01  结构规则性判断

首先,结构设计师拿到建筑作业图(包含平面图、立面图、剖面图)之后,需要根据建筑高度(结构理解的建筑高度按《抗规》第6.1.1条要求)判断此建筑属于高层建筑还是多层建筑,判断标准见《高规》第2.1.1条。

如果是多层建筑,则需要根据《抗规》第3.4.2条针对其平面规则性、竖向规则性进行判断,倘若超限,需要与当地施工图审查单位沟通,有些地区需要组织召开专项抗震审查会。  

如果是高层建筑,超限条文主要可以参考《建质[2015]67号超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,倘若超限,需要上会论证,但准备超限报告的时间一般较长。对于常规住宅项目,开发商基本会要求建筑做适当的方案调整,规避超限审查。一般来说,这项工作在方案设计期间会由专业负责人解决。

02  结构布置

根据建筑使用要求、结构刚度以及荷载、抗震要求等条件,综合考虑后确定竖向构件、水平构件的布置。采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝(伸缩缝、沉降缝、防震缝)。当必须设置时,应符合《抗规》第6.1.4条,保证必要的缝宽,防止地震时发生碰撞导致破坏。   

03  绘制结构模板图

第一版的结构模板图需要与建筑平面图进行核对,如果有些梁柱墙布置与建筑功能冲突的话,需要沟通调整修改。可根据建筑立面确定好结构外围梁截面的高度,根据室内净高的要求确定好内部梁截面的高度。一般来说,住宅项目结构梁尽可能与填充墙同宽(半砖墙除外)。公建项目一般因为柱跨大,梁受力比较大,为了尽可能减少多排钢筋对梁有效高度的影响,将梁截面做宽是结构设计人员的首选做法。

04  恒活荷载的确定

本阶段工作流程由结构专业负责人把控。整个项目要有统一的标准,包括楼地面荷载,墙体荷载,各项功能的房间活荷载等等。但具体到梁上荷载,因为层高、开洞尺度不同等原因,梁上荷载要根据建筑具体情况分别计算。

05  导入模型

国内常用的结构设计软件,不管是PKPM还是YJK,对于模板图的识别这方面,现在做的都比较好,后期修改量也不会太大。建好一层模型之后,要先设置好本层信息,如果恒载不包括板厚的话,一定要勾选自动计算板重。每层模型建好、信息设置好之后再进行楼层组装。楼层组装的需要特别关注的点为建筑层高,因为结构楼面的标高与建筑是不一样的,所以要扣除建筑面层做法的厚度。

06  计算参数的选择

总体信息中主要关注的是嵌固端所在层号。恒活荷载加载方式一般新建工程取模型施工三;模拟施工加载一般项目取施工模拟三,该方法比较真实模拟竖向荷载的加载过程,其计算结果更符合实际工程,其他加载方案可以详细阅读软件手册的介绍。该参数为地震作用、风荷载计算时的X正向与结构整体坐标系下X轴的夹角,逆时针方向为正,单位为度。改变该参数时,地震作用和风荷载计算时的X正向都将发生改变,进而影响与坐标系方向有关的统计结果,如风荷载计算时的迎风面宽度、风荷载、地震作用计算时的层外力、层间剪力、层间位移、层刚度等指标。如果只想计算最不利方向地震作用,可在参数“斜交抗侧力构件附加方向角度”中增加相应角度来考虑。

梁墙自重扣除与柱重叠部分也是在对经济性要求提高之后都会勾选的。地面粗糙度类别详见荷载规范《荷载规范》8.2.1条;基本风压见该规范附录E;风荷载计算阻尼比详见该规范8.4.4条;结构X向Y向基本周期软件按《荷载规范》简化公式计算基本周期并作为默认值,设计人员可将计算后结构基本周期重新填入计算以得到更准确的风荷载计算结果,记住一定要回代;承载力设计时风荷载效应放大系数针对的是《高规》4.2.2条,一般情况下,是对房屋高度超过60米的高层建筑,需要放大1.1的系数;舒适度验算,一般工程不做要求,超过150米的高层建筑需要验算舒适度。体型系数参见《荷载规范》8.3.1条,特别注意高度超过45米的矩形截面高度建筑,背风面体型系数跟长宽比相关;周期折减系数详见《高规》4.3.17条规定:当非承重墙体为砌体墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值:框架结构可取0.6~0.7;框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;框架-核心筒结构可取0.8~0.9;剪力墙结构可取0.8~1.0。该参数只影响地震效应计算;

