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結(jié)構(gòu)工程師確定方案注意事項(xiàng)
結(jié)構(gòu)工程師在工作中要注意的事情很多，在確定方案應(yīng)時(shí)要注意的問(wèn)題又有哪些呢?我們一起來(lái)看看!
1.建設(shè)場(chǎng)地不能選在危險(xiǎn)地段
由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建設(shè)場(chǎng)地的選擇中一般是被動(dòng)的接受方，因此，在結(jié)構(gòu)方案及初步設(shè)計(jì)階段，應(yīng)特別注重對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的再判別。對(duì)不利地段，應(yīng)根據(jù)不利程度采取相應(yīng)的技術(shù)措施，相關(guān)規(guī)定見(jiàn)《抗規(guī)》4.3節(jié)。
2.山地建筑尤其需要注意總平布置
《抗規(guī)》第 3.3.5條規(guī)定: 山區(qū)建筑場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、地形條件和使用要求, 因地制宜設(shè)置符合抗震設(shè)防要求的邊坡工程; 邊坡附近的建筑基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行抗震穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。建筑基礎(chǔ)與土質(zhì)、強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡應(yīng)留有足夠的距離, 其值應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度的高低確定, 并采取措施避免地震時(shí)地基基礎(chǔ)破壞。
《抗規(guī)》 第4.1.8 條規(guī)定: 當(dāng)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(lèi)及丙類(lèi)以上建筑 時(shí),除保證其在地震作用下的穩(wěn)定性外, 尚應(yīng)估計(jì)不利地段對(duì)設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)可能產(chǎn)生的放大作用, 其地震影響系數(shù)最大值應(yīng)乘以增大系數(shù)。其值可根據(jù)不利地段的具體情況確定, 在1.1~1.6 范圍內(nèi)采用。此條為強(qiáng)條; 臺(tái)地邊緣建筑地震力放大系數(shù)也意味著單體建筑成本的增加。實(shí)際上, 有時(shí)邊坡支護(hù)的費(fèi)用可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邊坡上單體的費(fèi)用。曾經(jīng)有的方案設(shè)計(jì)單位布置總平時(shí)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(duì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)不了解才會(huì)產(chǎn)生的錯(cuò)誤。
3.是否有地下室
高層建筑宜設(shè)地下室;對(duì)無(wú)地下室的高層建筑，應(yīng)滿足規(guī)范對(duì)埋置深度的要求。
4.高度問(wèn)題
室內(nèi)外高差是多少， 房屋高度是多少， 房屋高度有沒(méi)有超限。
5.結(jié)構(gòu)高寬比問(wèn)題
《高規(guī)》3.3.2條規(guī)定，6、7度抗震設(shè)防烈度時(shí)， 框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)高寬比不宜超過(guò) 6。高寬比控制的目的在于對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性(主要影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)超高層建筑，當(dāng)高寬比大于7時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大，費(fèi)用高)的宏觀控制。
6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑師密切合作優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)布置
采取必要的結(jié)構(gòu)和施工措施盡量避免設(shè)置各類(lèi)結(jié)構(gòu)縫(伸縮縫、沉降縫、防震縫)。當(dāng)必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范有關(guān)縫的要求，并根據(jù)建筑使用要求、結(jié)構(gòu)平面和豎向布置的情況、地基情況、基礎(chǔ)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)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(yīng)按規(guī)范的規(guī)定采取可靠的構(gòu)造措施和保證必要的縫寬，防止地震時(shí)發(fā)生碰撞導(dǎo)致破壞。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度大于規(guī)范時(shí), 應(yīng)設(shè)置伸縮縫, 高層建筑結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距: 框架結(jié)構(gòu)為 55m, 剪力墻結(jié)構(gòu)為 45m。
