1 结构设计说明
主要是设计依据,抗震等级,人防等级,地基情况及承载力,防潮抗渗做法,活荷载值,材料等级,施工中的注意事项,选用详图,通用详图或节点,以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等等。
2 各层的结构布置图,包括:
(1)预制板的布置(板的选用、板缝尺寸及配筋)。标注预制板的块数和类型时, 不要采用对角线的形式。因为此种方法易造成线的交叉, 宜采用水平线或垂直线的方法, 相同类型的房间直接标房间类型号。应全楼统一编号,可减少设计工作量,也方便施工人员看图。板缝尽量为40, 此种板缝可不配筋或加一根筋。布板时从房间里面往外布板, 尽量采用宽板, 现浇板带留在靠窗处, 现浇板带宽最好≥200(考虑水暖的立管穿板)。如果构造上要求有整浇层时, 板缝应大于60。整浇层厚50, 配双向φ6@250, 混凝土C20。纯框架结构一般不需要加整浇层。构造柱处不得布预制板。地下车库由于防火要求不可用预制板。框架结构不宜使用长向板,否则长向板与框架梁平行相接处易出现裂缝。建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板,自动布板可能不能满足用户的施工图要求,仅能满足定义荷载传递路线的要求。对楼层净高很敏感、跨度超过69米或不符合模数时可采用SP板,SP板120厚可做到72米跨。
(2)现浇板的配筋(板上、下钢筋,板厚尺寸)。板厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。尽量用二级钢包括直径φ10(目前供货较少)的二级钢,直径≥12的受力钢筋,除吊钩外,不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距,但间距不大于200,间距尽量用 200。(一般跨度小于66米的板的裂缝均可满足要求)。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开,钢筋也可不画,仅说明钢筋为双向双排φ8@200。板上下钢筋间距宜相等,直径可不同,但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断,或50%连通,较大处附加钢筋,拉通筋均应按受拉搭接钢筋。板配筋相同时,仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号,将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。应全楼统一编号。当考虑穿电线管时,板厚≥120,不采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板,因电线管过多有可能要加大板厚至180(考虑四层32的钢管叠加)。宜尽量用大跨度板,不在房间内(尤其是住宅)加次梁。说明分布筋为φ6@250,温度影响较大处可为φ8@200。板顶标高不同时,板的上筋应分开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角)。现浇挑板阴角的板下宜加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板,以利防水,并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10~15米设一10mm的缝,钢筋不断。尽量采用现浇板,不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差(取消垫层)。8米以下的板均可以采用非预应力板。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚,双向双排配筋,并附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议采用PMCAD软件自动生成,一可加快速度,二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号,因工程较大时可能编出上百个钢筋号,查找困难,如果要编号,编号不应出房间。配筋计算时,可考虑塑性内力重分布,将板上筋乘以08~09的折减系数,将板下筋乘以11~12的放大系数。值得注意的是,按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值,按此配筋是偏于保守的,不必再人为放大。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大,否则将对梁产生过大的附加扭距。一般:板厚>150时采用φ10@200;否则用φ8@200。PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点:1单向板是按塑性计算的,而双向板按弹性计算,宜改成一种计算方法。2当厚板与薄板相接时,薄板支座按固定端考虑是适当的,但厚板就不合适,宜减小厚板支座配筋,增大跨中配筋。3非矩形板宜减小支座配筋,增大跨中配筋。4房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。 PMCAD生成的板配筋图为PMT。板一般可按塑性计算,尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑, 如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋,一是轻隔墙有可能移位,二是板整体受力,应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙,如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件,应双向双排配筋。
(3)关于过梁布置及轻隔墙。现在框架填充墙一般为轻墙,过梁一般不采用预制混凝土过梁,而是现浇梁带。应注明采用的轻墙的做法及图集,如北京地区的京94SJ19,并注明过梁的补充筋。当过梁与柱或构造柱相接时,柱应甩筋,过梁现浇。不建议采用加气混凝土做围护墙,装修难做并不能用在厕所处。
