結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易忽視的問(wèn)題
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從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)這些年了,雖然算不上專(zhuān)家,也算不上高手,但遇到的教訓(xùn)卻不少,將這些教訓(xùn)總結(jié)出來(lái),給大家分享,希望能共同提高。
一、地基基礎(chǔ):
1. 較長(zhǎng)的建筑,上部結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)設(shè)置了溫度伸縮縫,但基礎(chǔ)仍然連在一起。過(guò)長(zhǎng)的基礎(chǔ),沒(méi)有設(shè)置后澆帶,或沒(méi)有使用微膨脹砼。帶地下室的基礎(chǔ)未指定砼的抗?jié)B等級(jí)。
2. 計(jì)算抗拔樁時(shí),應(yīng)根據(jù)樁基規(guī)范第45頁(yè)的5.2.18.2條,對(duì)側(cè)阻力乘以抗拔系數(shù),砂土類(lèi)取0.5~0.7,粘土和粉土類(lèi)取0.7~0.8.并且需要進(jìn)行抗拔樁的樁身承載力和抗裂驗(yàn)算。
3. 樁身承載力計(jì)算時(shí),應(yīng)乘以工作條件系數(shù)對(duì)砼強(qiáng)度進(jìn)行折減。但這個(gè)系數(shù)在各本規(guī)范中給出的數(shù)值不同,樁基規(guī)范中給出的是:預(yù)制樁1.0,干作業(yè)非擠土樁0.9,擠土樁0.8. 地基規(guī)范中給出的是:預(yù)制樁0.75,灌注樁0.6~0.7. 天津巖土規(guī)范給出的是: 預(yù)制樁0.7,干作業(yè)非擠土樁0.6,擠土樁0.55. 綜合看來(lái),樁基規(guī)范的系數(shù)偏大。在天津巖土規(guī)范條文說(shuō)明10.8條中,也明確指出:JGJ94-94規(guī)定的施工工藝系數(shù)偏大,不宜在天津市使用。 因此驗(yàn)算樁身承載力時(shí),作為設(shè)計(jì)人盡量不要去遵循樁基規(guī)范5.5.2條規(guī)定。對(duì)灌注樁的工作系數(shù),取0.6比較合適。但應(yīng)注意的是,樁身驗(yàn)算時(shí)用的Q為單樁豎向力設(shè)計(jì)值,為極限值X0.5X1.35.
4. 人防地下室的底板等效荷載,分為無(wú)樁基和有樁基兩種,其中有樁基時(shí)的荷載通常是無(wú)樁基時(shí)荷載的2倍,但應(yīng)該注意是,如果為單層人防地下室,通?;A(chǔ)布置的都是抗拔樁,而抗拔樁的底板,應(yīng)該按照無(wú)樁基的情況來(lái)取底板等效荷載。詳見(jiàn)人防規(guī)范條文說(shuō)明的4.8.15條。
5. 高層建筑采用天然地基時(shí),基礎(chǔ)埋深是總高度的1/15,而不是樁基礎(chǔ)時(shí)候的1/18.采用1/18計(jì)算會(huì)造成結(jié)構(gòu)埋深不足。
6. 柱下條基,或柱下條形承臺(tái)梁的計(jì)算時(shí),未考慮柱(或剪力墻)底彎矩產(chǎn)生的附加荷載。需要驗(yàn)算樁是否抗拔,和增加附加壓力后的單樁承載力是否足夠,天然地基需要驗(yàn)算Pmax是否小于1.2fae,和驗(yàn)算Pmin是否大于0.