7.結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則問(wèn)題
1.扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，規(guī)定水平力作用下位移比大于1.2;
2.凹凸不規(guī)則，平面凹進(jìn)的尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%;
3.樓板局部不連續(xù)，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(kāi)洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層。
8.《高規(guī)》限制結(jié)構(gòu)長(zhǎng)寬比
結(jié)構(gòu)長(zhǎng)寬比6、7度不應(yīng)大于6。限制長(zhǎng)寬比，其目的就是要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制長(zhǎng)矩形平面的使用，當(dāng)平面的長(zhǎng)寬比大于3時(shí)，雖然未超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值，但已對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件(如剪力墻等)的設(shè)置及樓蓋結(jié)構(gòu)的整體性提出了較高要求(見(jiàn)《抗規(guī)》6.1.6條及《高規(guī)》8.1.8條等)�？蚣芸�-震墻及板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)以及框支層中，樓板的整體性對(duì)結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作影響很大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意加強(qiáng)樓板的整體性及面內(nèi)剛度。
9.《高規(guī)》3.4.3條規(guī)定
不宜采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。
10.《高規(guī)》3.4.6條規(guī)定
當(dāng)樓板平面比較狹長(zhǎng)、有較大的凹入和開(kāi)洞時(shí), 應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響。樓面凹入或開(kāi)洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半; 樓板開(kāi)洞總面積不宜超過(guò)樓面面積的 30%; 在扣除凹入或開(kāi)洞后, 樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于 5m, 且開(kāi)洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于 2m。
11.《高規(guī)》3.4.6條規(guī)定
井字形等外伸長(zhǎng)度較大的建筑, 當(dāng)中央部分樓、電梯間使樓板有較大削弱時(shí), 應(yīng)加強(qiáng)樓板以及連接部位墻體的構(gòu)造措施, 必要時(shí)還可在外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。
12.建筑平面不規(guī)則、凹凸多、周長(zhǎng)必然長(zhǎng), 建筑及結(jié)構(gòu)以及節(jié)能造價(jià)必定較建筑平面規(guī)則的高, 更不用說(shuō)結(jié)構(gòu)為克服平面不規(guī)則產(chǎn)生的造價(jià)提高。
13.結(jié)構(gòu)豎向布置不規(guī)則問(wèn)題
1. 側(cè)向剛度不規(guī)則，該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%;除頂層或出屋面小建筑外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%。
2. 豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞。
3. 樓層承載力突變，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%。
14.《高規(guī)》3.5.6條規(guī)定
樓層質(zhì)量沿高度宜均勻分布，樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。
15.地下室頂板覆土問(wèn)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(jié)構(gòu)往往因甲方造價(jià)或用鋼量的要求, 希望覆土較薄以減輕荷載, 因?yàn)榈叵率翼敯蹇紤]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(cè)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(shù), 若地下室較大, 考慮水專(zhuān)業(yè)走管坡度、覆土至少 0.8~ 0.9m; 建筑總平面布置時(shí), 消防車(chē)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(jié)約造價(jià)。
