(本为liufengvv(网易结构会员)原创,鉴于本贴有后续补充提升为精华帖,并置顶。感谢本贴发帖者,同时感谢liufengvv结构版主的贡献)1.结构设计的过程(了解)本文是送给刚接触结构设计及希望从事结构设计的新手的,其目的是使新手们对结构设计的过程以及结构设计所包括的内容有一个大致的了解,请前辈们不要见笑了,新人们有什么问题也可以在贴中提出来,大家共同讨论,共同进步..1,看懂建筑图 结构设计,就是对建筑物的结构构造进行设计,首先当然要有建筑施工图,还要能真正看懂建筑施工图,了解建筑师的设计意图以及建筑各部分的功能及做法,建筑物是一个复杂物体,所涉及的面也很广,所以在看建筑图的同时,作为一个结构师,需要和建筑,水电,暖通空调,勘察等各专业进行咨询了解各专业的各项指标。在看懂建筑图后,作为一个结构师,这个时候心里应该对整个结构的选型及基本框架有了一个大致的思路了.
(本为liufengvv(网易结构会员)原创,鉴于本贴有后续补充提升为精华帖,并置顶。感谢本贴发帖者,同时感谢liufengvv结构版主的贡献)
1.结构设计的过程(了解)
本文是送给刚接触结构设计及希望从事结构设计的新手的,其目的是使新手们对结构设计的过程以及结构设计所包括的内容有一个大致的了解,请前辈们不要见笑了,新人们有什么问题也可以在贴中提出来,大家共同讨论,共同进步..
1,看懂建筑图
结构设计,就是对建筑物的结构构造进行设计,首先当然要有建筑施工图,还要能真正看懂建筑施工图,了解建筑师的设计意图以及建筑各部分的功能及做法,建筑物是一个复杂物体,所涉及的面也很广,所以在看建筑图的同时,作为一个结构师,需要和建筑,水电,暖通空调,勘察等各专业进行咨询了解各专业的各项指标。在看懂建筑图后,作为一个结构师,这个时候心里应该对整个结构的选型及基本框架有了一个大致的思路了.
2,建模(以框架结构为例)(关键)
当结构师对整个建筑有了一定的了解后,可以考虑建模了,建模就是利用软件,把心中对建筑物的构思在电脑上再现出来,然后再利用软件的计算功能进行适当的调整,使之符合现行规范以及满足各方面的需要.现在进行结构设计的软件很多,常用的有PKPM,广厦,TBSA等,大致都差不多。这里不对软件的具体操作做过多的描述,有兴趣的可以看看,每个软件的操作说明书(好厚好厚的,买起来会破产)。每个软件都差不多,首先要建轴网,这个简单,反正建筑已经把轴网定好了,输进去就行了,然后就是定柱截面及布置柱子。柱截面的大小的确定需要一定的经验,作为新手,刚开始无法确定也没什么,随便定一个,慢慢再调整也行。柱子布置也需要结构师对整个建筑的受力合理性有一定的结构理念,柱子布置的合理性对整个建筑的安全与否以及造价的高低起决定性作用...不过建筑师在建筑图中基本已经布好了柱网,作为结构师只需要对布好的柱网进行研究其是否合理.适当的时候需要建议建筑更改柱网.当布好了柱网以后就是梁截面以及主次梁的布置.梁截面相对容易确定一点,主梁按1/8~1/12跨度考虑,次梁可以相对取大一点主次梁的高度要有一定的差别,这个规范上都有要求。而主次梁的布置就是一门学问,这也是一个涉及安全及造价的一个大的方面.总的原则的要求传力明确,次梁传到主梁,主梁传到柱.力求使各部分受力均匀。还有,根据建筑物各部分功能的不同,考虑梁布置及梁高的确定(比如住宅,在房中间做一道梁,本来层就只有3米,一道梁去掉几十公分,那业主不骂人才怪...)。梁布完后,基本上板也就被划分出来了,当然悬挑板什么的现在还没有,需要以后再加上...,梁板柱布置完后就要输入基本的参数啦,比如混凝土强度啊,每一标准层的层高啊,板厚啊,保护层啊,这个每个软件设置的都不同,但输入原则是严格按规范执行.当整个三维线框构架完成,就需要加入荷载及设置各种参数了,比如板厚啊,板的受力方式啊,悬挑板的位置及荷载啊什么的,这时候模形也可以讲基本完成了,生成三维线框看看效果吧,可以很形象的表现出原来在结构师脑中那个虚构的框架.
