建筑结构设计问答与分析11

1、.1、 等效荷载利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载，过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求，效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。 计算中等效的结果与结构的跨度直接相关，因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载，因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载，不能追求等效的精度 ，以满足结构的计算精度要求为宜。2、 汽车荷载汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载

2、为直接作用的楼板的荷载，另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关，当结构的覆土厚度大于0.7m时，结构的动力系数取1.0。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。3、 消防车等效荷载计算(1)、等效荷载的大小与板跨（非柱网）的大小有直接关系。(2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。(3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经常出现的场所(主要消防通道、消防中心)，消防车荷载是一种出现频率很高的荷载，此时应该考虑构件的裂缝和挠度，对消防车不经常出现的住宅小区，可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首

3、层地面活荷载不小于5KN/m2)。(4)、地下是外墙的计算中，全国民用建筑设计技术措施中规定：地下室外墙计算时，室外地面荷载取值不小于10kN/m2，汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。4、 抗震设防类别商业建筑建筑抗震设防分类标准规定：人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。这里的一个区段考察的是人员的聚集程度，与建筑的功能区分和区段的出口有关，与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中，结构单元内经常使用的人数超过8000人，抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不

4、是以结构缝作为划分，还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。5、 地震动参数多遇地震参数应根据场地安全评价报告和抗震规范合理取用，并不应该小于规范数值，设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的，而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所有内容，包括抗震构造措施。出抗震构造措施以外还包括各种效应的放大和抗震构造措施的提高的内容。6、 抗震建筑的地基和基础设计同一结构单元不宜部分采用天然基础部分采用桩基，目的在于当建筑受到地震作用时，地基和基础之间

5、的受力均匀，避免地基和基础之间的抗侧刚度不均匀，引起基础抗剪的各个击破。因此一般情况下，应满足规范的规定，避免采用抗侧刚度相差较大的基础形式。当采用减少地基的差异差异沉降的措施后，尽管地基基础的抗剪刚度很不均匀，单差异沉降的减少同样有利于结构内力的均衡，也有利于地基基础抗剪能力的发挥。7、 有效楼板宽度和典型楼板宽度楼板实际传递水平地震作用的有效宽度，就是楼板的实际宽度。应扣除实际存在的洞口和周边无剪力墙的楼电梯间在楼板处的开口尺寸。与考察的位置有关，而典型的楼板宽度指的是考察楼板的代表性宽度。虽然两者都是从楼板传递水平地震作用的角度来考察的，但是两者稍有区别，一个是传递荷载的有效性，一个是传

6、递荷载的完整性。8、 结构两个主轴方向的动力特性要求结构在两个主轴方向的动力特性接近的根本目的是要求抗侧力结构布置均匀，避免结构的侧向刚度和承载力在两个方向出现明显的强弱分布，已符合抗震结构均匀对称的基本原则。一般要求两个主轴方向的平动周期不超过20%，当两个主轴方向的周期和位移存在较大差异时，应对结构体系和抗侧力结构进行调整。9、 楼梯对结构设计的影响问题对建筑结构设计中的楼梯设计把握以下两点：1、楼梯结构对主体结构的抗震能力影响很大，楼梯结构的梯跑作为传递水平地震作用的重要构件，对主体结构的墙柱产生重大的影响，使结构柱形成短柱和错层柱；2、楼梯的梯跑和普通楼板一样传递水平力，应对梯板适当加

7、强，一般情况再跳顶面加配跨中通长钢筋，并与两端负筋满足受力搭接要求，其配筋率不宜小于0.1%。抗震规范中增加“计算中应考虑楼梯构件的影响”主要指一下两个方面：1、楼梯对竖向构件的影响（使竖向构件中间受力，形成短柱和局部错层柱）；2、考虑楼梯的传力要求，楼梯作为水平传力构件，应确保其传力和疏散功能的实现。楼梯对主体结构的影响取决于两者各刚度比，主体结构的刚度越大，整体性越好，则楼梯对主体结构的影响越小。10、 刚性楼板假定“刚性楼板”是工程丄的一种简化和假定，当楼板的面内刚度足够大，且楼板的面外刚度能够满足工程上的精度要求，且楼板的面外变形对面内刚度的影响不大。11、 偶然偏心和双向地震偶然偏心

