淺談建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

1、<p>　　淺談建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題</p><p>　　【摘要】本文對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析、板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋、保護(hù)層和墊層厚度等等幾方面簡(jiǎn)要總結(jié)了一些在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程要注意的問(wèn)題。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；計(jì)算分析 </p><p>　　1、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p>　　

2、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過(guò)程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段所出現(xiàn)的問(wèn)題有可能更加嚴(yán)重甚至造成無(wú)法估量的損失。 </p><p>　　由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地

3、方標(biāo)準(zhǔn)，地方性的“建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析 </p><p>　　在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段，如何準(zhǔn)確、高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定

4、工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相應(yīng)地對(duì)這一階段比較常見(jiàn)的問(wèn)題有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。 </p><p>　　（1）結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT 、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)

5、構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的、哪個(gè)又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作，否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。 </p><p>　　（2）是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對(duì)自振周期的影響。該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有

6、提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測(cè)周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。 </p><p>　?。?）振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加了振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范中并未提出振型參與系數(shù)的概念，或在設(shè)計(jì)過(guò)程中即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。 <

7、;/p><p>　　（4）多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開(kāi)計(jì)算。一段時(shí)間以來(lái)，大底盤(pán)、多塔樓的建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計(jì)算分析該類型建筑時(shí)，是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔樓進(jìn)行計(jì)算，還是將結(jié)構(gòu)人為地分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問(wèn)題。如果各塔樓間剛度相差較大，就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求，但是仍然有可能對(duì)某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差較大，從而使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患。 </p><

8、p>　　3、關(guān)于板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋 </p><p>　　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002第1O.1.9條規(guī)定在溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距宜取為150～200mm，并應(yīng)在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋，板的上下表面沿縱橫兩個(gè)方向的配筋率均不宜小于0.1%。對(duì)于這一條設(shè)計(jì)人員的理解經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生出入，什么區(qū)域?qū)儆跍囟取⑹湛s應(yīng)力較大的區(qū)域？筆者認(rèn)為對(duì)于規(guī)則、長(zhǎng)度不大的建筑物我們可以在各

9、樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋，而對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，則建議在超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)向均設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異，功能重要的區(qū)域設(shè)置，有條件的建設(shè)子項(xiàng)設(shè)置，而不必過(guò)于強(qiáng)調(diào)。另外有一點(diǎn)，當(dāng)?shù)叵率曳ぐ搴穸却笥?200mm時(shí)，筆者建議在筏板中間配置溫度收縮應(yīng)力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產(chǎn)生的收縮及溫度應(yīng)力，配筋量筆者建議取1/2筏板厚的O.1% ，且不小于ф12@200。 </p><p>　　4、關(guān)于梁上起柱是否設(shè)置

10、附加鋼筋 </p><p>　　某些工程，設(shè)計(jì)者在梁上起柱及次梁放在主梁上面的情況下都設(shè)置梁中附加橫向鋼筋，甚至在彈性粱基礎(chǔ)中柱下梁內(nèi)亦設(shè)置附加橫向鋼筋，筆者認(rèn)為這完全沒(méi)有必要，雖然這是偏于安全的一種做法，但如果計(jì)算不需要?jiǎng)t是浪費(fèi)了。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500010-2002）第10.2.13條規(guī)定，位于梁高度范圍內(nèi)或梁下部的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋（箍筋、吊筋）承擔(dān)，附加橫向鋼筋宜采用箍筋。因此，

11、次梁放在主梁上面及梁上起柱，主梁是不必設(shè)置附加橫向鋼筋的，《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》就是如此的。但還是有相當(dāng)多的設(shè)計(jì)人員認(rèn)為梁上起柱應(yīng)設(shè)置橫向鋼筋，其理由是柱軸力（集中荷載）會(huì)通過(guò)柱中的縱向鋼筋傳到梁截面，這就不對(duì)了，柱軸力是由柱截面的混凝土傳到梁的上表面，而不是由柱內(nèi)鋼筋傳遞的。 </p><p>　　5、關(guān)于保護(hù)層和墊層厚度 </p><p>　　《地下工程

12、防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）對(duì)防水混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定：結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250mm；裂縫寬度不得大于O.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。防水混凝土結(jié)構(gòu)底板混凝土墊層強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C15，厚度不小于100mm，在軟弱土層中不應(yīng)小于15Omm。工程實(shí)踐表明結(jié)構(gòu)厚度或迎水面鋼筋保護(hù)層厚度小于規(guī)范限值常常是引起滲漏水現(xiàn)象的主要原因，因此規(guī)范修訂以后對(duì)限值作了相應(yīng)的提高，應(yīng)引起注意。 </p>&

13、lt;p>　　地下室頂板鋼筋應(yīng)加強(qiáng)，混凝土墊層厚度、強(qiáng)度等級(jí)和保護(hù)層厚度應(yīng)按規(guī)范加注（GB50108-2001第4.1.5和4.1.6條）。否則就會(huì)產(chǎn)生如下類似問(wèn)題：地下室外墻、底板等迎水面保護(hù)層厚40mm，底板與土接觸處鋼筋保護(hù)層厚35mm，不符合GB50108-2001第4.1.6條；柱保護(hù)層25mm，違反GB50010-2002第9.2.1條；地下室墊層采用C10混凝土，或底板下未做混凝土墊層，違反GB50108-2001第

14、4. 1.5條；未見(jiàn)地下混凝土構(gòu)件環(huán)境類別劃分與對(duì)應(yīng)的鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度，不符合 </p><p>　　GB50010-2002第9.2.1條等。 </p><p>　　6、關(guān)于強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念 </p><p>　　強(qiáng)柱弱梁的概念主要是針對(duì)小震不壞，中震可修，大震不倒的抗震設(shè)防目標(biāo)而提出的。如果柱破壞了建筑物整個(gè)都會(huì)倒塌，而梁破壞則僅是某個(gè)區(qū)域失效，因此柱

15、較之梁破壞的損害更大，當(dāng)前我們的經(jīng)濟(jì)已高速發(fā)展，我們?cè)O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中一定要將這一概念設(shè)計(jì)貫徹下去。其一必須嚴(yán)格控制柱軸壓比，我們目前的計(jì)算均是基于小震下進(jìn)行的，如果小震下柱子軸壓比過(guò)高，則大震下地震力將對(duì)邊柱產(chǎn)生一個(gè)巨大的附加軸力（有文章研究表明約增加3O%），然而柱子根本不可能有這么大安全儲(chǔ)備，在大震下即會(huì)破壞，那又何談大震不倒呢？筆者認(rèn)為軸壓比在任何情況下均不宜超過(guò)0.9% ，且我們對(duì)柱斷面及配筋設(shè)置時(shí)應(yīng)分部位處理，建議邊柱，角柱應(yīng)

16、適當(dāng)加強(qiáng)，特別是角柱，建議全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%。所有框架柱，不包括小截面柱，筆者建議縱筋直徑均應(yīng)大于2Omm，且柱筋品種不宜過(guò)多，矩形截面柱盡可能對(duì)稱配筋。而對(duì)梁配筋筆者則建議應(yīng)配足梁中部鋼筋，而支座鋼筋則可通過(guò)調(diào)幅讓其適當(dāng)減少，以使地震作用下能形成梁鉸機(jī)制，防止柱筋先于梁筋屈服，使梁端能首先產(chǎn)生塑性鉸，保證柱端的實(shí)際受彎承載力大于梁端的實(shí)際受彎承載力。 </p><p>　　以上幾點(diǎn)是對(duì)設(shè)計(jì)中經(jīng)常