2.计算
计算过程就是软件对结构师所建模型进行导荷及配筋的过程,在计算的时候我们需要根据实际情况调整软件的各种参数,以符合实际情况及安全保证,如果先前所建模型不满足要求,就可以通过计算出的各种图形看出,结构师可以通过对计算出的受力图,内力图,弯矩图等等对电算结果进行分析,找出模型中的不足并加以调整,反复至电算结果满足要求为止,这时模型也就完全的确定了.然后再根据电算结果生成施工图,导出到CAD中修改就行了,通常电算的只是上部结构,也就是梁板柱的施工图,基础通常需要手算,手工画图,现在通常采用平面法出图了,也大大简化了图纸有利于施工.
3.绘图
当然,软件导出的图纸是不能够指导施工的,需要结构师根据现行制图标准进行修改,这就看每个人的绘图功底了,施工图是工程师的语言,要想让别人了解自己的设计,就需要更为详细的说明,出图前结构师要确定,别人根据施工图能够完整的将整个建筑物再现于实际中,这是个复杂的过程,需要仔细再仔细,认真再认真。结构师在绘图时还需要针对电算的配筋及截面大小进一步的确定,适当加强薄弱环节,使施工图更符合实际情况,毕竟模型不能完完全全与实际相符.最后还需要根据现行各种规范对施工图的每一个细节进行核对,宗旨就是完全符合规范,结构设计本就是一个规范化的事情.我们的设计依据就是那几十本规范,如果施工图中有不符合规范要求的地方,那发生事故,设计者要负完全责任的......总的来讲,结构施工图包括设计总说明,基础平面布置及基础大样图,如果是桩基础就还有桩位图,柱网布置及柱平面法大样图,每层的梁平法配筋图,每层板配筋图,层面梁板的配筋图,楼梯大样图等,其中根据建筑复杂程度,有几个到几十个结点大样图.
4.校对审核出图
当然,一个人做如此复杂的事情往往还是会出错,也对安全不利,所以结构师在完成施工图后,需要一个校对人对整个施工图进行仔细的校对工作,校对通常比较仔细资格也比较老,水平也比较高,设计中的问题多是校对发现的,校对出了问题后返回设计者修改。修改完毕交总工审核,总工进一步发现问题返回设计者修改,通常修改完毕后的施工图,有错误的可能性就很低了,就是有错误,也对整个结构不会产生灾难性的后果...然后签完字,盖完出图章和注册章,拿去晒图吧...
5.联系单或设计变更
在建筑物的施工过程中,有时候实际情况与设计考虑的情况不符或,设计的施工难度过大,施工无法满足就需要设计变更,由甲方或施工队提出问题,返回设计修改,在施工过程中,设计也需要多次到工地现场进行检查,看施工是否是按照自己的设计意图来做的,不对的地方及时指出修改...
因为时间有限,不可能做过多的描述,所以我只是按整个过程淡淡的讲了一遍,只是写给初入行者或想入行又对设计过程不了解者看的,再请各位前辈不要笑我,同时指出存在的问题...谢谢...
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本帖最后由 tahen 于 2009-8-9 21:26 编辑 ]
12楼
2、多道防线
安全的结构体系是层层设防的,灾难来临,所有抵抗外力的结构都在通力合作,前仆后继。这时候,如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上,是非常非常危险的。多肢墙比单片墙好,框架剪力墙比纯框架好等等,就是体现了多道防线的设计思路。也许我们会自信计算的正确性,但更要牢记绝对安全的防备构件是不存在的,还是应该多多考虑:当第一道防线跨了,第二道防线能顶住吗?或者能顶住多少?还有没有第三、第四道防线?