(4)雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。注意:雨棚和阳台的竖板现浇时,最小厚度应为80,否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时,高度 900时,最小板厚120。阳台的竖板应尽量现浇,预制挡板的相交处极易裂缝。雨棚和阳台上有斜的装饰板时,板的钢筋放斜板的上面,并通过水平挑板的下部锚入墙体圈梁(即挑板双层布筋)。两侧的封板可采用泰柏板封堵,钢筋与泰柏板的钢丝焊接,不必采用混凝土结构。挑板挑出长度大于2米时宜配置板下构造筋,较长外露挑板(包括竖板)宜配温度筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度,尤其是挑板端部有集中荷载时。内挑板端部宜加小竖沿,防止清扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时,雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100,顶层阳台必须设雨搭。挑板配筋应有余地,并应采用大直径大间距钢筋,给工人以下脚的地方,防止踩弯。挑板内跨板跨度较小,跨中可能出现负弯距,应将挑板支座的负筋伸过全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上,但当钢筋直径大于等于12时是难以施工的,应另加筋。
(5)楼梯布置。采用X型斜线表示楼梯间,并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯,方便设计及施工,也较美观。
(6)板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高,厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。
(7)梁布置及其编号,应按层编号,如L-1-XX,1指1层,XX为梁的编号。柱布置及编号。
(8)板上开洞(厨、厕、电气及设备)洞口尺寸及其附加筋,附加筋不必一定锚入板支座,从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋,如果洞口处板仅有正弯距,可只在板下加筋;否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围,并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。住宅跃层楼梯在楼板上所开大洞,周边不宜加梁,应采用有限元程序计算板的内力和配筋。板适当加厚, 洞边加暗梁。
(9)屋面上人孔、通气孔位置及详图。
(10)在平面图上不能表达清楚的细节要加剖面,可在建筑墙体剖面做法的基础上,对应画结构详图。
基础平面图及详图:
(1)在柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。
(2)当基础下有防空洞或枯井等时,可做一大厚板将其跨过。
(3)混凝土基础下应做垫层。当有防水层时,应考虑防水层厚度。
(4)建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。地下室底板,当地基承载力满足设计要求时,可不再外伸以利于防水。每隔30~40米设一后浇带,并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用),减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。
(5)地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础梁可取消。
(6)抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝,连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
(7)新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础之间的高差的15至2倍,否则应打抗滑移桩,防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时,应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。
(8)独立基础偏心不能过大,必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大,必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底板的形心宜重合,基础底板可做成梯形或台阶形,或调整挑梁两端的出挑长度。
(9)采用独立柱基时,独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求,除非此基础非常重要,但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础,方便施工。
(10)独立基础的拉梁宜通长配筋,其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高,否则底层墙体过高。
(11)底层内隔墙一般不用做基础,可将地面的混凝土垫层局部加厚。
(12)考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用,顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3),且纵向基础梁的底筋也应拉通。
(13)基础平面图上应加指北针。
(14)基础底板混凝土不宜大于C30,一是没用,二是容易出现裂缝。
