台、剧场由于整体性差，楼层刚度无穷大的假定难于形成，应补充单榀验算

三、对地质勘察报告的基本要求：

16、如果由设计院布置钻孔，提勘察要求，须加注明：勘察部门应根据勘察规范及现场地质情况作必要调整。若业主委托设计已完成钻探，设计人应根据以下基本要求作审查：

（1）钻孔控制点的布置应布置在建筑物的外围，即建筑物四角应有钻孔。

（2）钻孔分一般性钻孔和控制性钻孔，对孔深要求：勘探孔深应能控制主要持力层，当基础底面宽度不大于5m时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍，对单独基础不应小于1.5倍，且不小于5米；对高层建筑和需作变形验算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度。

（3） 桩基勘探深度

a. 布置1/3-1/2的勘探孔为控制性孔，且安全等级为一级建筑桩基场地至少布置3个控制性钻孔，安全等级为二级的建筑桩基不应少于2个控制性钻孔，控制性孔深度应穿过桩端以下压缩层厚度，一般性钻孔应深入桩端平面以下3～5米。

b. 嵌岩桩钻孔应深入持力层岩层不小于3～5倍桩径，当持力层较薄时，控制性钻孔应穿过持力岩层，岩溶地区，应查明溶洞、溶沟分布情况。

（4）勘察报告，除了要作取土勘探孔，还应要求现场原位测试，单桥静力触探和标准贯入测试，对于适于采用予制桩基的场地，应要求提供JGJ94-94---公式5.2.6-1所要求的单桥静力触探比贯入阻力值估算的桩周侧阻力和桩端阻力。

（5）嵌岩桩基，应要求勘察报告提供南京地基规范，嵌岩桩公式9.9.4-3所要求的各项系数、岩石单轴抗压强度以及基岩的完整性。

（6）对于有地下室的工程，应要求勘察报告提供基坑支护设计所要求的各项工程特性指标。

（7）当地下水埋藏较浅，建筑地下室存在上浮问题时，应要求勘察报告提供用于计算地下水浮力的设计水位。

（8）勘探报告应划分场地土类型和场地土类别，并对饱和砂土及粉土进行液化判别。

（9）桩基设计应要求勘探报告提供各种桩型的参数，以便作多种桩基方案的技术经济对比，避免只有一种桩基参数，思路受到勘探部门的限制，而不能选择更好的基础方案。

四、基础设计

17、地基基础设计时，确定基础面积或桩数量，上部的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。

18、计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计入风荷载和地震作用。

19、基础底板的配筋，应按抗弯计算确定，地基反力采用的是荷载效应基本组合时的地基反力设计值。承台配筋计算时，采用相应于荷载效应基本组合时的桩竖向力设计值。

20、静载试验所确定的单桩竖向极限承载力除以安全系数2为单桩竖向承载力特征值Ra。

21、（1）人工挖孔桩的桩长不宜大于40m，亦不宜小于6m，桩长少于6m的按墩基础考虑，桩长虽大于6m，但L/D(D为扩大端直径)<3亦按墩基计算。

（2）人工挖孔桩计算单桩承载力时，桩侧阻力可按混凝土护壁外直径计算，计算桩端阻力和桩身强度时，仅取内径为桩身计算直径。

（3）支承在微风化岩上长径比L/d≤5的端承桩，只计端阻，不计侧阻，支承于其它土层或中风化岩、强风化岩土的桩，端承桩计算摩阻力，但有扩大头的桩，其扩大部分及以上1～ 2m范围内不计桩周侧阻力。

22、 对桩基设计，应作两种以上桩型的技术经济对比。

五、构造设计

23、钢筋连接有三种基本型式：搭接、焊接、机械连接。由于现场质量有时得不到保证，对于22及以上直径的钢筋，优先采用机械接头，不宜焊接。

24、用以减少温度和收缩不利影响的后浇带浇筑间隔时间，一般要求60天以上

（GB50010-9.1.3条说明）。

25、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力是沿板的整个厚度作用，所以特别强调上、下表面同时配置附加钢筋的必要性，GB50010-10.1.9条，根据国内、外工程经验给出板上、下表面每个方向的附加钢筋均不宜小于0.1％的建议。我院已发的暂行规定有关条款需修改，对于阳角房间、屋面所有板块，计算不配钢筋的部位另加抗温度、收缩分布钢筋，板厚120，φ6-200，板厚100，φ6-220。

