结构工程师必须知道的100个设计要点.doc

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1、结构工程师必须知道的100个设计要点一、方案设计阶段1.建设场地不能选在危险地段。由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方，因此，在结构方案及初步设计阶段，应特别注重对建设场地的再判别。对不利地段，应根据不利程度采取相应的技术措施。2.山地建筑尤其需要注意总平布置。山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求，因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程，边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的距离，其值应根据抗震设防烈度的高低确定，并采取措施避免地震时地基基础破坏。当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类

2、及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外， 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定，在1.11.6 范围内采用。此条为强条，台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上，有时边坡支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将 1833层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡，这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。3.是否有地下室。高层建筑宜设地下室；对无地下室的高层建筑，应满足规范对埋置深度的要求。4.高度问题。室内外高差是多少，房屋高度是多少，房屋高度有没

3、有超限。5.结构高宽比问题。设计规定，6、7度抗震设防烈度时，框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过6。高宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性（主要影响结构设计的经济性，对超高层建筑，当高宽比大于7时，结构设计难度大，费用高）的宏观控制。6.结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置。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，应符合现行规范有关缝的要求，并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。 各缝宜合并布置，并应按规

4、范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽，防止地震时发生碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架结构为 55m, 剪力墙结构为 45m。7.结构平面布置不规则问题。1）扭转不规则，规定水平力作用下位移比大于1.2；2）凹凸不规则，平面凹进的尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%；3）楼板局部不连续，楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。8.限制结构长宽比。结构长宽比6、7度不应大于6。限制长宽比，其目的就是要在结构设计中控制长矩形平面的使用，当平面的长宽比

5、大于3时，虽然未超过规范规定的限值，但已对抗侧力构件（如剪力墙等）的设置及楼盖结构的整体性提出了较高要求。框架抗-震墙及板柱-抗震墙结构以及框支层中，楼板的整体性对结构的协同工作影响很大，结构设计时应特别注意加强楼板的整体性及面内刚度。9.不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。10.当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞时, 应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。 楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半; 楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%; 在扣除凹入或开洞后, 楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5m, 且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于 2m。11.艹字形、井字形等外伸长度

6、较大的建筑, 当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时, 应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施, 必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。12.建筑平面不规则、凹凸多、周长必然长, 建筑及结构以及节能造价必定较建筑平面规则的高, 更不用说结构为克服平面不规则产生的造价提高。13.结构竖向布置不规则问题。1）侧向刚度不规则，该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。2）竖向抗侧力构件不连续，竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。3）楼层承载力突

7、变，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。14.楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。15.地下室顶板覆土问题。建筑为考虑景观需要, 往往要求在地下室顶板上要求较厚的覆土考虑绿化, 而结构往往因甲方造价或用钢量的要求, 希望覆土较薄以减轻荷载, 因为地下室顶板考虑抗裂要求, 梁板的配筋都很大, 且覆土越厚,地下室底板及外墙也越在地面以下, 底板及周边侧墙承受的水压力越大。 一般情况下, 覆土0.6m 以上可植草、1.5m 以上可种树, 若地下室较大, 考虑水专业走管坡度、覆土至少 0.8 0.9m; 建筑总平面布置时, 消防车道大部分尽量布置在地下

8、室顶板以外, 减少顶板承受的荷载, 以节约造价。16.地下水位问题。在满足基础埋置深度及地下室净高的前提下, 地下室底板标高越高越好, 底板及周边侧墙承受的水压力越小, 底板及周边侧墙厚度及配筋也越小, 造价越低。17.地下室集水坑布置。尽量布置在承台边缘、不要布置在外墙边缘, 尤其是消防电梯的集水坑, 可加大长宽、减小深度, 以利于施工,确保边坡安全。 曾经有一个工程, 消防电梯的集水坑从地下室底板再往下挖 3.2m 深, 布置于地下室外墙边缘,经建筑、结构与水专业配合后, 将集水坑移置地下室的中部, 既保证边坡安全, 又加快施工进度, 节约施工造价。18.地下室及上部管道井布置。须注意结构

9、柱、梁偏位问题,建筑、设备专业须确认, 以保证管道井的净尺寸; 有的工程建筑认为梁为 200 宽, 而实际地下室或上部的梁往往大于 200, 柱或混凝土大梁有向管道井内偏, 影响了管道井的尺寸, 造成后期平面调整(平面布置紧凑时往往不好调整) 或影响使用。19.梁、柱偏位问题。注意核对建筑外立面、停车、管道井、电梯井等, 不能影响停车、管道井、电梯的使用, 部分柱外凸时, 为保证立面统一, 柱断面不能收缩。20.地下室及架空层停车位问题。须注意柱网布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部车至少柱净距 7.2m, 2 部车至少柱净距4.8m, 建筑轴线尺寸须注意柱子大小, 必要时柱子可布置为长方形, 要

10、注意地下室顶有覆土及消防车道时, 柱子不可能太小。21.地下室及上部层高问题。净高须满足建筑规范要求, 梁高1/101/ 15L, 跨度大、荷载大、又有裂缝要求的梁, 梁高至少1/101/12L, 其他部位宽扁梁可做到 1/ 15L, 但宽扁梁造价会增大; 预应力梁可做到 1/15 1/18L, 但须注意梁两端柱头很大, 可能影响建筑的平面布置, 比如影响走道宽度布置等。 净高须考虑设备走管问题, 一般空调管至少 0.45m, 电桥架至少0.15m, 喷淋至少0.10m; 当梁较高时可考虑穿梁, 穿梁洞口结构有相应的位置与尺寸的要求, 需要建筑、结构、设备各专业配合; 梁开洞问题:洞口大小 =

