結構工程師方案設計注意事項

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土木工程是一個崇高的行業。它的魅力在於把人類的想象藉助科技力量加以實現,同時爲人們提供住房,創造就業機會,提高生活質量。下面爲大家整理了一些結構工程師方案設計注意事項,一起來看看!

結構工程師方案設計注意事項

1.建設場地不能選在危險地段

由於結構設計在建設場地的選擇中一般是被動的接受方,因此,在結構方案及初步設計階段,應特別注重對建設場地的再判別。對不利地段,應根據不利程度採取相應的技術措施,相關規定見《抗規》4.3節。

2.山地建築尤其需要注意總平佈置

《抗規》第 3.3.5條規定: 山區建築場地應根據地質、地形條件和使用要求, 因地制宜設置符合抗震設防要求的邊坡工程; 邊坡附近的建築基礎應進行抗震穩定性設計。建築基礎與土質、強風化巖質邊坡應留有足夠的距離, 其值應根據抗震設防烈度的高低確定, 並採取措施避免地震時地基基礎破壞。

《抗規》 第4.1.8 條規定: 當需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建築 時,除保證其在地震作用下的穩定性外, 尚應估計不利地段對設計地震動參數可能產生的放大作用, 其地震影響係數最大值應乘以增大系數。其值可根據不利地段的具體情況確定, 在1.1~1.6 範圍內採用。此條爲強條; 臺地邊緣建築地震力放大係數也意味着單體建築成本的增加。實際上, 有時邊坡支護的費用可能遠遠大於邊坡上單體的費用。曾經有的方案設計單位佈置總平時將 18~33層的高層佈置在懸崖邊緣或跨越十多米高的邊坡, 這些都是對結構及地質不瞭解纔會產生的錯誤。

3.是否有地下室

高層建築宜設地下室;對無地下室的高層建築,應滿足規範對埋置深度的要求。

4.高度問題

室內外高差是多少, 房屋高度是多少, 房屋高度有沒有超限。

5.結構高寬比問題

《高規》3.3.2條規定,6、7度抗震設防烈度時, 框架- 剪力牆結構、剪力牆結構高寬比不宜超過 6。高寬比控制的目的在於對高層建築結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性(主要影響結構設計的經濟性,對超高層建築,當高寬比大於7時,結構設計難度大,費用高)的宏觀控制。

6.結構設計應與建築師密切合作優化建築設計和結構佈置

採取必要的結構和施工措施儘量避免設置各類結構縫(伸縮縫、沉降縫、防震縫)。當必須設置時,應符合現行規範有關縫的要求,並根據建築使用要求、結構平面和豎向佈置的情況、地基情況、基礎類型、結構剛度以及荷載、作用的差異、抗震要求等條件、綜合考慮後確定。

各縫宜合併佈置,並應按規範的規定採取可靠的構造措施和保證必要的縫寬,防止地震時發生碰撞導致破壞。結構長度大於規範時, 應設置伸縮縫, 高層建築結構伸縮縫的最大間距: 框架結構爲 55m, 剪力牆結構爲 45m。

7.結構平面佈置不規則問題

1.扭轉不規則,規定水平力作用下位移比大於1.2;

2.凹凸不規則,平面凹進的尺寸,大於相應投影方向總尺寸的30%;

3.樓板局部不連續,樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小於該層樓板典型寬度的'50%或開洞面積大於該層樓面面積的30%,或較大的樓層錯層。

8.《高規》限制結構長寬比

結構長寬比6、7度不應大於6。限制長寬比,其目的就是要在結構設計中控制長矩形平面的使用,當平面的長寬比大於3時,雖然未超過規範規定的限值,但已對抗側力構件(如剪力牆等)的設置及樓蓋結構的整體性提出了較高要求(見《抗規》6.1.6條及《高規》8.1.8條等)。框架抗-震牆及板柱-抗震牆結構以及框支層中,樓板的整體性對結構的協同工作影響很大,結構設計時應特別注意加強樓板的整體性及面內剛度。

9.《高規》3.4.3條規定

不宜採用角部重疊的平面圖形或細腰形平面圖形。

10.《高規》3.4.6條規定

當樓板平面比較狹長、有較大的凹入和開洞時, 應在設計中考慮樓板削弱產生的不利影響。樓面凹入或開洞尺寸不宜大於樓面寬度的一半; 樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的 30%; 在扣除凹入或開洞後, 樓板在任一方向的最小淨寬度不宜小於 5m, 且開洞後每一邊的樓板淨寬度不應小於 2m。

11.《高規》3.4.6條規定

井字形等外伸長度較大的建築, 當中央部分樓、電梯間使樓板有較大削弱時, 應加強樓板以及連接部位牆體的構造措施, 必要時還可在外伸段凹槽處設置連接樑或連接板。

12.建築平面不規則、凹凸多、周長必然長, 建築及結構以及節能造價必定較建築平面規則的高, 更不用說結構爲克服平面不規則產生的造價提高。

13.結構豎向佈置不規則問題

1. 側向剛度不規則,該層的側向剛度小於相鄰上一層的70%或小於其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%;除頂層或出屋面小建築外,局部收進的水平向尺寸大於相鄰下一層的25%。

2. 豎向抗側力構件不連續,豎向抗側力構件(柱、抗震牆、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(樑、桁架等)向下傳遞。