人生也应该是多道设防的吧。毕竟,谁能坚信在一棵树上永远吊不死,或者谁又愿意在一棵树上吊死呢?再好的汽车,都会有一个备胎在后面。一辈子平平安安、无灾无难的人实在很幸运。而每当看到饱经沧桑、历尽苦难的人尽力呵护甚至溺爱他们的子女时,也总有一股暧流涌入我的心中。可怜天下父母心,他们不希望自己的不幸际遇在下一辈去重演的!张开陈旧而温暖的大伞,他们时时设防,企图让子女在暴风雨来临时免受伤害。能有这样的父母作为人生的第一道防线是该知足了。但进一步想想,这第一道防线就已经足够了吗?父母是否也该注意到去督促和帮助子女学会构筑人生的第二、第三道防线呢?因为大多时候,最终陪我们走完一生路程的,可能不会是别人,不会是父母,而只有自己啊。
记得有个同行朋友,在精心做完一个建筑的结构设计之后对我说,他煞费苦心地设计了一道又一道的防线来抵抗可能出现的地震破坏,真希望来一场地震检验一下他的成果,可接着他又说心底里有点害怕地震真会到来。我对此很有同感:想一想,最好还是没有检验的机会吧,因为安全的储备能够名副其实,永远处于储备状态才是我们设计者的心愿。类似地,培养一个人坚强,当然决不是希望他去遭受磨难的,而是让他具有化解磨难的能力而已,如果能平平安安岂不更好?只是,我们千万千万不能放弃培养一个人变 得坚强起来的努力。
偶尔在报上会读到百折不挠者,他们象坚不可摧的建筑,无数次风雨雷电、天崩地裂之后依然立在那里,让人肃然起敬。但我并不赞成“经历磨难越多越伟大”的观点,我以为我们的生命真的不需要用磨难来证明些什么:生命原来可以不伟大的,但应当快乐,所以我们要努力使其免遭伤害,因为生命只有一次。我想到的只是,虽然生命历程中最好没有任何灾难,但是抵抗灾难的防线却是越多越好,我们宁愿这些防线一辈子都用不上,可谁又会认为建立这些防线就是多余、是空费时间和精力呢?就象建筑结构的安全储备,用不上可不等于没有用的!
我忽然乱想一通。战争来了人们寒暄:“还活着呢?”饥饿日子人们关心:“吃饱了吗?”混乱之后人们调侃:“捞了多少?”竞争年代人们试探:“何时下岗?”什么时候,人们会笑问:“防线准备好了没有?”是呀是呀,奔跑时常回头看看备胎是否带上,啊喔。
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13楼
3、抓大放小
“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。有人问:为什么不是“强柱强梁”“强剪强弯”呢?为什么所有构件都很强的结构体系反而不好,甚至会有安全隐患呢?
这里面首先包含着一个简单的道理:绝对安全的结构是没有的。简单地说,虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体,但各个构件担任的角色不尽相同,按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来,各个构件协作抵抗的目的,就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁,这时候牺牲在所难免,让谁牺牲呢?明智之举是要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎,不为瓦全”,如果平均用力,可能会“玉石俱粉”,损失则更大矣!在建筑结构中,柱倒了,梁会跟着倒;而梁 倒了,柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁大,柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效,我们故意把梁设计成相对薄弱的环节,使其破坏在先,以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待,企图让他们都“坚不可摧”,则可能会造成同时破坏,后果会更糟糕,损失会更大。
所以关键时刻要分清主次,抓大放小,也就是要取大舍小。有舍才有得,舍是为了得。但取谁舍谁,真是个难题。整个社会缩小了就象建筑结构体系。人们竟不住要自问:在冥冥众生中,我是一根梁还是一根柱?我能做一根梁还是能做一根柱?我愿做一根梁还是愿做一根柱?取舍在所难免时,我是被“取”还是被“舍”?按理说,不管梁还是柱,都属于社会体系的一分子,都不可或缺。但我相信很少有人甘心去做陪衬、做垫脚石的--每个人都希望成为顶梁柱之类的重要角色。只可惜总要有人担任其他次要角色,去成为梁、楼板乃至填充墙等等的。于是这世界充满了竞争,充满了矛盾;于是在这种竞争和矛盾中导演了一出出角色互换的悲喜剧;于是这社会最后必然要论功行赏才显得公平。大概每个人都能在相应的岗位各得其所,社会才会变得有序起来。