11、 1/3 h 梁高, 尽量布置在梁高中部, 梁剪力最小的部位即梁 1/3 跨度位置。22.剪力墙开洞问题。建筑开的门洞或窗户及设备的穿墙洞口都爱沿着柱角或墙角, 结构则要求洞口不能影响到剪力墙暗柱、端柱、翼墙等主要受力构件, 洞口上下对齐, 建筑与设备需要了解在柱或剪力墙拐角外边缘算起 300 范围内为剪力墙约束边缘构件或构造边缘构件, 是高层结构的竖向主要受力构件, 不能破坏。23.柱的问题。注意尽量避免短柱, 例柱边尽量不布置门窗, 否则常为短柱, 短柱柱箍筋须全长加密, 造价提高且抗震不利。24.楼梯净高问题。尤其地下室、商场层、顶层等注意核对,特别三、四跑梯, 建筑设计此部分时须注意核

12、对剖面并与结构核对梯梁跨度、高度, 必要时可要求结构调整梯梁位置或要求做折板梯； 半层处梯梁须注意核对: 与建筑立面是否矛盾, 有的建筑立面窗户全对齐与半层处梯梁布置矛盾; 若梯梁外有幕墙等,须注意梯梁内退; 有些楼梯半层梯平台板在房屋内部, 半层处梯梁须注意核对: 与半平台处消火栓、配电箱内嵌布置是否矛盾。25.屋顶栏板、女儿墙问题。建筑物大屋面以上仅靠悬臂受力的女儿墙高度不应超过 3m, 不应采用砌体的女儿墙, 应采用钢筋混凝土女儿墙。悬臂受力的女儿墙高度大于 1.8m 栏板已至少15cm, 不太经济, 建议加斜撑或构架以受力合理且降低造价。26.弧形墙、悬挑加悬挑梁不利, 墙体易开裂。2

13、7.是否有较大跨度。28.是否有较大的荷载。29.确定设防烈度、设防类别。30.结构体系选型、楼盖选型。31. 确定抗震等级、确定嵌固部位。32.建模试算看看参数，而不是拍脑袋决定。二、设计画图之前1.楼梯、错层是否有和常规项目异同之处，楼梯间的梁是否碰头。楼梯间休息平台下面的净高是否满足要求。2.是否有幕墙，是否有特殊造型需要结构处理和避让。3.电梯井净宽是否达到极限，梁柱均不能偏里。4.电梯机房净高是否影响屋面梁。5.层剪力墙是否落地，是否影响了地下室车库道路或者出口。7.础是否有软弱下卧层，桩型选择是否和甲方沟通。8.否有层高太小，柱子太大形成的短柱。9.殊的梁标高需要降低的，应注意。1

14、0.柱是否点上。11.二级框架角柱应全高加密。12.点核心区验算。13.棚、空调板、天沟、飘窗的梁的地方，要增加抗扭钢筋。14.造柱是否画上。15.殊地方是否加强，楼板开洞等等。16.浇带是否考虑。三、设计画图之时1.首先做好模板之后套在建筑图上看一遍，梁的位置是否影响下一层的观感，有没有在下一层填充墙的顶端（墙是不是顶到板），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。2.总说明内容要改完全，考过来的层高表，说明等信息要过一遍核对改全，增加这次需要的比如吊筋说明，构造柱说明等。3.画节点大样的时候，建筑可能不了解结构布置，自己要结合结构主体的梁柱，看是否能实现，

15、复杂地方看怎么实现更好，有的需要返提给建筑。4.注意pkpm计算结果中的轴压比，接近限制时，应在画图时人为加强。5.外围框架梁未到窗顶时，注意是否留够180mm过梁高度。6.降板降梁的位置，标高。7.大样节点图，得对好。8.地基处理方式是否正确。9.结构对楼梯是否碰头最好也顺便检查下，建筑结构主动配合，可以减少很多工作量。10.注意各个构件的标高。四、设计建模之前1.洞是否超限。2.体型是否超限。3.外围窗户留给结构梁的高度。4.楼面荷载是否确定电梯机房是否7.0 屋面是否为上人屋面。5.地震作用和场地类别 抗震等级是否匹配 。6.楼层净高要求对梁高影响。7.出屋面电梯间是否体量太小，有没有从上到下的不贯通的柱子 。8.建模之前是否考虑建筑超长是否需要加伸缩缝，伸缩缝宽度还应满足抗震缝的要求，抗震设防烈度、设防类别、结构形式、房屋建筑高度确定建筑抗震等级。9.建模前需要和建筑碰下需要降板区域的降板高度。10.要求建筑确定填充墙体的位置、材料。11.还有一定要看地勘，参数保证正确。12.跟建筑要地面做法，自己计算楼面恒载，梁上荷载开洞的和不开洞的区别对待。13.合理选择首层高度，复杂造型提前沟通。14.建模前梁柱墙布置和建筑沟通好。15.屋顶是否有水箱。16.有浴缸，坐