26、受力钢筋的直径与构件截面高度及跨度应呈一定的比例，GB50010-10.2.1对梁最小钢筋直径作了规定（当梁高h≥300mm时，不应小于10mm;当梁高h<300mm时，不应小于8mm。）。对现浇板，一般考虑（建议）：

板厚120以下的、适宜的钢筋直径为8～12

板厚120～150以下的、适宜的钢筋直径为10～14

板厚150～180以下的、适宜的钢筋直径为12～16

板厚180～220以下的、适宜的钢筋直径为14～18

板厚150以上的板，应采用HRB335。

27、对卧置于地基上的基础筏板，板厚大于2M,除应沿板的上、下表面布置纵横方向的钢筋外，需沿板厚度向不超过1M设置与板面平行的构造钢筋网片，其直径不小于12mm,纵横方向的间距不大于200mm.

28、地下室外墙板以及剪力墙中温度收缩应力较大部位（顶层、外墙），水平分布钢筋配筋率不宜小于0.30％，不应小于0.25％。当墙厚超过400，单侧水平分布筋配筋率不宜小于0.2％。

29、屋面天沟、雨蓬应考虑满水荷载，当天沟、雨蓬深度超过500时，应在天沟、雨蓬侧板设泄水孔，此时水重可计至泄水孔底面，此外还须考虑找坡层的重量。

30、现浇板楼面，考虑在使用周期灵活布置轻质隔墙时，可将隔墙每米长自重的30％作为每平方米楼面的均布荷载标准值计算，且不小于1.0Kpa，其永久值系数可取0.5。

31、现浇板内埋设设备暗管时，管外径不得大于板厚的1/3，交叉管线应妥善处理，并使管壁至板上下边净距不小于25mm。

32、挑檐转角位于阳角时的加强配筋。挑檐转角位于阴角时的加强配筋。

33、结构平面图中，所有受力构件都应相对于轴线标注定位尺寸（阳台、雨篷挑出长度、梁距轴线距离等）。

34、转换层现浇板最小厚度180,最小配筋率0.3%。 转换层上下各一层现浇板需加强，板厚宜150mm,最小配筋率0.25%.

35、连续跨梁配钢筋时，支座两侧的钢筋直径尽可能相同，以便钢筋穿过支座，避免两侧不同的钢筋都在支座锚固，造成节点钢筋过密，影响节点混凝土浇灌筑。

我在结构设计中总结出来的几条歪理

看到有不少谈结构设计经验的，受益非浅。在此本人总结了的几条“更常见”和“更可怕”，供大家讨论。

1、变形过大比构件破坏“更常见”。按正常设计，一般很少会出现构件破坏的事。但实际工程常常出现变形过大（包括裂缝）的事，谁看了都胆战心惊。设计人好没面子。本人的教训：一个工程的楼板厚度不足，虽不会破坏，但在未装修地面时，人一跺脚就颤。 结论：一定要作正常使用状态的验算。

2、地基沉降造比基础破坏“更常见”。由地基沉降造成的建筑物倾斜、开裂等现象很多，但好象没几个人见过基础破坏的事故吧？

结论：重视地基承载力、沉降等计算，做好地基处理，保守点没坏处。基础设计时不必过分放大。

3、湿陷性黄土比液化“更可怕”。湿陷性黄土一旦遇水就玩完，实际情况是常常会漏水。液化只有在地震情况下才有问题。

结论：湿陷性黄土一定要认真处理好。

4、柱子坏了比梁板坏了“更可怕”。柱子一旦坏了会造成大面积倒塌，而且不好补救。梁板坏了一般不至于大面积倒塌，也容易补救。

结论：设计柱子时多想一想安全性，设计梁板时多想一想经济性。

5、构造不正确比构件配筋不足“更可怕”。构造不正确往往会造成隐性的、极大的薄弱环节。配筋稍有不足，一般不会出问题。

结论：重视构造。

6、框架结构中填充墙出问题比承重构件出问题“更常见”。许多人全身心地投入承重构件的计算，忽视了填充墙的拉结、砌筑、抹灰等问题。结果工程还没完工就出现了墙裂缝，抹灰空鼓等现象。工程还没完就让设计人现眼。