8、的产生有两个方面的原因：1、设计施工的工程误差，使用中的活荷载的偏心布置；2、地震作用扭转分量的存在。计算单向地震作用时用质心的偏移量来考虑上述偏心的影响。将地震作用(质心)沿垂直地震作用方向偏移正负5%li（li代表垂直于地震作用方向建筑物的长度）来考虑此部分的影响。但当结构的质量和刚度分布明显不均匀不对称时（“质量和刚度分布明显不均匀不对称”主要指在不考虑偶然偏心的单向地震作用下，楼层的最大弹性水平位移大于楼层两端弹性水平位移平均值1.2倍），需考虑双向地震作用的影响。12、 结构剪重比的问题一个不是特别高的结构大部分楼层剪重比过小是不合适的，应调整结构的布置，适当加大结构的刚度。结构的任

9、一楼层剪重比均应满足结构的最小剪力系数，如果较多楼层的剪力系数不满足结构的最小剪力系数（例如大于15%以上），或底部楼层的剪力系数小于最小剪力系数过多（例如小于85%），说明整个结构的刚度偏弱或质量偏大，应作相应调整，而不能简单的放大楼层剪力。另外如果底层的最小剪力系数不满足要求，不能只调整不满足的楼层，应该所有的楼层都要调整。满足最小地震剪力是结构后续抗震设计的前提，只能调整到符合最小剪力系数才能进行相应的地震倾覆力矩、构件内力和位移的计算。13、 中震和大震的设计问题对抗震薄弱部位采取加强措施和提高结构或构件的承载力水平都是结构的抗震设计的重要手段，我国一般采用前者，而对复杂或超限结构，采

10、用中震抗震构造措施的基础上提高关键结构或构件承载力水平，实现结构或构件承载力水平和构件延性的更大提高，以提高结构的抗震能力。但中震设计需注意一下两点：1、中震弹性合中震不屈服的区别；2、中震设计时只对地震力放大，二抗震构造措施可不调整，仍旧按原来小震的抗震构造执行。中震弹性只是将地震力放大了2.8倍，其余和小震得计算结果相同。中震不屈服是指设防烈度地震下，结构构件轻微破坏，结构构件出现轻微的塑性变形，但不达到屈服状态。按材料强度标准值计算的承载力大于地震作用标准组合的效应。地震作用效应和其他荷载效应采用标准组合。所有构件采用四类构件，不考虑构件抗震等级的调整。（1）中震弹性是中震地震力、基本组

11、合、材料强度设计值和考虑抗震等级跳帧；（2）中震不屈服是中震地震力、标准组合、材料强度标准值和不考虑抗震等级调整。（3）考虑连梁破坏，适当减小连梁刚度，一般不小于0.3。材料强度标准值和设计值的 调整系数为，钢材1.11，混凝土1.4。大震弹性和大震不屈服，可参考中震，但是阻尼比适当调整，钢结构0.05，混凝土0.08，混合机构0.050.0814、 薄弱层的效应增大问题当抗侧力构件的抗剪承载力小于相邻上一层的80%（但不小于相邻上一层的65%）时，该层即为薄弱层。其中楼层的抗剪承载力指考虑的地震力计算方向上，该层全部柱和剪力墙的受剪承载力之和。产生薄弱层的原因有侧向刚度不规则和竖向抗侧力构件

12、不连续。软弱层：楼层的抗侧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%，或除顶层外局部收进的尺寸大于相邻下一层的25%。规范规定薄弱层的地震剪力增大15%，采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层的变形能力，对薄弱部位采取有效地抗震构造措施。另外要避免薄弱层和软弱层出现在相同的位置。15、 房屋抗震等级的确定结构的抗震等级是混凝土结构设计的重要指标，依据结构类型、结构的重要性程度、抗震设防要求和场地条件见不同的建筑物划分为四个抗震等级。对框剪结构，在基本振型下若框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%时，框架部分的抗震等级按框架确定，最大适用高度可比框架-

13、剪力墙结构适当降低。裙房和主楼相连时，裙房的抗震等级除按裙房本身确定外还不应低于主楼的抗震等级。这里主楼的抗震等级宜理解为主楼框架的抗震等级和主楼剪力墙的抗震等级。即裙房剪力墙的抗震等级不宜低于主楼剪力墙的抗震等级，裙房框架的抗震等级不宜低于主楼框架的抗震等级。当裙房为框架，而主楼为剪力墙时，裙房框架的抗震等级不宜低于主楼剪力墙的抗震等级。主楼、裙房不分开时，主楼采用剪力墙，裙房采用框架。裙房顶上一层以上部分的剪力墙的抗震等级可按原高度的剪力墙结构确定抗震等级，但裙房范围内的主楼的抗震等级，应考虑裙房的影响。即根据裙房的面积的大小综合考虑主楼的结构形式和主楼的抗震等级。当裙房面积较小时应采用以