(15)可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。生成的基础平面图名为JCPMT,生成的基础详图名为JCXTT。
(16)基础底面积不应因地震附加力而过分加大,否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大,本末倒置。
请参照《建筑地基基础设计规范GBJ7-89》和各地方的地基基础规程。
4 暖沟图及基础留洞图:
(1)沟盖板在遇到电线管时下降(500),室外暖沟上一般有400厚的覆土。
(2)注明暖沟两侧墙体的厚度及材料作法。暖沟较深时应验算强度。
(3)洞口大于400时应加过梁,暖沟应加通气孔。
(4)基础埋深较浅时暖沟入口底及基础留洞有可能比基础还低,此时基础应局部降低。
(5)湿陷性黄土地区或膨胀土地区暖沟做法不同于一般地区。应按湿陷性黄土地区或膨胀土地区的特殊要求设计。
(6)暖沟一般做成1200宽,1000的在维修时偏小。
5 楼梯详图:
(1)应注意:梯梁至下面的梯板高度是否够(楼梯平台的结构下缘至人行通道的垂直高度不应低于20m),以免碰头,尤其是建筑入口处。 楼梯平台净宽不得小于楼梯梯段净宽,且不应小于12m。
(2)踏步高度不宜大于02m,以免易摔跤
(3)两倍的踏步高度加踏步宽度约等于600。幼儿园楼梯踏步宜120高。
(4)楼梯折板、折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,折梁还应加附加箍筋
(5)楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同,注意楼梯板标高与楼面板的衔接。
(6)楼梯梯段板计算方法:当休息平台板厚为80~100,梯段板厚100~130,梯段板跨度小于4米时,应采用1/10的计算系数,并上下配筋相同;当休息平台板厚为80~100,梯段板厚160~200,梯段板跨度约6米左右时,应采用1/8的计算系数,板上配筋可取跨中的1/3~1/4,并且不得过大。此两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通,并应与梯段板的配筋相应。梯段板板厚一般取 1/25~1/30跨度。
(7)注意当板式楼梯跨度大于5米时,挠度不容易满足。应注明加大反拱或增大配筋。
(8)当休息平台板为悬挑板时,其内部的楼梯梯段板负筋应大于休息平台板的板上筋,长度也应大于平台板筋。
(9)楼层处的休息平台板的配筋应与楼层板统一考虑配筋,主要是板的负筋。
6梁详图:
(1)梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋,宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点,有次梁处两侧各加三根主梁箍筋,荷载较大处详施工图。
(2)当外部梁跨度相差不大时,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时,宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽,并宜小于1/3柱宽。
(3)折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,还应加附加箍筋
(4)梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。(此条是从弹性计算角度出发)。当采用现浇板时,抗扭问题并不严重。
(5)原则上梁纵筋宜小直径小间距,有利于抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁,上、下部纵筋均应采用同直径的,尽量不在支座搭接。
(6)端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁,梁端支座可按简支考虑,但梁端箍筋应加密。
(7)考虑抗扭的梁,纵筋间距不应大于300和梁宽,即要求加腰筋,并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。
(8)反梁的板吊在梁底下,板荷载宜由箍筋承受,或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。
(9)挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。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,难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。对于大挑梁,梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。
(10)梁上开洞时,不但要计算洞口加筋,更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。
(11)梁净高大于500时,宜加腰筋,间距200,否则易出现垂直裂缝。
(12)挑梁出挑长度小于梁高时,应按牛腿计算或按深梁构造配筋。
(13)尽量避免长高比小于4的短梁,采用时箍筋应全梁加密,梁上筋通长,梁纵筋不宜过大。
(14)扁梁宽度不必过大,只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时,梁宽对刚度影响不大,加宽一倍,挠度减小20%左右。相对来讲,增大钢筋更经济,钢筋加大一倍,挠度减小60%左右,同时梁的上筋应大部分通长布置,以减小混凝土徐变对挠度的增大,如果上筋不小于下筋,挠度减小 20%。
(15)框架梁高取1/10~1/15跨度,扁梁宽可取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。
(16)当一宽框架梁托两排间距较小的柱时,可加一刚性挑梁,两个柱支承在刚性挑梁的端头。
