本文結合工程實例主要通過某工程建筑結構設計就建筑結構設計的程序及結構設計中常見問題提出自己的一些看法與分析。 　　1.工程概況 　　某工程是一座集商業(yè)、辦公、培訓中心于一體的綜合性高層建筑。由三層裙房及主樓組成，建筑物總長為44.3m，總寬為37.1m，建筑面積為16900m2。
　　2.基礎設計
　　2.1工程地質及基礎選型
　　本工程所處場地地勢較平坦，根據工程地質勘察所揭示的地質剖面為素填土（層厚1.30―5.20）、粉質粘土（層厚4.30一5.50）、粉砂（層厚1.20―10.10）、圓礫卵石（層厚0.6―3.6）、粉砂巖殘積砂質粉土（層厚1.30―10.30）、強風化粉砂巖A段（層厚1.20―31.10）、強風化粉砂巖B段（未揭穿）。本工程建筑物高度高、荷重大，沉降敏感，鑒于上述特點，填土、粉質粘土、粉砂承載力標準值低，天然地基難以滿足建筑物荷重和變形的要求，所以基礎須采用樁基。予制樁因圓礫卵石厚度不均，粒徑大小混雜，穿越該層困難；人工挖孔樁又因層透水性好，含水豐富，排水困難，且上部粉砂層易坍塌，不宜選用。因此設計中選擇泥漿護壁沖孔灌注樁，以承載力較高的強風化粉砂巖A、B段作為樁端持力層。
　　2.2樁基設計
　　本工程樁基采用樁徑 700、 800沖孔灌注樁，樁身砼強度等級為C25水下砼。根據《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94―94），樁基的豎向承載力設計值為：R=Qsk/rs+Qpk/rp，樁端進人持力層≥2D。
　　
　　樁基施工進行單樁靜載實驗3根，樁長38m，樁徑 700，最大加載值6350kN。測試依據標準：《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94―94）；采用慢速維持荷載法加載。在設計荷載（3800kN）下沉降量分別為7.92mm、6.25mm、9.30ram，在最大實驗荷載（6350kN）下沉降量分別為21.66mm、16.48mm、26.48mm。三根檢測樁的單樁豎向極限承載力均滿足設計要求。在樁的布置上力求使樁群承載力合力點與上部結構相應豎向永久荷載力作用點重合，另外，根據上部結構柱網較大及剪力墻集中荷載大的特點，為了保證上部荷載可靠傳遞給樁基，要求承臺梁（板）具有一定的剛度，以保證群樁共同作用，為此設計中筒體剪力墻下群樁采用了2.0m厚的承臺梁板。由于本工程的大部分附屬設施設置在地下室，考慮到各種管線、集水坑和水池等的設置，樁基承臺比車庫地坪下降了1.1m，承臺的底標高為一6.15m。
　　3.地下室設計
　　3.1地下室
　　地下室設計中考慮了平戰(zhàn)結合，按六級人防要求設計。外墻300厚，內墻200厚，非人防頂板180厚，人防頂板250厚，底板400厚。由于本工程地下水位較高，應對底板進行了抗裂驗算，使之滿足規(guī)范要求。外墻、底板采用剛柔兩道防水，s6鋼筋砼剛性自防水及地下室外側柔性卷材防水層。在汽車出入口及臨戰(zhàn)時鋼筋砼墻封堵處的構件接觸面處，均勻埋設鋼板，平時不封閉，待臨戰(zhàn)前焊接加固鐵件，能以最快速度作為封口施工達到六級人防設防要求。
　　3.2地下室圍護結構
　　本工程基坑開挖深度達到一5.15m以上，根據地質及周圍建筑情況，地下室圍護結構采用錨釘擋墻圍護，與通常的排樁加支撐梁圍護比較，在投資上節(jié)省了近35％，實施安全便捷、滿足施工要求，受到建設單位及施工單位的贊揚和肯定。
　　4.設計體會
　　4.1方案設計
　　結構設計在本階段的主要目標是確定建筑物整體結構的可行性，柱、墻、梁的布置及支承條件的合理性，以便建筑專業(yè)在此基礎上進一步深化，形成一個各專業(yè)都可行，且大體合理的建筑方案。本階段的主要工作內容：
　�。�1）結構選型：確定結構體系及結構材料。
　�。�2）結構分縫：根據建筑體型、地基狀況考慮是否分縫，盡可能做到伸縮縫、沉降縫、抗震縫三縫合一。在建筑體型復雜狀況下可單獨設抗震縫。
　�。�3）結構布置：柱、墻、樓面梁板的布置，確定構件支承和傳力關系。
　　（4）結構試算：結構試算以前，設計人員首先要根據規(guī)范的具體規(guī)定和軟件手冊對參數意義的描述以及工程的實際情況，對軟件初始參數和特殊構件進行正確設置。其中：振型組合數是軟件在做抗震計算時考慮振型的數量。該值取值太小不能正確反映模型應當考慮的振型數量，使計算結果失真；取值太大，不僅浪費時間，還可能使計算結果發(fā)生畸變。最大地震力作用方向是指地震沿著不同方向作用，結構反映的地震大小也各不相同，那么必然存在某個角度使得結構地震反應值最大的最不利地震作用方向。結構基本周期是計算風荷載的重要指標。這幾個參數關系到整體計算結果，必須首先確定其合理取值，才能保證后續(xù)計算結果的正確性。