14、下两种结构形式进行包络设计：1、不考虑裙房的抗侧作用，所有的剪力由主楼的剪力墙承担；2、按框剪设计。此时主楼的抗震等级按原高度的剪力墙结构确定抗震等级，而裙房框架按裙房高度确定抗震等级。当裙房的面积较大时，主楼按原高度的框架剪力墙确定剪力墙的抗震等级，与主楼“相关范围内”的裙房的抗震等级不应低于主楼的抗震等级，即裙房框架按高度为原高度的框架剪力墙确定狂建的抗震等级。裙房框架的抗震等级还不应低于按裙房高度确定的框架的抗震等级。这里的相关范围内指的是两个标准跨不小于15m的范围。裙房偏置时，整个裙房都是相关范围。当裙房面积较大时应适当的设置剪力墙，以控制结构的扭转，同时避免裙房由框架结构确定抗震等

15、级，提高结构设计的经济性。16、 剪力墙底部加强部位高度的确定剪力墙底部加强部位的高度与剪力墙的高度有关，在工程设计中剪力墙的高度具有可变性，一般用房屋高度替代剪力墙的高度，而房屋高度指室外地面到主要屋面的高度，不会因嵌固部位的变化而变化，便于操作。嵌固部位的变化只会影响地面以下剪力墙的加强部位，嵌固部位下移，总加强范围跟着下移即可。带有大底盘的高层建筑，当裙房高出加强部位不多时，可以将加强部位直接伸到裙房上一层，如果裙房顶明显高出加强部位顶层，只需对裙房顶的上下一层加强抗震构造措施。17、 上部结构嵌固部位的确定地下是顶板不能作为上部结构的嵌固部位，嵌固部位应下移至具备嵌固必要条件（该楼层的

16、整体性强，楼层无大洞口、楼层的侧向刚度与上一层的侧向刚度的比值不小于1.5）的楼层，同时对该层的楼板进行加强。另外地下是结构的侧向刚度指的是结构本身的侧向刚度，不应考虑土对地下室外墙的约束。但实际上，回填土对地下室的约束刚度很大，一般情况为地下室本身刚度的35倍，即使地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位，地下室顶板作为上部结构的嵌固作用时固然存在的，设计中均应考虑地下室顶板处实际存在的嵌固作用，采取相应的加强措施。在确定嵌固部位的量化指标中，只考虑结构自身的侧向刚度（不考虑地下室外围填土对地下室刚度的贡献）是合理的。而地下室嵌固部位确定后，考虑地下室外填土对结构构件的影响，进行结构构件的设计。

17、结构设计分两步走：第一步先假设结构的嵌固部位在基础底部，不考虑地下室的填土对结构侧向刚度的贡献，计算基础顶面以上结构自身的刚度。第二步：在确定了结构的嵌固部位以后，再将结构的嵌固部位调整到相应的位置并考虑地下室填土的影响，进行结构的计算。只有地下室才具备上部结构的嵌固部位，上部其他楼层，即使满足刚度比要求也不能成为其上部结构的嵌固部位，而只能作为刚度突变的楼层考虑。18、 后浇带的设置后浇带只能用来消除或减少混凝土的收缩应力，不能直接解决温度应力的问题，对温度应力应采取综合措施加以解决。后浇带的主要作用在于减少施工阶段的结构长度，以减少施工阶段的收缩应力和施工阶段的差异沉降，但其并不能减少使用

18、阶段的温度应力，不宜使用施工后浇带解决结构超长的温度应力问题，习惯上分为伸缩后浇带和沉降后浇带。伸缩后浇带一般间距3040m，贯通结构的基础、顶板、底板和墙板，最小宽度800mm，在两侧混凝土浇灌两个月以后浇灌（防水规范要求42天，高层建筑在结构顶板浇筑混凝土14天后进行），混凝土标高一般比两侧提高一级。墙板的钢筋要求错开搭接，梁主筋要求贯通。沉降后浇带除浇筑时间和伸缩后浇带不一样以外，其余两者相同，沉降后浇带的浇筑时间宜根据实测沉降值并满足设计要求后方可施工。后浇带的平面位置应结合基础及其以上结构布置综合考虑，宜设置在柱距三等分线附近，以避开上部楼板的最大受力部位。后浇带应设置在钢筋最简单的