3. 樓層承載力突變,抗側力結構的層間受剪承載力小於相鄰上一樓層的80%。

14.《高規》3.5.6條規定

樓層質量沿高度宜均勻分佈,樓層質量不宜大於相鄰下部樓層質量的1.5倍。

15.地下室頂板覆土問題

建築爲考慮景觀需要, 往往要求在地下室頂板上要求較厚的覆土考慮綠化, 而結構往往因甲方造價或用鋼量的要求, 希望覆土較薄以減輕荷載, 因爲地下室頂板考慮抗裂要求, 樑板的配筋都很大, 且覆土越厚,地下室底板及外牆也越在地面以下, 底板及周邊側牆承受的水壓力越大。

一般情況下, 覆土0.6m 以上可植草、1.5m 以上可種樹, 若地下室較大, 考慮水專業走管坡度、覆土至少 0.8~ 0.9m; 建築總平面佈置時, 消防車道大部分儘量佈置在地下室頂板以外, 減少頂板承受的荷載, 以節約造價。

16.地下水位問題

在滿足基礎埋置深度及地下室淨高的前提下, 地下室底板標高越高越好, 底板及周邊側牆承受的水壓力越小, 底板及周邊側牆厚度及配筋也越小, 造價越低。

17.地下室集水坑佈置

儘量佈置在承臺邊緣、不要佈置在外牆邊緣, 尤其是消防電梯的集水坑, 可加大長寬、減小深度, 以利於施工,確保邊坡安全。

曾經有一個工程, 消防電梯的集水坑從地下室底板再往下挖 3.2m 深, 佈置於地下室外牆邊緣,經建築、結構與水專業配合後, 將集水坑移置地下室的中部, 既保證邊坡安全, 又加快施工進度, 節約施工造價。

18.地下室及上部管道井佈置

須注意結構柱、樑偏位問題,建築、設備專業須確認, 以保證管道井的淨尺寸; 有的工程建築認爲樑爲 200 寬, 而實際地下室或上部的樑往往大於 200, 柱或混凝土大梁有向管道井內偏, 影響了管道井的尺寸, 造成後期平面調整(平面佈置緊湊時往往不好調整) 或影響使用。

19.樑、柱偏位問題

注意覈對建築外立面、停車、管道井、電梯井等, 不能影響停車、管道井、電梯的使用, 部分柱外凸時, 爲保證立面統一, 柱斷面不能收縮。

20.地下室及架空層停車位問題

須注意柱網布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部車至少柱淨距 7.2m, 2 部車至少柱淨距4.8m, 建築軸線尺寸須注意柱子大小, 必要時柱子可佈置爲長方形, 要注意地下室頂有覆土及消防車道時, 柱子不可能太小。

21.地下室及上部層高問題

淨高須滿足建築規範要求, 樑高1/10~1/ 15L, 跨度大、荷載大、又有裂縫要求的樑, 樑高至少1/10~1/12L, 其他部位寬扁樑可做到 1/ 15L, 但寬扁樑造價會增大; 預應力樑可做到 1/15~ 1/18L, 但須注意樑兩端柱頭很大, 可能影響建築的平面佈置, 比如影響走道寬度佈置等。

淨高須考慮設備走管問題, 一般空調管至少 0.45m, 電橋架至少0.15m, 噴淋至少0.10m; 當樑較高時可考慮穿樑, 穿樑洞口結構有相應的位置與尺寸的要求, 需要建築、結構、設備各專業配合; 樑開洞問題:洞口大小< = 1/3 h 樑高, 儘量佈置在樑高中部, 樑剪力最小的部位即樑 1/3 跨度位置。

22.剪力牆開洞問題

建築開的門洞或窗戶及設備的穿牆洞口都愛沿着柱角或牆角, 結構則要求洞口不能影響到剪力牆暗柱、端柱、翼牆等主要受力構件, 洞口上下對齊, 建築與設備需要了解在柱或剪力牆拐角外邊緣算起 300 範圍內爲剪力牆約束邊緣構件或構造邊緣構件, 是高層結構的豎向主要受力構件, 不能破壞。

《高規》 第7.2.15 條、第7.2.16 條對約束邊緣構件剪力牆、構造邊緣構件剪力牆有詳細規定。

23.柱的問題

注意儘量避免短柱, 例柱邊儘量不佈置門窗, 否則常爲短柱, 短柱柱箍筋須全長加密, 造價提高且抗震不利。

24.樓梯淨高問題

尤其地下室、商場層、頂層等注意覈對,特別三、四跑梯, 建築設計此部分時須注意覈對剖面並與結構覈對梯樑跨度、高度, 必要時可要求結構調整梯樑位置或要求做折板梯;

半層處梯樑須注意覈對: 與建築立面是否矛盾, 有的建築立面窗戶全對齊與半層處梯樑佈置矛盾; 若梯樑外有幕牆等,須注意梯樑內退; 有些樓梯半層梯平臺板在房屋內部, 半層處梯樑須注意覈對: 與半平臺處消火栓、配電箱內嵌佈置是否矛盾。

25.屋頂欄板、女兒牆問題

建築物大屋面以上僅靠懸臂受力的女兒牆高度不應超過 3m, 不應採用砌體的女兒牆, 應採用鋼筋混凝土女兒牆。懸臂受力的女兒牆高度大於 1.8m 欄板已至少15cm, 不太經濟, 建議加斜撐或構架以受力合理且降低造價。

26. 弧形牆、懸挑加懸挑樑不利, 牆體易開裂。

27. 是否有較大跨度。

28. 是否有較大的荷載。

29. 確定設防烈度、設防類別。

30. 結構體系選型、樓蓋選型。

31. 確定抗震等級、確定嵌固部位。

32. 建模試算看看參數,而不是拍腦袋決定。