身居高位者,承担的责任较大,他(她)的行动会影响到多数人的利益,所以他不能倒,他只能最后倒;所以在给予相应特权的同时更要严格要求他,以确保大众的利益。如果高官和平民享受同样的待遇,不知道还能有多少人想去做官想去承担更多责任。但是倘若手握重权而不慎用,享受特种待遇却没有做出相应的贡献,最终这样的官是做不长久的。就象一根柱子如果没有发挥柱子的作用,大厦将倾,最后倒掉的还包括它自己。可见柱的选材设计须当谨慎,否则即害了柱,还要殃及整个大厦的。
担任次要角色、身处低位的人,身上的担子当然很轻,只能从自己的利益出发去要求社会,因为自身的存亡对他人影响不大,所以获得的特权保护相对很少,甚至没有什么特权,非常时刻还要“舍车保帅”,但幸亏大多时候还可以拥有活得轻松的心情,因为责任小嘛。不甘寂寞者要想实现角色由低到高的转换,首先要搞清楚自己?承受能力,然后再去努力把能力提高,如此方能担起重任,好高骛远是不明智的。也许我们所需要的,我们想争取的,其实只是一份发热后轻松的心情。
如果说“大材小用”导致的是浪费,“小材大用”蕴藏的则是危险,所以严守“大”关实在很有必要。道理是简单的,比较起来却很残酷--谁愿意承认自己是“小”呢?
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14楼
4、打通关节
在结构体系中,所谓关节,是指变化相聚之处,或变化出现的地方。不同类型的构件相接处,同一构件截面改变之处,是关节。广义上,诸如结构错层之处,体量改变之处,转换层亦是关节。关节无处不在,因为结构体系乃是变化的统一。外力突然袭来之时,对于单一的构件,力量的传递简明,因而容易控制。对于复杂的结构体系,关节的复杂性难于预测和控制,即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度,但因关节的普遍存在,力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。
所以理想的结构体系当然是浑然一体的----也就是没有任何关节的,这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路,设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”,使力量在关节处畅通无阻。中医上云:“通则不痛,痛则不通”,结构就象一个人,气穴若不能畅通,症结和隐患就会产生。在设计的四项基本原则中,“刚柔相济”,“多道防线”,“抓大放小”是设计概念中的战略问题,但要想得让这些战略思想得以实现,靠的是“打通关节”这个原则作为保证的,结构设计的具体操作,最后全都归到“打通关节”的贯彻和实施上来。
如何打通关节?在设计概念里,要解决的是外力在结构体系内重分配的问题,要确保力量是按照各构件的刚度大小进行分配的,避免出现不合理的集中,最终达致静态的平衡。因结构形本为“静”,灭于“动”中。所有 “动” 的因素对于结构均为不利。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间,构件的组成元素与元素之间的静态平衡一旦被破坏,结构变成机动,“动”即是死,即为终结。可见设计者是协调者,其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态(也就是使其保持常态),或者是处在相对的静态之中。
对比由构件与构件组成的静态“结构体系”, 来看看由人与人组成的动态的“社会体系”,这一静一动之间,实在有异曲同工之妙。
