前言 "建筑结构土木在线“公众号于2015年11月16日推出专家免费答疑服务,参与方式:发送问题到邮箱 aijiegou@aliyun.com。单周或双周整理问题回复发布于公众号上面。下面发布的内容为2015.11.16~2015.11.21(截至24:00时)收到的提问。 1、嵌固端 Q:请问为什么不同的规范对地下室顶板作为嵌固端的刚度比要求不同,比如抗规,高规是2倍,上海地方规程是1-2层时1.5倍,2层以上时2倍。如果不满足就只能采取地下室增加剪力墙的做法吗?且各规程对相关范围的规定也有些出入,想知道为什么会这样?
前言
"建筑结构土木在线“公众号于2015年11月16日推出专家免费答疑服务,参与方式:发送问题到邮箱
aijiegou@aliyun.com。单周或双周整理问题回复发布于公众号上面。下面发布的内容为2015.11.16~2015.11.21(截至24:00时)收到的提问。
1、嵌固端
Q:请问为什么不同的规范对地下室顶板作为嵌固端的刚度比要求不同,比如抗规,高规是2倍,上海地方规程是1-2层时1.5倍,2层以上时2倍。如果不满足就只能采取地下室增加剪力墙的做法吗?且各规程对相关范围的规定也有些出入,想知道为什么会这样?
A:这个问题确历来比较有争议,各本规范的主编也都有自己的看法。首先明确嵌固端的物理含义是水平位移和转角均为零,基础底板面或地下室底板面的约束条件较为接近计算假定。然而,对于带有地下室的建筑,挡土墙外土体对地下室产生很强的约束作用,使得嵌固端上移到地下室顶板(水平位移近似为零,但转角不为零)。在设计过程中,由于某些计算软件不能准确的考虑土的作用,常常导致计算的刚度比不满足要求2倍或1.5倍的要求,所以就出现了额外增加地下室墙体甚至首层填土降低地下室顶板标高,进而减小地下一层高度来满足规范刚度比要求的野蛮做法。当然,这个和某些审图部门的硬性要求有关。因为个别地方审图人员并不同意把地下室底板作为嵌固端。
建议:
计算时可用土弹簧模拟地下室外侧土约束的影响,土弹簧刚度的选取宜与地室外岩土的工程性质匹配。如若实在不能满足刚度比要求,那么就把底板作为嵌固端,这样来设计也可避免一些人为加墙等措施造成的浪费。
2、抗震等级
Q:您好,我现在做一个商业、办公综合体,6度区,主楼高度90米,框架-剪力墙结构,三层裙楼为框架结构。上部办公,底部三层均为商业,商业建筑面积大于17000㎡,属于大型商业,乙类建筑。裙房和主楼是有结构缝分开的,但在建筑功能上是联通的两个单元。请问抗震等级怎么取?是要把三层及以下框架、剪力墙抗震等级取为二级,四层及以上框架、剪力墙抗震等级取为三级吗?
A:目前来看,有一些审图机构会按照你说的这样来取抗震等级,即主楼三层及以下按照提高一度采用抗震诸如朱炳寅的《抗震设计规范应用与分析》书上也是这种观点,区分是否属于“同一区段”,而非结构单元:
但是执行上面的做法,会出现一个可笑的现象,那就是如果建筑设计的时候把它用一片隔墙给隔开了,但是使用的时候开了个门,是不是这个结构就不安全了?换言之,建筑师的一片墙直接影响了结构的大量造价。按照灵溪的理解,结构上的事情就用结构的相关数据来衡量。
3、管桩
Q:对天津地标《预应力混凝土管桩技术规程》 DB29-110-2010的疑问
(1)依据上述天津地标4.4.3条:
设计流程应该是根据规程构造要求【≥(8-10)d,且≥4.5m】确定灌芯混凝土长度,然后现场做抗拔试验,确定抗拔极限承载力Qct,验证4.4.3-1,是吧,我的问题是如果这样确定的抗拔极限承载力<基本组合时的单桩抗拔承载力,那这时候不就相当于没有达到设计要求时,灌芯混凝土已经被拔出来了么?也就是说单桩抗拔承载力都没用了?比如我按照4.5m的构造确定的灌芯混凝土深度,然后做抗拔试验,确定的Qct=500,Rct=1700,公式右侧为1700/1.7=1000,这个时候照规程来说400<1000是满足要求的,但实际状况相当于这个深度是不够的,灌芯混凝土会被拔出。
(2)关于4.4.3-1 公式右侧除以系数γ,假如我抗拔试验确定的 Qct=1200 ,同样Rct=1700 ,公式右侧为 1700/1.7=1000,1200 >1000,这样灌芯混凝土不会被拔出,可是 若公式右侧不除以安全系数(或者说安全系数为 1),则 1200<1700 ,为什么公式右侧要除以一个> 1的系数?