7. 在人防地下室可以設(shè)置后澆帶,但后澆帶必須避開(kāi)人口口部。
8. 三樁承臺(tái)必須畫(huà)出三向板帶的配筋示意圖。
9. 梁的單面腰筋配筋率應(yīng)不小于0.1%,通常在基礎(chǔ)地梁位置,不容易滿足。按照此要求,較寬的地梁腰筋通常需要直徑D14的鋼筋甚至更大。
10. 鉆孔灌注樁,在樁頂2m范圍內(nèi)箍筋應(yīng)該加密,但在樁說(shuō)明和樁詳圖中,試樁詳圖的箍筋加密區(qū)應(yīng)該注意。如果是場(chǎng)外試樁,加密區(qū)可以和工程樁一樣都采用2m,如果是用工程樁作為試樁,那么箍筋加密區(qū)應(yīng)該加長(zhǎng),考慮靜載試驗(yàn)后要進(jìn)行截樁,如果只做2m的加密區(qū),截樁后樁頂就變成非加密區(qū)了,因此當(dāng)現(xiàn)地坪與設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高相差h米時(shí),工程樁里的試樁,其箍筋加密區(qū)高度應(yīng)為(h+2)米。
11. 地下室的筏板基礎(chǔ),當(dāng)采用梁下反的做法時(shí),底板的上皮鋼筋應(yīng)放在地梁上部縱筋的下面,但由于鋼筋直徑較大,現(xiàn)場(chǎng)施工起來(lái)非常困難,即使打彎成功,也會(huì)造成底板鋼筋起拱嚴(yán)重。施工單位經(jīng)常把底板上皮筋改到地梁縱筋的上面進(jìn)行施工。為了施工方便,為了底板受力更加合理,地下室筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),最好將底板下沉50mm,地梁上部突出的50mm可以讓底板上皮鋼筋更加容易通過(guò)。
12. 承臺(tái)拉梁最好與承臺(tái)上皮一齊,不能與承臺(tái)底部一齊,如果底部一齊,由于承臺(tái)內(nèi)有樁,拉梁的縱筋無(wú)法貫通。
13. 按照新的樁基規(guī)范JGJ 94-2008,空心管樁的端部承載力不再按實(shí)心樁計(jì)算,而是需要乘以折減系數(shù)。詳見(jiàn)08版樁基規(guī)范的5.3.8條。
14. 地下車(chē)庫(kù)抗浮驗(yàn)算時(shí),地下室地面的活荷載不計(jì),而地下室自重的恒載需要乘以0.8分項(xiàng)系數(shù),而水浮力的分項(xiàng)系數(shù),當(dāng)水位不會(huì)急劇變化時(shí)為1.2,當(dāng)水位可能急劇變化時(shí)為1.4.
二、砌體結(jié)構(gòu):
1. 磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要由電氣專(zhuān)業(yè)提供電表箱的位置圖,因?yàn)樵跇翘蓍g位置有可能出現(xiàn)多個(gè)電表箱并排的情況,這種情況下應(yīng)該按大洞口處理,洞口上部加大過(guò)梁,而較大的洞口在結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型中,應(yīng)該體現(xiàn)出來(lái)。所以磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)核對(duì)電氣專(zhuān)業(yè)的電表箱位置,如果出現(xiàn)并排的情況,應(yīng)按大洞口輸入到計(jì)算模型中,才偏于安全。同時(shí),由于電表箱一般都出現(xiàn)在樓梯間,可能會(huì)有樓梯梁搭在洞口過(guò)梁上方,此時(shí)的過(guò)梁應(yīng)考慮樓梯梁的集中力,須加大截面和配筋。
三、框架和剪力墻:
1. 框架結(jié)構(gòu)在一、二級(jí)抗震時(shí),需要計(jì)算核心區(qū)的抗剪,PKPM會(huì)在超配筋信息中顯示節(jié)點(diǎn)抗剪計(jì)算是否滿足。在柱配筋信息中,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的配箍面積也會(huì)顯示,但通常設(shè)計(jì)人沒(méi)有按照核心區(qū)的配箍要求來(lái)給柱子配筋,造成抗剪箍筋不足。解決方法是:柱子盡量采用D10的箍筋,或加高框架柱周?chē)目蚣芰海栽龃蠊?jié)點(diǎn)區(qū)域。
2. 一級(jí)抗震時(shí)的梁箍筋最小直徑為D10.當(dāng)為7.5度區(qū)和三類(lèi)場(chǎng)地時(shí),高層剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算等級(jí)為二級(jí),構(gòu)造等級(jí)為一級(jí),此時(shí)應(yīng)注意框梁和連梁的箍筋直徑不小于D10.