结论：重视填充墙的构造。

7、悬挑构件比其它构件“更可怕”。悬挑梁一旦出问题，往往就从高空落下去了。超静定结构的梁坏了，一般是个大裂缝，很少会掉地下。

结论：对悬挑构件不要心疼钢筋。

8、正常使用下的破坏比地震破坏“更可怕”。正常使用下结构坏了，肯定会有人找你的麻烦。地震的时候，谁先死还不知道呢。

结论：不妨单独算一次正常使用情况下的配筋。

9、概念错误比计算错误“更可怕”。概念错了就全错了，往往没救，而且下次还会错。计算错了往往是局部错，好补救，下次就不会错了。

结论：概念不清千万别做设计

10、施工不到位比设计时少配一根钢筋“更可怕”。施工不到位（如节点处砼不密实），你的设计全部白搭，出事的机率很大。设计中少配一根筋，一般能侥幸不出事。

结论：要充分考虑施工的方便性。

我的结构设计工作小结－－（2）上部结构部分

1、设计坡屋顶时，梁配筋后，必须自校梁底标高，算出其净高，看是否满足要求，特别是楼梯等入口处。

2、设计坡屋面时，屋脊（阳角、阴角）处，梁可适当减小，当板跨较小时，可以不设梁，否则可能影响使用，净高不足，再者，也会造成看上去影响美观。

3、楼梯柱（中间平台作用处）应该全程加密，因为该柱为短柱。

4、对于迎水面保护层为50mm的混凝土墙，应在50mm内增设Φ8@150双层双向的钢筋网片，以减少混凝土的收缩裂缝。

5、对于梁高的取值，应该考虑建筑空间的需求，要和建筑协商好净高要求。

6、写字楼、商场等8m跨梁，取300x800的梁不好，应取350x700，对于一些大跨度公键，梁宽应适当加大，应取300以上，最好取350、400，因为：

①梁宽加宽，抗剪有利，符合“强剪弱弯”的原则。

②350宽的梁，用四肢箍可以使箍筋直径减小。

③主梁加宽，有利于次梁钢筋的锚固。

7、对于柱的大小，应该尽量做到按轴压比控制，轴压比相差不宜大于0.2，当建筑有要求时，应和建筑协商好该问题。

8、对于高层建筑，顶层板考虑到刚度突变很大，宜加厚到150mm，应充分分析计算结果，判断结构类型。

9、梁配筋时，应充分考虑梁的锚固长度，特别是次梁，应尽量满足图集要求。

10、板配筋时，应注意Ⅰ级、Ⅱ级钢的区别（是否有弯钩），以及板厚不同时，千万注意不能把钢筋拉通。

11、画大样图时，一定要对照建筑大样图和立面图，以达到建筑的里面要求。

12、梁配筋时，应注意腰筋的设置，单侧腰筋应大于 0.1％bhw。

13、柱配筋时，应同时满足配筋率、箍筋、主筋、角筋、最小体积配筋率的要求。

14、后浇带应按新规范加强。

15、高层建筑中，楼板开大洞后，宜按JGJ3-2002第4.3.8条加强。

16、剪力墙墙肢截面高度不宜大于8m，否则应开结构洞。

在日常结构设计中应注意的问题（本贴将不断更新！）

------以下发表的部分是自己在工作中的总结，部分来源于已发表的论文，仅供大家参考！

1、高层建筑的嵌固部位新的《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗震规范》）和《高规》第第5.3.7条规定：“高层建筑结构计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。”同时规定了嵌固部位相应的构造要求。但并不是要求地下室顶板必须作为上部结构的嵌固部位。有些高层结构不具备这样的条件，如高层主体范围以外的纯地下室地下一层为绿化覆土层，嵌固部位就应降至地下一层楼板，并按此条件进行相应设计。（高层主体外地下一层为绿化，但是上下层刚度比能满足规范要求的话，可以嵌固至首层楼板，可以考虑此部分土体的嵌固作用。基坑侧壁均有回填，对于没有大的纯地下室，基坑侧壁同样是回填土，情况应该是一样的。我认为不用进行区分by脚踏实地）

2、抗震设计的高层建筑，当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，新规范除对顶板的厚度及配筋等提出要求以外，还规定：a、“地下室柱截面每一侧的纵向钢筋面积，除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍”。设计时，各柱可在保持地上纵筋布置的情况下，在地下室每一侧的第二排再附加纵筋即可。b、地上一层的框架结构柱和抗震墙墙底截面的弯矩设计值除应按规范各相关条文进行各项调整外，位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和，不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和。