16.地下水位問(wèn)題
在滿足基礎(chǔ)埋置深度及地下室凈高的前提下, 地下室底板標(biāo)高越高越好, 底板及周邊側(cè)墻承受的水壓力越小, 底板及周邊側(cè)墻厚度及配筋也越小, 造價(jià)越低。
17.地下室集水坑布置
盡量布置在承臺(tái)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(zhǎng)寬、減小深度, 以利于施工,確保邊坡安全。
曾經(jīng)有一個(gè)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(jīng)建筑、結(jié)構(gòu)與水專(zhuān)業(yè)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(jìn)度, 節(jié)約施工造價(jià)。
18.地下室及上部管道井布置
須注意結(jié)構(gòu)柱、梁偏位問(wèn)題,建筑、設(shè)備專(zhuān)業(yè)須確認(rèn), 以保證管道井的凈尺寸; 有的工程建筑認(rèn)為梁為 200 寬, 而實(shí)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(nèi)偏, 影響了管道井的尺寸, 造成后期平面調(diào)整(平面布置緊湊時(shí)往往不好調(diào)整) 或影響使用。
19.梁、柱偏位問(wèn)題
注意核對(duì)建筑外立面、停車(chē)、管道井、電梯井等, 不能影響停車(chē)、管道井、電梯的使用, 部分柱外凸時(shí), 為保證立面統(tǒng)一, 柱斷面不能收縮。
20.地下室及架空層停車(chē)位問(wèn)題
須注意柱網(wǎng)布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部車(chē)至少柱凈距 7.2m, 2 部車(chē)至少柱凈距4.8m, 建筑軸線尺寸須注意柱子大小, 必要時(shí)柱子可布置為長(zhǎng)方形, 要注意地下室頂有覆土及消防車(chē)道時(shí), 柱子不可能太小。
21.地下室及上部層高問(wèn)題
凈高須滿足建筑規(guī)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(jià)會(huì)增大; 預(yù)應(yīng)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(shè)備走管問(wèn)題, 一般空調(diào)管至少 0.45m, 電橋架至少0.15m, 噴淋至少0.10m; 當(dāng)梁較高時(shí)可考慮穿梁, 穿梁洞口結(jié)構(gòu)有相應(yīng)的位置與尺寸的要求, 需要建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各專(zhuān)業(yè)配合; 梁開(kāi)洞問(wèn)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(kāi)洞問(wèn)題
建筑開(kāi)的門(mén)洞或窗戶(hù)及設(shè)備的穿墻洞口都愛(ài)沿著柱角或墻角, 結(jié)構(gòu)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(gòu)件, 洞口上下對(duì)齊, 建筑與設(shè)備需要了解在柱或剪力墻拐角外邊緣算起 300 范圍內(nèi)為剪力墻約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件, 是高層結(jié)構(gòu)的豎向主要受力構(gòu)件, 不能破壞。
《高規(guī)》 第7.2.15 條、第7.2.16 條對(duì)約束邊緣構(gòu)件剪力墻、構(gòu)造邊緣構(gòu)件剪力墻有詳細(xì)規(guī)定。
23.柱的問(wèn)題
注意盡量避免短柱, 例柱邊盡量不布置門(mén)窗, 否則常為短柱, 短柱柱箍筋須全長(zhǎng)加密, 造價(jià)提高且抗震不利。
24.樓梯凈高問(wèn)題
尤其地下室、商場(chǎng)層、頂層等注意核對(duì),特別三、四跑梯, 建筑設(shè)計(jì)此部分時(shí)須注意核對(duì)剖面并與結(jié)構(gòu)核對(duì)梯梁跨度、高度, 必要時(shí)可要求結(jié)構(gòu)調(diào)整梯梁位置或要求做折板梯;
半層處梯梁須注意核對(duì): 與建筑立面是否矛盾, 有的建筑立面窗戶(hù)全對(duì)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(nèi)退; 有些樓梯半層梯平臺(tái)板在房屋內(nèi)部, 半層處梯梁須注意核對(duì): 與半平臺(tái)處消火栓、配電箱內(nèi)嵌布置是否矛盾。
25.屋頂欄板、女兒墻問(wèn)題
建筑物大屋面以上僅靠懸臂受力的女兒墻高度不應(yīng)超過(guò) 3m, 不應(yīng)采用砌體的女兒墻, 應(yīng)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(jīng)濟(jì), 建議加斜撐或構(gòu)架以受力合理且降低造價(jià)。
26. 弧形墻、懸挑加懸挑梁不利, 墻體易開(kāi)裂。
27. 是否有較大跨度。
28. 是否有較大的荷載。
29. 確定設(shè)防烈度、設(shè)防類(lèi)別。
30. 結(jié)構(gòu)體系選型、樓蓋選型。
31. 確定抗震等級(jí)、確定嵌固部位。
32. 建模試算看看參數(shù)，而不是拍腦袋決定。
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