社会体系既是由动态的人组成,变化乃是其常态。如果把变化亦称为关节的话,这种关节是无形的,或者称为动态的。社会的存在和发展,关键在于“动”字,因为其形本为“动”,灭于“静”中,“静”即是死,即为终结。同样的,打通关节的方法是要解决各种各样的,诸如情感、金钱、地位等等的重分配的问题,要确保这种分配是按某种合理、有效的规则来进行的,避免形成集中而不畅,以期达到动态的平衡。任何静态--也许是强制性的静态,出现了对社会都是不利的。打通关节的目的是使社会永远处在动态之中。无论是思想意识、还是行为举止,一旦被限制,一旦处于停滞,出现静态的死角,社会必将有症结和隐患。是以对于任何动态异端,治理者只能以合理之规则加以疏导,不可强其静止,不可逆之堵之,如此方为长治久安。
其实处理和成就世间万物,必须使动为动,静为静,才能平衡;必须动者动之,静者静之,才能持久;必须知其本源,施以规则,顺之导之,才能达至繁荣昌盛。一切的一切,以顺应自然为始,达到平衡为终,诸多规则,只是手段,只为平衡,只为畅通。
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15楼
5.漫谈结构工程师的基本素质
以下是我根据自己的工作实践的自我总结,希望能对刚刚参加工作的毕业生有点益处。
对于一个合格的结构工程师来说,最基本的素质之一就是自信和自学的能力,具体地说,就是要不断地完善“真、善、美”的自身修养。真,就是从实际出发,诚恳、实用、合理,不夸大,不缩小。善,就是以人为本,助人为乐,积极主动地与建筑、水电、暖通等专业配合,积极主动地和甲方、施工、监理单位合作完成工程建设。美,就是形式美观大方、自然简洁,语言优美动人,内容表达准确到位,做到一针见血、入木三分。
在这里,我想特别就自信,谈谈对一个刚刚参加工作的毕业生的重要性。每个毕业生都应该有这种自信,那就是经过了大学的刻苦学习,我已经在理论上具备了做好结构设计工作的基本知识和能力。只要我们在工作中灵活运用基本理论,不断地学习和运用规范,不断地向有经验的工程师学习请教,脚踏实地,我们很快就可以感受到结构设计工作的无穷乐趣和无限魅力。如果我们可以相信自己,我们的大脑就会转动起来,产生无限的能量。但是如果我们否定自己,那么我们就怎么也找不到好的方法来解决问题。有了自信,并不是盲目自大,而是要更谦虚乐观。
对于一个合格的结构工程师来说,一定还要具备理论和实践相结合的素质,也就是要坚持实践→方法→认识→理论→实践的不断循环的过程。只要我们投身到实践中去,在实践中运用和完善理论,就可以很快地使自已成为一个真正合格的结构工程师。一个结构工程师要有一种荷载的意识,也就是荷载的传递和抵抗的概念。我们要认真地学习、理解和运用规范。对于规范,我们要遵守,但不必盲从。我们应该以规范为指导,创造性地去解决实际问题,关键是要真正地提高我们自身的技术水平和业务能力,鼓励自己的责任感和事业心。因此,对于一个刚刚参加工作的毕业生来说,首先要花大量的时间来学习规范,不要怕烦,用你学过的理论知识来理解规范,有疑问就要多方请教,反复思考。总之,理论是根,规范是本,两者相辅相成,在实践中检验理论和规范,在实践中发展理论和规范。
对于一个合格的结构工程师来说,一定还要具备从整体和大局着眼,从小处入手的素质。什么叫从整体和大局着眼呢?1、三性统筹:可靠性、适用性(先进性)、经济性加以统一的辩正考虑,以可靠地满足工作性能为基准,反对不切实际的强调先进,反对不讲求经济效益。2、四位一体:建筑、结构、水电、暖通要有机地配合,各得其所,发挥专长。3、多方兼顾:勘察、设计、施工、管理、使用、维护、保养要全面地综合分析,贯穿到整个建筑物中去。4、要把人的因素考虑进去,从施工过程和实际使用中的各种不同情况都加以综合考虑,要为用户服务,为使用者着想。5、要有上部结构和地基基础共同作用的概念分析。6、上部结构要有空间整体的分析模型和计算简图。7、要考虑建筑物所在位置和周围建筑物及环境不同而引起的变化,同一建筑物在不同的地区会有不同的受力状态和整体模型。
从小处入手,就是要正确处理好荷载的取值和分布情况,正确选择结构构件,正确处理连接锚固的构造要求,细致地解决局部的各种详图等等。还要有分解的概念,不仅仅是分解成单个的具体结构构件,更重要的是采用温度缝、沉降缝、防震缝分解成一个个规则的结构单元,满足合理结构的要求。
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16楼
7.结构设计的重点
---------------1.结构应尽量配合建筑要求,建筑是龙头,建筑布置好比是人的灵魂,而结构就是人的骨干.
2.建筑材料的选定.规范及其他的一些要求,我们在做设计时都应斟酌选定.
