1設(shè)計前的工作
結(jié)構(gòu)師在拿到工程后,首先在拿到設(shè)計任務(wù)時應(yīng)仔細研究一下方案,全面分析,與建筑設(shè)計人員充分溝通,充分了解工程的各種情況(如平面布置、平面功能、立面造型等),而不要盲目建模。
模型輸入的時候采用的是PKPM中的PMCAD,一定要了解每個參數(shù)的意義,不清楚的地方不應(yīng)盲目改動,應(yīng)及時查閱用戶手冊及技術(shù)條件。在輸入荷載時,應(yīng)準確計算,按照《荷載規(guī)范》(GB50009-2012)嚴格執(zhí)行。根據(jù)建筑做法,房間使用功能來計算,不應(yīng)估算,不應(yīng)隨意擴大荷載。在計算中,應(yīng)考慮在滿足設(shè)計規(guī)范的條件下,盡量經(jīng)濟、合理,不應(yīng)隨意加大配筋和加大構(gòu)件的截面尺寸
2基礎(chǔ)設(shè)計
基礎(chǔ)設(shè)計的原則是①基礎(chǔ)本身應(yīng)具有足夠的強度來傳遞整個建筑物的荷載,而地基則應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性以保證建筑物的均勻沉降不超過允許值;②基礎(chǔ)還應(yīng)具有足夠的耐久性;③基礎(chǔ)及人工地基方案的確定,要做到技術(shù)合理、經(jīng)濟并符合當?shù)厥┕l件。
基礎(chǔ)荷載計算時,不應(yīng)漏掉荷載。計算機倒算的荷載,是恒載+活載,計算基底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時應(yīng)采用荷載標準組合;確定基礎(chǔ)配筋和驗算材料強度時應(yīng)采用荷載基本組合。對于墻下條基應(yīng)考慮基礎(chǔ)重疊作用。但對于框架結(jié)構(gòu),不應(yīng)僅考慮豎向荷載作用(恒+活),還應(yīng)考慮其余各種荷載組合,選取最不利組合,最好采用JCCAD進行荷載選取。
采用樁基礎(chǔ)時,同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型的樁,而且不能將淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)混用。樁基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)嚴格按照JGJ94-2008《樁基規(guī)范》和GB50007-2011《地基規(guī)范》8.5節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。
3樓板設(shè)計
板的厚度一般應(yīng)由設(shè)計計算確定,應(yīng)滿足承載能力、剛度和裂縫的要求,還應(yīng)考慮使用要求、預(yù)埋管線、施工和經(jīng)濟方面的因素。板厚度可參考表一中的數(shù)值確定。當現(xiàn)澆板內(nèi)需預(yù)埋管道時,板的最小厚度應(yīng)大于3倍預(yù)埋管道外徑,而且預(yù)埋管道應(yīng)放置在頂部和底部鋼筋之間,其混凝土保護層不宜小于40MM。
板的厚度與跨度的最小比值HL。
現(xiàn)澆板的負筋不宜選用較細的鋼筋,可避免施工時被踩下。在連續(xù)雙向板中,負筋斷點應(yīng)左右相等且應(yīng)按大跨的1/4確定。當板的凈跨度≤2200~2400MM時,負筋應(yīng)拉通配置,而不應(yīng)采用分離式配筋。受力鋼筋應(yīng)盡量采用三級鋼,但間距不宜過大,以防裂縫。板的配筋應(yīng)根據(jù)計算確定,使用PMCAD自動生成時,應(yīng)檢查和復(fù)核配筋;對于異型板PMCAD生成的配筋結(jié)果不準確,需要用單獨的板計算軟件計算。
4梁設(shè)計
梁的截面高度一般情況下可參照表二采用。在結(jié)構(gòu)中,一般主梁至少比次梁高處50MM,如主梁下部鋼筋為雙層配置,或附加橫向鋼筋采用吊筋時,應(yīng)高處100MM。梁的截面寬度一般取250MM、300MM,如果取350MM或以上應(yīng)采用四肢箍。梁的截面高寬比:矩形梁為2.0~3.5。
在使用軟件計算梁配筋時,一定要首先明確梁的支座情況,分清主次梁;核對梁的跨度、標高以及荷載情況。
5柱設(shè)計
鋼筋混凝土柱是結(jié)構(gòu)中的組成重要部分。在砌體結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱的設(shè)置非常重要,必須嚴格按照《震規(guī)》(GB50011-2010)的規(guī)定嚴格執(zhí)行。
框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)遵守:“強柱、弱梁、更強節(jié)點”的原則,柱的作用也非常重要,必須滿足一些構(gòu)造要求:框架柱為矩形截面時邊長不宜小于300MM,圓柱截面直徑不宜小于350MM,錯層處框架柱的的截面高度不應(yīng)小于600MM,柱剪跨比宜大于2,柱截面高寬比不宜大于三。柱剪跨比不大于2時,應(yīng)按短柱進行處理。設(shè)計中應(yīng)盡量避免設(shè)計成短柱,當無法避免時,應(yīng)采取措施。柱的配筋必須滿足最小配筋率。