3、关于转换梁新的《高规》已经明确规定，当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。但有个别工程设计，将框支梁（转换梁）直接垂直支承于一般厚度的剪力墙上，而未对墙体采取上述加强措施。其中有些转换梁是大跨度单跨梁垂直支承于两端墙体；有些转换梁甚至位于支承墙的门洞边；有些支承墙因多层架空，高厚比不满足要求。这类情况，为增强转换梁两端的约束能力，满足其钢筋锚固要求，必须在转换梁两端的墙体中设置墙体端柱或扶壁柱，或加厚墙体设置暗柱（必要时加型钢），并按框支柱的要求进行设计。

4、新《高规》第10.2.8条，对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求，同时增加了最小面积配箍率的要求，并作为强制性条文。

5、对一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位控制轴压比，并设置约束边缘构件，是《高规》为保证剪力墙的延性，新增加的要求。在剪力墙约束边缘构件配箍特征值为λv/2的区段，规范允许配置箍筋或拉筋。所设拉筋应同时钩住墙体的水平分布筋（或箍筋）和竖向分布筋，而不能有一部分拉筋仅钩住墙体的竖向分布筋。当此区段的体积配箍率或拉筋的竖向间距不能满足规范要求时，应同时设置箍筋。

6、新的《抗震规范》和《高规》对各抗震等级剪力墙在各种情况下的厚度与层高（或无支长度）的比值作了更详细的规定，比旧规范要求更严。当难以满足墙体厚高比的要求时，新规范也给出了墙体稳定的计算方法。

7、地下室外墙作为混凝土构件，在进行截面设计时，侧土压力作为地下室外墙的永久荷载，不仅要乘荷载分项系数，而且因为它起控制作用，按新的《建筑结构荷载规范》其分项系数应取》1.35,（与人防荷载组合时仍取1.2）。另外，严格来讲，地下室外墙的侧土压力应按静止土压力计算，但在实际设计中，经常采用主动土压力计算，已经偏小。因此，不能再不乘分项系数。

8、高层建筑地下室布置的一些墙体，地上对应位置无墙。如果在设计基础底板时将这些不出地面的墙作为支座，则此墙应按深梁进行设计，核算其剪压比能否满足要求。

9、有些工程的结构设计中，框架梁或剪力墙连梁的抗震等级较高，对构件剪压比验算应予以重视，当电算超限时做必要的处理

10、一些高层建筑设计，南北侧窗台高度不同。如南侧为落地窗或低窗台（200-300mm），北侧为高窗台（900-1100mm）。在结构整体计算中，剪力墙的连梁高度均未考虑窗台，且连梁刚度折减系数取规范最小值0.5，周期折减系数取1.0。但施工图设计，窗台与墙同宽，且与主体混凝土结构整体现浇。在水平荷载作用下，剪力墙结构的实际刚度分布及对整体结构的影响、外墙肢及连梁的内力将与设计状态不符。因此，应按实际连梁高度进行整体计算，或采取以下措施：a、未作为连梁设计的窗台后砌，采取有效施工措施防止不同墙体材料之

间出现裂缝；b、减薄混凝土窗台厚度或在窗台墙与窗间墙连接处设控制缝。

11、关于主次梁结点部位（梁面同高）的间接受荷情况，我国新老规范都明确规定应设置附加横向钢筋，并承担全部集中荷载。同时，不允许用布置在集中荷载影响区内的斜截面受剪箍筋代替附加横向钢筋。

12、主次梁楼盖中，当抗震设计框架梁上的荷载以集中荷载为主时，如果按箍筋加密区间距进行电算，对抗震要求的箍筋加密区段以外的截面，因其剪力比支座截面衰减不多，故应验算此截面的斜截面受剪承载力。如计算需要，应延长箍筋加密区的长度。

13、抗震设计时的型钢混凝土框支柱或框架柱，其箍筋设置除满足规范规定的体积配箍率及构造要求以外，同一截面内的箍筋肢距，同样要满足规范对钢筋混凝土框架柱的要求。必要时仍要设置复合箍。

14、在较为复杂的结构平面布置中，经常存在多方向柱网相接区域。有些设计将每根柱与周围各柱均用框架梁连接起来，形成不同方向的多梁交于一柱，导致节点区钢筋锚固和混凝土施工困难。实际上，对于现浇梁板结构，水平地震力主要靠楼板传递，每根柱只要在两个接近垂直的方向有梁连接即可，不必将所有柱都连起来。

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