3.最优的结构设计,不只是用材料最少,而且还要看整体利益,它包括:易施工;力结构布置要尽量齐整,力传递直接;结构要稳定且有足够的刚度,并注意裂缝;耐用.维修少等.
4.构件的设计已经标准化了,而符合经济范围亦大.如梁的高度变化,其造价也随着变化,梁的造价与梁高度之间呈曲线关系,曲线在最小造价附近是平坦的.
5.整体的稳定性.在大多数情况下,我们都将三维结构简化为二维结构来分析,这时候很易忽略第三维的稳定性,此时可以通过加斜杆.节点固结或补加强板等来解决.
6.▲电脑分析.现在用电脑来作结构分析已经很普及啦,但在应用电脑软件时要小心,要知道软件的应用范围及限制条件,如弹性.挠度.刚性板.受压失稳等.我们不能完全依赖电脑,输入数据时要复核结构的几何图形.荷载.边界条件等等.输出结果时要复核平衡条件及边界条件,要多对几个结构模型变换参数来复核结构对参数的灵敏度及可靠性.结构的分析结果与结构的实际效应是有差别的,在作动态运算时,结构的模型及假定最为重要,只有经过多方面变换参数及参考有实际经验的方案,才能有效地保证运算的合理性.
7.结构概念.首先要注意静定与超静定的区别.如简支梁(静定)其内力可从力学平衡而得,它不会随支承沉降.梁刚度变化而变化,如果是连续梁(超静定)的话,其内力会随支承沉降.梁刚度变化而变化.对于许多重要构件,如转换梁等应尽量用静定结构,使结构内力传递清晰,以便设计;其次,要认识分辨主应力和次应力,如在桁架中,主应力为轴力,次应力为力矩,在设计时可不必考虑力矩.在一般的梁板结构中,主应力是力矩,次应力是扭矩等等.
以上说明还有不到之处,望各位同仁补充.谢谢.
---------- 结构工程师的职责就是在保证结构安全的前提下力求经济、美观,安全是第一位的
------------没错!我们不能完全依赖电脑,输入数据时要复核结构的几何图形.荷载.边界条件等等.输出结果时要复核平衡条件及边界条件,要多对几个结构模型变换参数来复核结构对参数的灵敏度及可靠性.
---------只要造价不会增加太大的情况下,还是偏安全一点为好.
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17楼
8.结构设计若干问题
这是本人10年结构设计经验的总结,属于一家之言,看看也好,别太当真。欢迎交流探讨指教。
1.关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题:
(1).阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,干脆砍了。可砍成直角或斜角。
(2).如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋,谁见过独立基础加辐射筋的?当然加了也无坏处。(独立基础接近刚性角与薄底板受力差之远矣。独立基础有裂缝无妨,悬挑底板纵向为构造筋至阳角处双向为构造,加放射筋能抵抗集中应力,防止漏水,岂能马虎。)
(3).如果甲方及老板不是太可恶的话,可将悬挑板的单向板的分布钢筋改为直径12的,别小看这一改,一个工程省个3、2万不成问题。
2.关于箱、筏基础底板的挑板问题:
(1).从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约。
(2).出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。
(3).能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜。
(4).窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑。
(5).当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题。
(6).从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。当为多层建筑时,结构也可谦让一下建筑。
3.关于箍筋在梁配筋中的比例问题(约10~20%): 例如一8米跨梁,截面为400X600,配筋:上6根25,截断1/3,下5根25,箍筋:8@100/200(4),1000范围内加密。纵筋总量 :3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/纵筋=1/4, 如果双肢箍仅为1/8,箍筋相对纵筋来讲所占比例较小,故不必在箍筋上抠门。且不说要强剪弱弯。已经是构造配箍除外。
4.关于梁、板的计算跨度:
一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的,不削峰才有问题。
5.纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径d,一般情况下,d取钢筋直径的较小值,这是有个前提,即大直径钢
筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大,d应取较大的钢筋直径,甚至纵筋应向下延伸一层。其实,两根钢筋放一起,用铁丝捆一下,能起多大用,还消弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以,钢筋如有可能尽量采用机械连接或焊接。(锚固搭接全靠混凝土握裹,铁丝捆一下仅作钢筋定位,如非受拉,远比焊接可靠.机械联接成本过高,若非钢筋直径过大()25),能省则省。)