A:规范印刷有误。实际上应该为Rct≤Qct/γct,由于试验数据的离散性,所以要除以一个分项系数,所以一切就都可以理解了。
4、新手指引
Q:我是一个结构新手,请问怎样学习结构设计能够让自己提升较快?
A:热爱是万物之源泉。关于这个问题我们公众号以前发布过一篇很简短的文章《结构“上仙”对设计人员的三大建议》。
5、加强层
Q:对于设置了加强层的项目有哪些要注意的地方?
A:在结构内力和位移计算中,加强层楼板宜考虑楼板平面内变形影响,加强层上下刚度比按弹性楼盖假定进行整体计算;伸臂杆件的地震内力,应采用弹性膜楼盖假定计算,并考虑楼板可能开裂对面内刚度的影响。
伸臂桁架所在层及相邻层柱子、核心筒墙体、进行加强,加强层附近的核心筒墙肢应按底部加强部位要求设计,加强层及其相邻层的框架柱、核心筒剪力墙抗震等级应提高一级采用,一级应提高至特一级,但抗震等级已经为特一级时,允许不提高,加强层及其相邻层的框架柱,箍筋应全柱加密,轴压比限制应按其他楼层减小0.05 采用加强层及其相邻楼盖的刚度和配筋应加强伸臂桁架应伸入并贯通墙体,与外周墙相交处设构造钢柱,并上下延伸不少于一层应采用合适的施工顺序及构造措施以减小结构竖向变形差异在伸臂桁架中产生的附加内力。
整体小震计算时可考虑楼板对上下弦刚度的增大作用, 但中震或大震承载力验算时则不宜考虑在进行外伸臂桁架上下弦杆设计时的有利楼板刚度。
6、隅撑
Q:工字形框架梁预期塑性耗能区处必须设置隅撑吗?如果不设置还有什么方法?
A:设置隅撑只是避免工字形框架梁畸变屈曲的手段之一,因此,除设置隅撑外,还可采用其他手段,如对于上翼缘有楼板或刚性铺板与钢梁可靠连接时,可设置加劲肋。当满足相应的计算要求,则无需任何构造。
7、木结构设计
Q:(1)本工程木结构(单层),我也是第一次接触,没什么思路。
(2)结构体系分析 我没有相关软件 只能概念性布置抗侧力体系
(3)木材这次甲方说北美木材(进口),我不知道为什么用进口?不用当地的?
(4)我想这次学习,专家给点有关木结构的资料 比如参考图纸 节点构造。(我下载了一本木结构计算手册)
(5)画建筑的也没思路,有本07SJ924图集. 没办法先结构学习学习,反过去和建筑再协商和探讨
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A:首先要真诚的说下很抱歉木结构本身做的人比较少,所以我们团队里面还没有人对木结构做过深入的研究,所以只能把我们接触过的一些东西讲给您听,希望能有所帮助。
(1)思路,其实结构设计的思路都是一样的。在整体上形成合理的结构体系,可靠的传力路径,在各种荷载组合下进行结构的承载力极限状态和正常使用状态的验算。对单个构件来说,就是要保证构件的强度(拉、压、弯、剪、扭)、刚度(挠度、位移等)、稳定性(长细比等)。
(2)计算软件,一般来讲都是采用国外的软件了,例如Visual analysis,staadpro等,但对应的也就都是国外的规范。国内来讲目前还未见过这方面的软件,但是可以考虑自定义材料强度,弹性模量,进行各工况下的荷载组合,读取设计值,进行手算。
(3)通常进口的木材价格也并不比国内的高很多,有的甚至是较国内便宜,而且材性稳定。国内资源有限,产业链还有待完善。
(4)、(5)画图和构造上的东西小编为您搜集了些,在小窗口输入aijiegou,弹出的链接里面新建了一个木结构的文件。此外,前几天本公众号发布了一篇名为《中国古建筑的四部分:屋顶、斗拱、墙与柱、台基》的文章,图文并茂,对入门者来说比较直观。
(6)理论上说可行,无非就是结构构件尺寸会较原有的加大,造价有所增加。我们参观过的古建筑有的柱距也是长达10余米,可见古人的智慧真的是令人赞叹。
(7)能否去掉那几根柱子要结合建筑图啊,建筑屋面的走势看过去是不需要撤掉的。桁架的形式可以参考图集做法,也一起整理在了aijiegou分享下的木结构文件夹里面。
说明:结构设计博大精深,不准确之处恳请批评指正。
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