3. 剪力墻端柱的縱筋和箍筋宜按照框架柱進(jìn)行構(gòu)造,并全長(zhǎng)加密,詳見(jiàn)高規(guī)7.2.17.3條。
4. 剪力墻轉(zhuǎn)角處的暗柱,拉筋宜采用箍筋形式,即使是構(gòu)造邊緣構(gòu)件,也最好采用全箍筋形式。詳見(jiàn)高規(guī)7.2.17條的小注。
5. 根據(jù)規(guī)范,一級(jí)抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件,箍筋或拉筋的最小直徑為D8,最大間距為150mm,此時(shí)的暗柱箍筋或拉筋不能采用D10@200的做法。雖然D10@200的配筋比D8@150更大,但不滿足最大間距的要求。因此一級(jí)抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件,其箍筋或拉筋最好采用D8@150,與此對(duì)應(yīng)的是,剪力墻的水平分布筋最好也采用150mm的間距。
6. 剪力墻的約束邊緣構(gòu)件,箍筋不宜做得太長(zhǎng),當(dāng)暗柱過(guò)長(zhǎng)時(shí),不宜做大箍筋套小箍筋的形式,而應(yīng)該采用兩個(gè)中等大小的箍筋,每個(gè)箍筋的長(zhǎng)寬比不大于3,然后將兩個(gè)箍筋套搭接1/3長(zhǎng)邊的距離。詳見(jiàn)抗震規(guī)范條文說(shuō)明6.4.8條。
7. 教育建筑中,人數(shù)較多的幼兒園、小學(xué)的低層教學(xué)樓,抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)劃為乙類(lèi)。這類(lèi)房屋采用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類(lèi)型時(shí),可仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。(根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)GB 50223-2004 6.0.8條) 因此在低層幼兒園和小學(xué),當(dāng)采用抗震性能較差的砌體結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)按乙類(lèi)建筑考慮。詳見(jiàn)05SG109-1《民用建筑工程設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析及圖示-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則、荷載及荷載效應(yīng)組合和地震作用、地基基礎(chǔ)》的1-10頁(yè)。
8. 錯(cuò)層形成的短柱,不僅是箍筋全高加密,抗震構(gòu)造等級(jí)還應(yīng)提高一級(jí),詳見(jiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)。
9. 框架柱的箍筋間距,一二級(jí)時(shí)不應(yīng)大于10倍縱筋直徑,三四級(jí)時(shí)不應(yīng)大于15倍縱筋直徑。當(dāng)我們采用D8@100/200的箍筋時(shí),那么一二級(jí)框架柱的縱筋直徑最好不要小于20,三四級(jí)框架柱的縱筋直徑最好不要小于14,如果縱筋直徑過(guò)小,箍筋的最大間距就必須小于200mm.詳見(jiàn)抗震規(guī)范6.3.13條。
四、鋼結(jié)構(gòu)
1. 鋼結(jié)構(gòu)屋面面積>60m2,且只有一個(gè)可變荷載時(shí)(即沒(méi)有積灰等第二可變荷載時(shí)),不上人屋面的活荷載不是0.5KPA,而是0.3KPA.
五、荷載計(jì)算
1. 并不是所有的欄桿水平荷載都是0.5KN/M,對(duì)于學(xué)校、食堂、劇場(chǎng)、車(chē)站、禮堂、展覽館和體育場(chǎng)這些人流密集場(chǎng)所,設(shè)計(jì)總說(shuō)明中的欄桿水平荷載應(yīng)該改成1.0KN/M.
2. 算工業(yè)廠房的樓面荷載設(shè)計(jì)值時(shí),當(dāng)活荷載>4.0KPA時(shí),分項(xiàng)系數(shù)1.4應(yīng)該改為1.3.
3. 屋面坡度大于等于45度時(shí),可以不考慮屋面的雪荷載和積灰荷載。坡度為25至45度時(shí),雪荷載和積灰荷載應(yīng)按插入法確定折減系數(shù)。
4. 通常不上人的屋面只考慮活荷載和雪荷載的較大值,但需注意的是,當(dāng)有高低屋面的情況時(shí),低處屋面的a=2h范圍內(nèi)的雪荷載為2倍的基本雪壓,比0.5KPA的活荷載要大,在低處的屋面應(yīng)考慮較大的屋面可變荷載,適當(dāng)加大此位置的梁板配筋。
5. 計(jì)算風(fēng)荷載的脈動(dòng)影響系數(shù)時(shí),查表中的H/B選項(xiàng),B不是建筑平面的短邊寬度,而是迎風(fēng)面的寬度。
六、天津地方規(guī)范規(guī)定
1. 天津地區(qū)的管樁工程,當(dāng)為兩節(jié)及多節(jié)樁的管樁基礎(chǔ),單樁承載力和樁身完整性檢測(cè)應(yīng)包括高應(yīng)變檢測(cè),檢測(cè)樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的2%,且不得少于5根。詳見(jiàn)天津管樁規(guī)范DB29-110-2004第6.3.6條。