6.钢筋锚固长度为若干倍钢筋直径d,这是在钢筋强度被充分利用的前提下的要求,在钢筋强度未被充分利用时,如梁上小挑沿纵筋,剪力墙的水平筋端部等,锚固长度可折减。如剪力墙的水平筋端部仅要求有10d的直钩即可。
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18楼
7.柱子造价在框架结构中是很小的,而在抗震时起的作用是决定性的。经实验,考虑空间作用时,柱子纵筋加大至计算值的2.5倍左右才可保证塑性铰不出现在柱子上。可不按计算配筋,大幅度增加纵筋,同时增大箍筋。(加大柱配筋能保证塑性铰不出现在柱子上,实验依据何在。常规0.8~1.0%柱配筋x2.5=2.0~2.5%,高得离谱。 )
8.抗震缝应加大,经统计,按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞。故应增大抗震缝间距。
9.锚固?搭接?:例如,中柱节点处,框架梁下纵筋锚入柱内LAE,其搭接长度:2*LAE-柱宽,如钢筋直径25,LAE=40D,柱宽500,2*25*40-500=1500,既其搭接长度,已经达到了1500,远大于1.2*LAE=1200。而柱变断面,如上下柱断面相差50,上柱锚入下柱40D,此处按锚固还时搭接?
10. 关于回弹再压缩: 基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
11. 柱下条基一般认为在刚度较大,柱子轴力和跨度相差不大时,可按倒楼盖计算。实际大部分都可以按倒楼盖计算。即采用修正倒楼盖。先按平均反力计算连续梁,然后将求得的支座反力与柱子轴力相平衡,将差值的正值加到柱两边的1/3梁上,负值加在梁跨中1/3,相对来讲,跨中1/3的压应力较小。可能要修正多次,直到支座反力与柱子轴力接近平衡。
12. 主梁有次梁处加附加筋:一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不应绝对。规范说的清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。总的原则,当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时,主梁可不加附加筋。梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。话又说回来,也不差几根箍筋。但有时画图想偷懒时可用此与老总狡辩。
13. 一般情况下,悬挑梁宜做成等截面,尤其出挑长度较短时。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,加大施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然,大挑梁外露者除外。外露的大挑梁,适当变截面感官效果好些。
14. 现浇板一般应做成双向板。其一,双向板的支承边多,抗震的稳定性好,垮了两边还有两边。单向板垮一边板就下来了。二,双向板经济。从计算上讲,例如四边简支支承的双向板,其单向跨中弯距系数约1/27,两边简支的单向板跨中弯距系数为1/8,二者比为2*1/27 / 1/8,约为60%。从构造上,双向板的板厚为1/40~50,单向板为1/3~40,双向板薄,再着,即使是单向板,其非受力边也得放构造筋。
15. 梁垫:为了减小支座反力偏心对砖墙体产生的附加弯距,可做成内缺口梁垫。
16. 一般认为,板的上筋直径为8以上时,可防止施工时踩弯,而现场经验看,只有螺纹12以上的才能保证。
17. 现浇阳台栏板,从施工条件来讲,当布单排筋时,板厚应大于80,双排筋时,应大于120。因振捣棒最小为30,布单排筋时,板厚如为60,双向钢筋直径如为8+6,则钢筋两边仅剩23,无法振捣。
18. 当某一房间采用双向井字次梁时,板应考虑整体弯距。即,井字次梁分隔成的4个角上的小板块,负筋应考虑按房间开间进深尺寸截断,而不是仅仅按本小板格截断。即次梁仅认为是大板的加劲肋。
19. 当建筑大多数房间较小,而仅一两处房间较大时,如按大房间确定基础板厚会造成浪费,而按小房间确定则造成配筋困难,当承载力能满足要求时,可在大房间中部垫聚苯卸载,按小房间确定基础板厚。
20. 挑梁端部的挠度并不完全取决于本身的变形,其支座内垮的影响很可能超过挑梁本身的变形。
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19楼
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:
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20楼
结构人员在设计中的注意事项
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2003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、 2003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
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21楼
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。
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