　�。�5）確定整體結構的合理性：整體結構的科學性和合理性是規(guī)范特別強調的內容�？刂平Y構整體性的主要指標有：周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力之比、剛重比、剪重比等。其中：①周期比是控制結構扭轉效應的重要指標。它的目的是使抗側力的構件的平面布置更有效更合理，使結構不至出現過大的扭轉。②位移比（層問位移比）是控制結構平面不規(guī)則性的重要指標。③剛度比是控制結構豎向不規(guī)則的重要指標。④層問受剪承載力之比也是控制結構豎向不規(guī)則的重要指標。其限值應按《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》的有關規(guī)定執(zhí)行。⑤剛重比是結構剛度與重力荷載之比。它是控制結構整體穩(wěn)定性的重要因素，也是影響重力二階效的主要參數。該值如果不滿足要求，則可能引起結構失穩(wěn)倒塌。⑥剪重比是抗震設計中非常重要的參數。規(guī)范之所以規(guī)定剪重比，主要是因為長期作用下，地震影響系數下降較快，由此計算出來的水平地震作用下的結構效應可能太小。而對于長周期結構，地震動態(tài)作用下的地面加速度和位移可能對結構具有更大的破壞作用，但采用振型分解法時無法對此作出準確的計算。因此，出于安全考慮，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，則說明結構有可能出現比較明顯的薄弱部位，必須進行調整。
　　4.2施工圖設計
　　結構設計在本階段的主要目標是完成施工實施技術文件，保證設計圖紙的完整性、科學性及深度要求。本階段的主要工作內容：
　�。�1）結構計算。建筑及設備專業(yè)在初步設計基礎上往往有些修改，結構專業(yè)在該修改的基礎上再計算，最后確定各構件的截面尺寸；輸入合理的歸并系數、支座方式、鋼筋選筋庫等進行結構計算，如一次計算結果不滿意，要進行多次試算和調整。
　　（2）完成構件配筋。此階段的構件配筋必須具體化，并保證整項工程的設計處于同一標準中。生成施工圖以前，要認真輸入出圖參數，如梁柱鋼筋最小直徑、框架頂角處配筋方式、梁挑耳形式、柱縱筋搭接方式，箍筋形式，鋼筋放大系數等，考慮支座寬度對裂縫寬度的影響，以便生成符合需要的施工圖。
　　（3）施工圖生成以后，設計人員還應仔細驗證各特殊或薄弱部位構件的最小縱筋直徑、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密區(qū)長度、鋼筋搭接錨固長度、配筋方式等是否滿足規(guī)范規(guī)定的措施要求。
　�。�4）最后還應根據工程的實際情況，對配筋結果作合理性審核，如鋼筋排數、直徑、架構等，如不符合工程需要或不便于施工，還要做最后的調整計算
　　4.3關于結構設計中常見問題的分析
　�。�1）高層建筑在進行結構整體分析計算時必須考慮：由于考慮施工，使用等原因，所有工程（不論是否規(guī)則）均應考慮偶然偏心引起的地震扭轉效應和地震地面運動扭轉分量的影響；即高層建筑，均按單向地震扭轉藕聯(lián)加偶然偏心進行結構整體分析計算；對質量和剛度分布明顯不對稱的結構，應考慮雙向地震作用。
　�。�2）對樓層采用剛性樓板假定的選用：在結構計算中應采用符合實際情況的樓板剛度計算假定；當計算模型存在樓板開大洞、不連續(xù)、弱連接的情況，不符合剛性樓板假定時，應采用“彈性樓板假定”計算，同時地震作用應采用總剛分析方法計算，而計算結構的位移比時，則應選用“對所有樓層強制采用剛性樓板假定”進行補充計算。
　�。�3）有較小高差的樓板配筋：在計算有較小高差的樓板配筋時（高差≤300mm），對板在高差處的支座按簡支邊模型計算和配筋，本人認為這種情況不同于錯層樓板計算模型，建議設計可按無高差連續(xù)板簡化計算，高差處的兩邊板支座縱向受拉鋼筋可參照此計算結果配筋，設計也可根據高差和梁抗扭剛度等因素，對支座彎矩調幅0.8～0.9，同時加大相應跨中的彎矩。
　�。�4）地下室防水混凝土結構的結構厚度、保護層厚度等：1）結構厚度不應小于250mm；2）裂縫寬度不得大于0.20mm，并不得貫通；3）迎水面鋼筋的保護層厚度不應小于50mm．為滿足《地下工程防水技術規(guī)范》GB50108―2001中關于迎水面鋼筋的保護層厚度不應小于50mm的規(guī)定，可將地下室外墻的受力主筋布置在內側，保護層取50mm，分布鋼筋在外側，保護層取35mm，避免了受力鋼筋保護層偏薄的問題。
　　（5）連層柱的配筋：連層柱的配筋應按所用程序的要求給予放大（放大系數必須>1.05）。不能出現連層柱的下層柱與上層柱不同配筋，必須把連層柱作為“一根豎向力學桿件”看待，連層柱配筋必須連續(xù)。
　�。�6）弧形梁、板放射鋼筋的問距：在設計各種弧形梁、板時，要注意在轉彎處放射鋼筋間距對內弧邊和外弧邊是不同的，甚至相差很大。建議設計時按外弧邊計算和控制放射鋼筋間距。
　　
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