6高層結(jié)構(gòu)設(shè)計
在進行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時根據(jù)已經(jīng)確定好的平面布置和立面效果,假定好構(gòu)件尺寸,通過程序計算,這樣最主要的就是判斷計算結(jié)果的正確性,也就是對計算結(jié)果的分析。在PKPM程序中主要是指七種比值:
1、柱及剪力墻軸壓比是否滿足要求,這一項主要是控制結(jié)構(gòu)的延性。
2、剪重比是否滿足要求,這一項主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結(jié)構(gòu)安全性。規(guī)范規(guī)定了各樓層水平地震力的最小值,該值如果不滿足要求,則說明結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)比較明顯的薄弱部位,必須進行調(diào)整。
3、位移比是否滿足要求,這一項主要為控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性,以免形成扭轉(zhuǎn),對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響;。其限值在《震規(guī)》和《高規(guī)》中均有明確的規(guī)定。但規(guī)范中規(guī)定的位移比限值是按剛性板假定作出的。
4、剛度比是否滿足要求,這一項主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。根據(jù)《震規(guī)》和《高規(guī)》的要求,軟件提供了三種剛度比的計算方式,分別是剪切剛度,剪彎剛度和地震力與相應(yīng)的層間位移比三種剛度比的計算方法和適用范圍是剛度比計算的關(guān)鍵:1)剪切剛度主要用于底部大空間為一層的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及對地下室嵌固條件的判定;2)剪彎剛度主要用于底部大空間為多層的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);3)地震力與層間位移比是執(zhí)行《震規(guī)》第3.4.2條和《高規(guī)》4.3.5條的相關(guān)規(guī)定,通常工程都用此法計算剛度比。
5、剛重比是否滿足要求,這一項主要為控制結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以免產(chǎn)生滑移和傾覆;剛重比是結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比。它是控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的重要因素,也是影響重力二階效的主要參數(shù)。該值如果不滿足要求,則可能引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)倒塌,應(yīng)當引起設(shè)計人員的足夠重視。
6、周期比是否滿足要求,這一項主要為控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)帶來的不利影響;控制周期比的目的是使抗側(cè)力的構(gòu)件的平面布置更有效更合理,使結(jié)構(gòu)不至出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)。如果周期比不滿足規(guī)范的要求,說明該結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯,設(shè)計人員需要增加結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度,降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度,以增大結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度。
7、有效質(zhì)量比是否滿足要求,這一項主要為控制結(jié)構(gòu)的地震力是否全計算出來。!陡咭(guī)》5.1.13-2條規(guī)定,抗震計算時,宜考慮平扭藕聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不宜小于15,對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓的9倍,且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。振型組合數(shù)是否取值合理,可以看軟件計算書中的x,y向的有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9。必須指出的是,結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)最大值不能超過結(jié)構(gòu)得總自由度數(shù)。