(17)梁宽大于350时,应采用四肢箍。
7 柱详图:
(1)地上为圆柱时,地下部分应改为方柱,方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍,并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。
(2)原则上柱的纵筋宜大直径大间距,但间距不宜大于200。
(3)柱内埋管,由于梁的纵筋锚入柱内,一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时,可不必验算。柱内不得穿暖气管。
(4)柱断面不宜小于450X450,混凝土不宜小于C25,否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足045La的要求,不满足时应加横筋。异型柱结构,梁纵筋一排根数不宜过多,柱端部纵筋不宜过密,否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时,应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
(5)柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制,减小断面尺寸。
(6)尽量避免短柱,短柱箍筋应全高加密,短柱纵筋不宜过大。
(7)考虑到竖向地震作用,柱子的轴压比及配筋宜留有余地。
(8)独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时,挑梁长度应有限制。
在用PKPM软件计算梁柱时,应尽量采用TAT或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲,第一,计算结果更接近实际受力状态,如地震力或风力是按抗侧移刚度分配,而不是按框架的楼面从属面积,还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形,内力重分布,从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。第二,快速方便,三维软件整体计算,不必生成单榀框架,再人工归并,可整楼归并。第三,TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算,由于 PKPM软件计算梁时仅按矩形计算,而井式梁的断面较小,有可能超筋,此时可取出弯距再按T型梁补充计算,不必直接加大梁高。在绘制施工图时,较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接,造价相差不大,但机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意,但一次截断的钢筋不大于50%,接头位置应错开 70d。
8 重点注意或设计原则:
(1)抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
(2)雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。
(3)框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。
(4)由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。
(5)出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。
(6)框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其它地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利。
(7)建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如:增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。
(8)柱子轴压比宜满足规范要求。
(9)当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。
(10)过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。
(11)电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
(12)构件不得向电梯井内伸出, 否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱。
(13)验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。
(14)当地下水位很高时,暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时,混凝土应抗渗,等级S6或S8,混凝土等级应大于等于C25,混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法,一般加金属止水片,较薄的混凝土墙做企口较难。
(15)采用扁梁时,应注意验算变形。
(16)突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内,并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。
(17)等基底附加压力时基础沉降并不同。
(18)应避免将大梁穿过较大房间,在住宅中严禁梁穿房间。
(19)当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚,并双层配筋。
(20)较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。