结构阻尼比只用于地震作用计算,软件提供了全楼统一阻尼比和按材料区分阻尼比两种计算方法。

(1)全楼统一阻尼比  

软件计算时对整体结构各振型采用统一的阻尼比。《抗震规范》5.1.5条规定:除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05。《抗震规范》8.2.2条对钢结构抗震计算的阻尼比做出了规定;《高规》11.3.5条规定:混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。

(2)按材料区分阻尼比

可以设置各种材料的不同阻尼比,软件根据各构件的应变能加权平均的方法来计算各阶振型阻尼比。(参见《抗震规范》10.2.8条文说明)

《抗震规范》5.1.1.3条规定:“质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;”勾选该项,则X、Y向地震作用计算结果均为考虑双向地震后的结果。

07  根据电算结果调改模型

模型一般都不会一遍就过,总要调整多次才能各方面满足要求。模型调改的过程中,总有梁删减之类的操作,记得重新把板厚和恒活荷载过一遍,有时候会丢荷载。注意终版模型中要关注梁配筋率是否超限。

08  施工图绘制

一套结构施工图一般包括以下内容:基础平面图、基础详图、柱配筋图、结构平面图(模板图+板配筋)、梁配筋图、墙身大样图、楼梯详图。图面上常见问题见下:

- 基础图要复核集水坑,电梯基坑、排水沟是否有遗漏,定位是否准确?

- 模板图需套在建筑图上看一遍,梁的位置是否影响下一层的观感?

- 板开洞位置是否和建筑一致?

- 柱子、墙上下截面是否对齐?和建筑的偏心是否一致?

- 楼板板面标高和降板范围是否与建筑图纸一致?降板范围梁虚实线要分清楚;

- 楼板及剪力墙开洞是否与建筑图纸一致,注意剪力墙变厚度处或柱截面变化处的洞口是否被遮挡?

- 核对建筑楼板外边线是否与建筑一致?

- 与外立面相关的梁要注意避免梁头出漏,如果无法避免核对底下是否有墙体?

- 墙身中结构构件与梁平法中的结构构件是否一致(截面大小、梁顶标高)等等;

- 还要记得核对图中轴网尺寸及编号是否与建筑图纸一致;

- 功能房间内是否有与建筑冲突的梁,梁高是否与建筑图或设备图纸要求不符?

- 梁上留洞是否有遗漏,是否满足规范要求?

楼梯剖面图中,建筑的碰头线不要删除,一般建筑画的碰头线不会有误,但是结构工程师也应该看懂他们的设计原则。根据《民用建筑设计通则》的规定,楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2米,梯段净高不宜小于2.2米,注意净高的计算是按照建筑完成面考虑的,不能忽略面层和板底抹灰的影响。详见下图: 

注意楼梯第一跑的实际高度,由于建筑面层不同而与其余高度不一致,结构需要特殊处理这一级踏步;梯柱平面务必要落在建筑图中,核对是否会影响建筑门窗;楼梯间出屋面位置是否需要降板;对于框架结构,优先采用滑动支座构造,此时的楼梯可以不用建入模型参与整体抗震计算,否则整体模型计算时必须考虑楼梯的影响。

10  出图

校审修改完毕后,就进入最后的出图阶段了。出图之前,要注意图框中的建设单位、项目名称、项目编号、出图日期是否和建筑统一,图纸序号排列、图名是否与目录统一,对于不同绘图比例要特别注意文字字高、标注尺寸、PL线是否同比例缩放,文字显示是否正常。

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建筑设计工作中的结构专业设计要点

创建时间:2021-04-20 11:19
河南华厦建筑设计有限公司-结构设计部发布