19、部位，避免与梁位置重叠，上部框架结构后浇带可与基础后浇带平面位置错开，但必须在同一跨内，可曲折而行，应注意地下室与上部结构设缝位置的一致性原则。当结构区段长度较大时，采取以下技术技术和施工措施来减少温度和混凝土收缩对结构的影响：（1） 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化较大的部位提高配筋率，在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取为150-200mm，并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置构造钢筋网，并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。（2） 顶层加强保温隔热措

20、施，外墙设置保温层。（3） 每隔3040m设置施工后浇带，带宽8001000mm。（4） 顶部设置刚度较小的结构形式，或设置局部温度缝，将结构划分为长度较短的结构。（5） 采用收缩较小的混凝土，减小水泥用量，并加入适当的外加剂。（6） 结构设计中，在结构收缩应力较大的地方给予较大的膨胀应力补偿，一般加强带的宽度为2m，带之间适当增加适当增加水平构造钢筋15%20%。19、 对转换结构的认识结构的转换分为对上部剪力墙的转换和对上部框架柱的转换，在框支转换中，转换改变了剪力墙会竖向荷载的传递途径，而且将抗侧刚度较大的剪力墙转换成抗侧刚度很小的框架柱，转换层上下的侧向刚度比很大，形成了结构的薄弱层和

21、软弱层，引起了地震剪力的剧烈变化，对结构的抗震极为不利，应采用严格有效的抗震措施。在框架转换中，虽然转换也改变了对框架柱竖向荷载的传递途径，但转换层上下的抗侧刚度变化不明显，属于一般的托换，其抗震措施可比框支转换适当降低。转换层上下侧向刚度比的计算：1、剪切刚度：主要考察抗侧构件的截面特征和层高的关系，适用于以剪切变形为主的结构或结构部位，如框架结构、结构的嵌固部位及底部大空间为一层的结构。2、地震剪力与层间位移的比值：适用于侧向刚度比较均匀的结构，适用于对结构软弱层和薄弱层的判断，当侧向刚度变化较大时，实用性较差。3、剪弯刚度：计算的转换层上部及转换层与下部的等效侧向刚度比，考察的是结构特定

22、区域内结构侧向变形角之间的比值。适用于侧向刚度变化较大的特殊部位，如底部大空间大一层的转换层上下的结构。这三种侧向刚度比的计算相差较多，因此计算重要根据结构的特点选用。20、 地震作用调整系数通过地震作用调整系数来调整地震作用的大小，一般此系数不应大于1.3，此系数大于1.3说明结构体系和结构布置不是很合理。21、 梁端弯矩调整系数主要考虑梁端在竖向荷载下的内力重分布，减少梁端负弯矩，使梁上下配筋均匀。仅调整竖向荷载部分。利用梁计算跨度计算的梁端弯矩较实际的弯矩大很多，不利于梁延性发展。22、 梁刚度增大系数刚性楼板假定时，楼板翼缘对梁刚度的影响，与梁的高度和翼缘的厚度有关，梁高度越大，调整系

23、数越小；翼缘越厚，调整系数越大。此系数对弹性板相连的梁没有影响。此系数对连梁刚度没有影响。此系数影响梁的内力，但是对梁的配筋没有影响。23、 影响强柱弱梁的主要因素：（1）、适当考虑框架梁的塑性内力重分布，采用净跨框架模型，取实际的梁端或柱边弯矩进行框架梁的裂缝和配筋计算。这样可以减少梁端的实际配筋量，更有利于强柱弱梁的实现。（2）、合理控制框架梁的梁底进入框架柱的钢筋的数量；考虑现浇板的影响；控制框架梁的配筋在合理的范围内，以适合程序设定的实配钢筋和计算钢筋的关系。（3）、梁端负弯矩是影响强柱弱梁的主要因素，梁端负弯矩越大对框架柱的要求越高，因此适当降低负弯矩对强柱弱梁的影响较大。梁端正弯矩