(21)挑梁、板的上部筋,伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时,因钢筋上部均为保护层,应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。
9常用轻隔墙(加气块或陶粒)自重(含双面抹灰):150墙:166,200墙:198,250墙:230,300墙:262 KN/M2。泰柏板:110 KN/M2。
10关于降水问题:当有地下水时,应在图纸上注明采取降水措施,并采取措施防止周围建筑及构筑物因降水不能正常使用(开裂及下沉),及何时才能停止降水(通过抗浮计算决定)。
11 进行框架结构设计时,设计人员还应掌握如下设计规范:建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法,设计出经济合理的结构体系。
12 关于绘图:
(1)一般钢筋粗线宽度为45, 距边界线1,圆点直径为6。
(2)应注意墙身剖面、连梁剖面、墙出挑梁的水平筋位置。
(3)注意一、二级钢是否加弯钩,二级钢的断点一般不加45度直钩,除非不能表达清楚。
(4)字高应为25,35,5,7,10,14, 高宽比:08。在图面中,一般英文字高取25或35, 汉字取35或5,在说明处多用7。当多个数字一样时,个数在前,如11X280=3080。
首先结构计算的时候这里肯定是按700算的,结构如果没有特别说明这里变截面,请勿改变截面。你要看如果这个梁标高不降,是否影响建筑。如果影响,那就做成折梁或联系设计复核400高是否安全。
一)导荷方式相同 这两种输入方式形成的次梁均可将楼板划分成双向或单向板,以双向或单向板的方式进行导荷。 (二)空间作用不同 ⑴次梁按次梁输时,输入的次粱仅仅将其上所分配的荷载传递到主梁上,次梁本身的刚度不代入空间计算中,即对结构的刚度、周期、位移等均不产生影响。 ⑵次梁按主梁输时,输入的次梁本身的刚度参与到空间计算中,即对结构的刚度、周期、位移等均会产生影响。 (三)内力计算不同 ⑴次梁按次梁输时,次梁的内力按连续梁方式一次性计算完成,主梁是次梁的支座。 ⑵次梁按主梁输时,程序不分主次梁,所有梁均为主梁。梁的内力计算按照空间交叉梁系方式进行分配。即根据节点的变形协调条件和各梁线刚度的大小进行计算。主梁和次梁之间没有严格的支座关系。 (四)工程实例 ⑴本工程实例主要用于说明为什么有些悬挑梁在计算时没有按悬挑梁计算? 该工程局部悬挑梁的布置如图1所示(图略,图1显示的局部悬挑梁布置是平行的三道梁,上下两道为框架梁,中间为支承在另一方向上的框架梁上的连续梁,均有挑梁)。 ⑵计算结果 如上图所示,从主框架梁中间悬挑出去的梁端负筋明显小于从柱悬挑出去的梁端负筋。 以下是这两种梁的内力计算结果: 表1 图中中间悬挑梁内力值 截面号/I/1/2/3/4/5/6/7/J/ -M/-610/-522/-439/-363/-298/-243/-196/-156/-124/ Top Ast/652/652/652/652/652/652/652/652/652/ +M/00/08/15/19/21/19/15/08/00/ Btm Ast/652/652/652/652/652/652/652/652/652/ Shear/400/382/356/322/279/237/202/176/159/ Asv/614/614/614/614/614/614/614/614/614/ --------------------------------- 表2 图中下部悬挑梁内力值 截面号/I/1/2/3/4/5/6/7/J/ -M/-610/-522/-439/-363/-298/-243/-196/-156/-124/ Top Ast/652/652/652/652/652/652/652/652/652/ +M/00/08/15/19/21/19/15/08/00/ Btm Ast/652/652/652/652/652/652/652/652/652/ Shear/400/382/356/322/279/237/202/176/159/ Asv/614/614/614/614/614/614/614/614/614/ --------------------------------- ⑶内力分析 通过梁的内力文件可以看出,从主框架梁中间悬挑出去的梁端负弯矩明显小于从柱悬挑出去的梁端负弯矩。 这主要是因为当这两种悬桃梁都按主梁输时,梁的内力计算按照空间交叉梁系方式进行计算。由于柱的线刚度大,变形小,因此对悬挑梁的约束能力强,则相应的梁端负弯矩大。而主框架梁的平面外抗扭刚度小,变形大,因此对悬桃梁的约束能力低,则相应的梁端负弯矩就小。 第十四章 不规则结构方案调整的几种主要方法 (一)工程算例1 ⑴工程概况:某工程为一幢高层住宅建筑,纯剪力墙结构,结构外形呈对称Y形。一层地下室,地上共23层,层高28m。工程按 8度抗震烈度设防,地震基本加速度为02g,建筑抗震等级为二级,计算中考虑偶然偏心的影响。其结构平面图如图1所示。(图略) ⑵这个工程的主要特点是: ①每一个楼层沿Y向对称。 ②结构的角部布置了一定数量的角窗。 ③结构平面沿Y向凹进的尺寸102m,Y向投影方向总尺寸为223m。开口率达45%,大于相应投影方向总尺寸的30%,属于平面布置不规则结构,对结构抗震性能不利。 ⑶本工程在初步设计时,结构外墙取250厚,内墙取200厚。经试算结果如下: 结构周期: T1=14995s,平动系数:021(X),扭转系数:079 T2=10954s,平动系数:079(X),扭转系数:021 T3=10768s,平动系数:100(Y),扭转系数:000 周期比:T1/T2=137, T1/T3=139 最大层间位移比:154 最大值层间位移角:1/1163 ⑷通过对上述计算结果的分析可以看出,该结构不仅周期比大于规范规定的09限值,而且在偶然偏心作用下的最大层间位移比也超过15的最高限值。 经过分析我们得知,之所以产生这样的结果,主要是由于结构的抗扭转能力太差引起的。 ⑸为了有效地提高结构的抗扭转能力,经与建筑协商,在该结构的深开口处前端每隔3层布置两道高lm的拉梁,拉梁间布置200mm厚的连接板(如图2所示)。(图略) 经过上述调整后,计算结果如下: T1=13383s,平动系数:022(X),扭转系数:078 T2=10775s,平动系数:078(X),扭转系数:022 T3=10488s,平动系数:100(Y),扭转系数:000 周期比:T1/T2=124,T1/T3=128 最大层间位移比:148 最大值层间位移角:1/1250 ⑹从上述结果中可以看出,由于设置了拉梁和连续板,使结构的整体性有所提高,抗扭转能力得到了一定的改善。结构的周期比和位移比有所降低,但仍不满足要求。 经过分析得知,一方面,必须进一步提高结构的抗扭转能力以控制周期比;另一方面,结构的最大位移值出现在角窗部位,因此,控制最大位移值就成为改善位移比的关键。 为此,对本工程采取如下措施: ①尽量加大周边混凝土构件的刚度。具体做法是将结构外围剪力墙厚增加到300以提高抗扭转的能力。 ②将转角窗处的折梁按反梁设计,其断面尺寸由原来的200×310改为350×1000,从而控制其最大位移。 ③将外墙洞口高度由2490mm降为2000mm,以增大周边构件连梁的刚度。 ④加大结构内部剪力墙洞口的宽度和高度,以降低结构内部的刚度。 经过上述调整后,计算结果如下: T1=10250s,平动系数:100(X),扭转系数:000 T2=09963s,平动系数:100(Y),扭转系数:000 T3=08820s,平动系数:000, 扭转系数:100 周期比:T3/T1=086;T3/T2=088 最大层间位移比:129 最大值层间位移角:1/1566 该工程最大层间位移比为129,根据《复杂高层建筑结构设计》建议的表723(如下表所示)可知,本工程在小震下最大水平层间位移角限值为1/1240,满足要求。 表723 扭转变形指标 ξ=Umax/U/12/13/14/15/16/17/18/ 中震下最大水平层间位移角限值/28/226/181/14/105/074/ 小震下最大水平层间位移角限值/1/1/124/1/155/1/2/1/267/1/378/1/6 --------------------------------- ⑺通过上述调整后,可以看出结构的整体抗扭转能力得到了很大的提高,周期比和位移比都能满足规范要求,设计合理。 ⑻对于角窗结构,宜在角窗处的楼板内设置暗梁等措施以提高结构端部的整体性。 (二)工程算例2 ⑴工程概况:某超高层商办楼,主楼41层,结构高度1843m。地下室共5层,深195m,结构体系为钢筋混凝土筒体和框架组成的钢-混结构体系,框架由钢骨混凝土柱和钢柱组成。本工程按7度抗震烈度设防,建筑抗震等级按二级,因工程平面复杂,构造措施按提高一级。其结构平面图如图1所示。(图略,该结构总长35m,总宽42m,结构右上角和左下角均缺少14X168m的部分结构) ⑵工程特点:本工程筒体刚度较大,但延性较差,结构初算侧移很小,但平扭周期偏大,在地震作用下质心与其他角点以及边缘点的位移比亦不满足要求。究其原因,因筒体偏离整个平面较大,中部连接板带尺寸过小。 ⑶调整方法 ①剪力墙核心筒开计算洞以降低刚度; ②结构角部加水平隅撑以加强结构边缘节点的约束; ③薄弱层楼板加厚以提高楼板刚度,增加结构水平的协调能力。 ④筒体内主要角部暗埋了竖向H型钢,在周边连梁内暗埋H型钢,以提高筒体的延性。 ⑷计算结果 结构自振周期计算结果如下表所示: ModeNo Period Angle Movement Torsion 1 48103 1453 093 007 2 38697 9738 085 015 3 31442 1366 023 077 周期比:T3/T1=0653:T3/T2=0813; 地震作用下的位移比均小于140。 地震作用下的最大层间相对位移:X向为1/1220,Y向为1/1328。 第十五章 用SATWE软件计算井字梁结构,为什么其计算结果与查井字梁结构计算表相差很大? (一)、计算假定不同 查表法假定梁瑞无论是固接还是铰接,均没有竖向位移。而SATWE软件采用空间交叉 梁系计算井字架结构,梁端位移的大小取决于结构的刚度。 (二)计算假定不同的结果 正是由于计算假定的不同,采用SATWE软件计算,当梁瑞为主框架梁时,由于框架梁刚度较小,位移较大,从而使内力按照节点位移进行分配,则其计算结果与查表法相差较大: 当梁端为剪力墙等竖向刚度较大的构件时,该节点的竖向位移很小,基本为0,则其计算结果与查表法相近。 (三)工程算例 现以梁端铰接为例,介绍一下在恒载标准值作用下两种方式的计算过程。 该工程算例并字梁间距为3m×3m,面荷载为5kn/m2。在采用SATWE软件计算时,将面荷载转化为作用在节点上的集中荷载,以便使荷载输入方式与《建筑结构静力计算手册》的简化方式一样。 同时将SATWE软件中混凝土容重改为0,这样可以不计梁自重。以边梁为例,当梁端为主框架架时,该梁的跨中最大弯矩为 1949kn-m;当梁瑞为剪力墙时,该梁的跨中最大弯矩为1356kn-m。查《建筑结构静力计算手册》得该梁的跨中最大弯矩为: M=10641×5×3×3×3=14365kn-m [(14365-1356)/14365]×100%=56% 由此可以看出,只要计算假定和各种计算条件相同,空间计算法和查表祛二者之间的计算误差是很小的。 (四)砖混结构,井字梁楼盖,如何计算? 目前的SAWE和TAT软件都不能计算砖墙,因此对于这种结构形式只能进行简化计算。 由上述分析可知,井字梁内力的大小与梁端构件的相对竖向刚度有关。这种结构形式梁端一般均铰接在砖墙上。我们在简化时可以将砖墙简化为混凝土墙,但要注意相对竖向刚度的正确性。比如某结构井字梁周边砖墙墙厚有370或240,则在将砖墙简化为混凝土墙时也应在相应位置布置墙厚为370或240的混凝土剪力墙。 第十六章 JCCAD软件应用中的主要问题 (一)地质资料的输入 ⑴±0相对于绝对标高是什么意思? ±0相对于绝对标高指大地坐标,设计人员只要根据地质勘探报告给出的大地坐标直接输入即可。 ⑵孔点标高怎么输? 与上±0相对于绝对标高一样,可直接输入大地坐标,程序会根据设计人员输入的坐标值自动判断孔口高度。 ⑶孔点坐标的单位是什么? 孔点坐标的单位是米,不是毫米。 (二)荷载的输入 ⑴“一层上部结构荷载作用点标高”是什么意思? 该参数主要是用于求出基底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用。在填写该参数时,应输入PMCAD中确定的柱底标高,即柱根部的位置。 注意:该参数只对柱下独基和桩承台基础有影响,对其他基础没有影响。 ⑵自动计算覆土重对什么基础起作用? “自动计算覆土重”主要是指自动计算基础和基础以上回填土的平均重度,主要用于独基和条形基础的计算,对筏板基础没有影响。 ⑶筏板上覆土重如何输入? 筏板上覆土重在“筏板荷载”中输入(如下图所示,图略) ⑷读取荷载时需要将所有荷载都选上吗?如果都选上会怎么样? 读取荷载时不需要将所有荷载都选上。如果都选上,则只有独基和墙下条基会在计算时考虑所有组合并选最不利进行设计,其他基础只认一种软件传下来的荷载。 ⑸什么叫当前组合? 屏幕上当前所显示的组合值就叫当前组合。 ⑹当前组合是控制工况吗? 当前组合仅表示当前屏幕上所显示的值。并不是说基础的最终控制组合就一定是它。 ⑺什么叫目标组合? 某一最大内力所对应的组合值,比如最大轴力或最大弯矩下所对应的组合值。 ⑻目标组合能作为基础设计依据吗? 目标组合并不一定是最不利组合,比如最大轴力下所对应的组合值其弯矩值有可能很小,不一定是控制工况,所以目标组合不能作为基础设计依据。 ⑼标准组合与基本组合程序能够自动识别吗? 程序能够按照规范的要求自动识别标准组合与基本组合。 (三)筏板基础的输入 ⑴不等高筏板基础如何布置?(有张图,无说明,图略) ⑵不等厚筏板基础如何布置?(有张图,无说明,图略) ⑶程序在计算柱下筏板时,可以加柱墩吗? 可以加柱墩。设计人员在“基础人机交互”中“上部构件”中定义柱墩。 ⑷“第一块地基板上没有布置覆土荷载和板面设计荷载,如需要请在筏板布置中输入”请问是什么意思?我已经读取了SATWE荷载,为什么还有这个提示? 这主要是因为设计人员没有布置“筏板荷载”所致,只要布置了“筏板荷载”,该提示会自动消失。 (四)弹性地基梁基础 ⑴弹性地基梁基础,墙下一定要布粱吗 一般而言,弹性地基梁基础,墙下都要布梁,如果没有布梁,也应该点一下“墙下布梁”菜单,这样程序将自动生成一个与墙同宽、梁高等于板厚的混凝土梁。如果不布置梁,也应该布置板带。 布置梁或板带的主要目的是: ①正确读取上部荷载; ②为筏板寻找正确的支撑点。 注意:a)在布置板带时,对于抽柱位置不应布置板带,否则易将板带布置在跨中位置。 b)点取“墙下布梁”选项时,必须首先布置筏板。 ⑵弹性地基梁基础,梁的翼缘宽度如何定义? ①梁的翼缘宽度在初次定义时要根据上部结构竖向荷载的比例关系来定。比如某工程边跨竖向荷载总值是中间跨竖向荷载总值的一半,那么在定义梁的翼缘宽度时就取边跨为1米,中间跨为2米。 ②在退出“基础人机交互”时程序给出提示:“预期承载力与反力之比”,此时输入预期值,比如12,则程序会自动根据预期值和翼线宽度的比例关系,对基础宽度进行调整。 ③弹性地基梁基础,在退出基础人机交互时会显示9~10组荷载,这些荷载分别代表什么意思?是标准组合还是基本组合? 这些荷载是标准组合,它的含义在程序所显示的荷载图中都有明确的说明。 《PKPM软件在应用中的问题解析》讲义(4) 第十七章 基础的计算 (一)联合基础的计算 ⑴双柱联合基础的偏心计算:程序在进行双柱联合基础的设计时,并没有考虑由于两根柱子上部荷载不一致而产生的偏心的情况。因此算出的基础底面积是对称布置的。这种计算方法对于两根柱子挨得很近,比如变形缝处观柱基础计算几乎没什么影响,但对于两根柱子挨得稍微远一些的基础,则会有一定误差。此时需要设计人员人为计算出偏心值,在独基布置中将该值输入过去。然后再重新点取“自动生成”选项,程序可以根据设计人员输入的偏心值重新计算联合基础。 ⑵双梁基础的计算:建议直接在双轴线上布置两根肋梁,然后再在梁下布置局部筏板。 (二)砖混结构构造柱基础的计算 砖混结构一般都做墙下条形基础,构造柱下一般不单独做独立基础。有的时候设计人员会发现JCCAD软件在构造柱下生成了独立基础。这主要是因为读取了PM恒十活所致。这种荷载组合方式没有将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上。 设计人员可以在荷载编辑中删除构造柱上的集中荷载,并在附加荷载中在周边的墙上相应增加线荷载值。或者设计人员也可以直接读取砖混荷载,因为砖混荷载自动将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上了。 (三)浅基础的最小配筋率如何计算 浅基础如墙下条基等,在对基础底板配筋时是否该考虑最小配筋率,目前在工程界还有争议。《基础设计规范》中没有规定柱下独基底板的最小配筋率,而《混凝土规范》对于混凝土结构均有最小配筋率的要求。目前JCCAD软件对于独立柱基没有按最小配筋率计算,对于墙下条基缺省情况下按照015%控制,设计人员可以根据需要自行调整。 (四)基础重心校核 ⑴“筏板重心校核”中的荷载值为什么与“基础人机交互”退出时显示的值不一样? 产生此种情况的原因主要有以下两种: ①对于梁板式基础,由于有些轴线上没有布置梁或板带,造成荷载导算时没有分配到梁或板带上,从而使两种方式所产生的重心校核值不一致。 ②地下水的影响:“筏板重心校核”中的荷载值没有考虑地下水的影响,而“基础人机交互”退出时显示的值考虑了地下水的影响。 ⑵对于带裙房的主体结构,筏板重心校核该如何计算? 对于带裙房的主体结构,“筏板重心校校”主体应该与裙房分开计算,而且主要是验算主体结构的重心校核。 (五)弹性地基梁结构5种计算模式的选择 弹性地基梁结构在进行计算时,程序给出了5种计算模式,现对这5种模式的计算和选择进行一些简单介绍。 ⑴按普通弹性地基梁计算:这种计算方法不考虑上部刚度的影响,绝大多数工程都可以采用此种方法,只有当该方法时基础设计不下来时才考虑其他方法。 ⑵按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算:该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此,只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀,并且用模式1算不下来时方可采用,一般情况可不用选它。 ⑶按上部结构为刚性的弹性地基梁计算:模式3与模式2的计算原理实际上最一样的,只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍。采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩,只有局部弯矩。其计算结果类似传统的倒楼盖法。 该模式主要用于上部结构刚度很大的结构,比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构等。 ⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算:从理论上讲,这种方法最理想,因为它考虑的上部结构的刚度最真实,但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙的结构,由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常,尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件,其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上,因此传到基础的刚度就更有可能异常。所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。 另外,设计人员在采用《JCCAD用户手册及技术条件》附录C中推荐的基床反力系数K时,该值已经包含上部刚度了,所以没有必要再考虑一次。 ⑸按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算:模式5是传统的倒楼盖模型,地基梁的内力计算考虑了剪切变形。该计算结果明显不同与上述四种计算模式,因此一般没有特殊需要不推荐使用。 (六)桩筏筏板有限元计算筏板基础时,倒楼盖模型和弹位地基梁模型计算结果差异很大,为什么? 这主要是因为二者的性质是截然不同的: ⑴弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定,地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响,而倒楼盖模型中的梁只是普通钢筋混凝土粱,其内力的大小只与核板传递给它的荷载有关,而与地基土弹簧刚度无关。 ⑵由于模型的不同,实际梁受到的反力也不同,弹性地基梁板模型支座反力大,跨中反力小。而倒楼盖模型中的反力只是均布线载。 ⑶弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响,而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板,不受整体弯曲变形的影响。 ⑷由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板,因此各点的反力均相同,由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡,而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。 (七)为什么同一个梁式筏板基础,采用梁元法计算和采用板元法计算二者之间会相差较大? 工程实例:某工程采用梁式筏板基础,基础布置如图 1所示(图略),基床反力系数均取20000Kn/m3,计算结果如图2所示:(图略) 通过图2所示的结果可知,两种计算模式所产生的计算结果存在一定的差异。这主要是由于两种计算模型的假定不同。这二者之间的差异主要表现在: ⑴梁元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算是按照带翼缘的T形梁计算的,梁翼缘宽度确定的原则是按各房间面积除以周长,将其加到梁一侧,另一侧再由那边相应的房间确定,最后两侧宽度叠加得到梁的总翼缘宽度。 ⑵板元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算仅按照矩形梁计算,没有按照T形梁计算。 ⑶梁元法计算筏板时,板仅仅是按四边嵌固的楼盖方式计算它的内力和配筋,不考虑板与梁整体弯曲的作用。 ⑷板元法计算筏板时,采用有限元的方法对楼板进行内力计算,能够考虑板与梁整体弯曲 作用的影响。 (八)基础沉降计算时,为什么会出现沉降计算值为0? 这主要是因为基础埋置太深,基底附加应力为0,甚至于负数所致。 (九)基床反力系数K值的计算 ⑴基床反力系数K值的物理意义:单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力。 ⑵基床反力系数K值的计算方法: ①静载实验法:(有一张压力-沉降曲线图,图略) 计算公式:K=(P2-P1)/(S2-S1) 其中,P2. P1——分别为基底的接触压力和士自重压力, S2、S1——分别为相应于P2. P1的稳定沉降量。 ②经验值法:JCCAD说明书附录二中建议的K值。 (十)单桩刚度的计算 ⑴竖向刚度: ①根据《桩基规范》附录B确定: ρNN=1/(ξNh/EA+1/C0A0) ②根据静载试验Q-S曲线计算: ρNN=ξ×Qa/Sa ⑵弯曲刚度: 根据《桩基规范》附录B中表B-3提供的弯曲刚度公式 K=[αEI(A2B2-A1B2)]/(A2C1-A1C2) 式中,α--桩的水平变形系数(按《桩基规范》第5451条计算) A1、B1、C1、A2、B2、C2等分别为函数影响值,详见附录B中表B-6。 http://bbsbuildbbscom/showtopic-8564-2aspx
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