24、和相邻跨的梁端负弯矩组成耦合力矩，适当的选用梁端正弯矩对实现强柱弱梁也有积极意义。弹性分析和抗力计算选用不同的截面，造成梁端配筋加大，计算梁端裂缝宽度按不同的截面弯矩也造成了截面配筋加大。24、 框架结构的填充墙（1）、关于构造柱的设置：根据墙长和墙净高确定是否设置构造柱和水平梁，当墙长大于2倍的墙高或墙长大于4m时，设置构造柱，当墙的净高大于4m时设置水平梁。（2）、根据填充墙的性质确定填充墙对结构刚度的影响。25、 对剪力墙的认识（1）、一般情况下对高厚比小于等于3的柱形墙肢，应按框架柱输入，并按框架柱配筋，但对于高厚比大于3的墙肢应按剪力墙输入并按剪力墙进行配筋。但对柱形墙肢要根据实际情

25、况确定其抗震等级和轴压比限值。对不同的类型，两者的结果相差较多。判断是否为短肢剪力墙的依据是墙肢的高厚比，同时还应考虑翼缘的影响，翼缘可以提高剪力墙的稳定性，但不能改变短肢剪力墙的属性，同时翼缘是相互的。（2）、对于地下室的墙肢，如果地上是一般墙肢，考虑地下室层高的原因，地下室需加厚墙肢，但由于加厚墙肢导致其变成短肢剪力墙，对这种情况需分两种情况区别对待：(1)、墙厚不变满足稳定要求，则加厚墙肢不按短肢剪力墙考虑；（2）、墙厚不变不能满足稳定要求，则加厚墙肢，但需按短肢剪力墙考虑。（3）、对剪力墙有效翼缘的判定，抗震规范规定翼缘的长度小于其厚度的3倍或端柱的边长小于墙厚的2倍认定为无翼缘和无端

26、柱。这里的其厚度代表墙肢的厚度。且长度应取墙肢垂直方向的投影长度。26、 剪力墙边缘构件的设置（1）、抗震规范的阴影区的箍筋理解为以箍筋为主，最后一对纵筋之间可以设置拉筋，拉筋应远离约束边缘构件的端部。对1/2v范围内力箍筋可以理解为外圈箍筋，内部拉筋。满足以下条件，水平钢筋才代替非阴影区的封闭箍筋：(1)、墙内的水平钢筋在阴影区应该有可靠的锚固;(2)、墙内水平钢筋的强度等级和截面面积不应小于非阴影区的外圈箍筋;(3)、墙内水平钢筋的位置和非阴影区的封闭箍筋的位置相同。当墙的水平钢筋的间距不满足1/2v范围内对箍筋间距的要求时，即另外附加水平封闭箍筋，将水平封闭箍筋和水平钢筋间隔布置。（2）

27、、1/2v范围内不利用墙的水平钢筋时，水平钢筋不需要在阴影区锚固；但是1/2v范围内利用墙的水平钢筋抗剪时，水平钢筋要在阴影区可靠锚固，水平锚固时，锚固长度应大于抗震锚固长度，但弯折锚固时，水平段应大于0.4倍的抗震锚固长度，弯折长度为15d。（3）、箍筋肢距和无支长度不同，箍筋的无支长度指箍筋平面内两个拉结点之间的距离，而箍筋肢距指两肢箍筋之间的距离。为充分发挥约束构件的长度，一字型约束边缘构件箍筋的长边和短边之比不宜大于3，相邻两个箍筋之间的搭接长度不宜小于短边长度。27、 端柱的设计计算（1）、端柱是剪力墙的一部分，但是实际设计中，常常将剪力墙用墙元模拟，端柱按柱模型，由于不同单元的模型

28、化差异和变形协调原因，常常造成计算结果怪异。设置端柱的目的在于为剪力墙提供约束，并有利于剪力墙的平面外稳定。有端柱的剪力墙，其竖向荷载主要集中在端柱上，但是根据圣维南原理，其竖向荷载不是由端柱自己承担，而是由墙肢全截面共同承担，端柱与墙肢共同承担竖向荷载既由竖向荷载引起的弯矩。在这里墙体是承担竖向荷载的主体。对于计算结果怪异的单元，建议取消柱模型，将柱尺寸用墙来模拟。28、 框架核心筒与框架剪力墙的区别（1）、框筒与框架剪力墙相比：由于核心筒剪力墙形成筒体，其抗震性能要优于分散的剪力墙，有条件时，要执行核心筒对其角部的加强措施，以获得更好的抗震性能。框筒结构除满足框剪结构要求以外还应满足对核心筒边缘构件的基本要求。(1)核心筒底部加强区及其上一层不应改变墙厚；(2)、底部加强区边缘构件长度取强制截面高度的1/4(对小开口剪力墙，连梁净跨跨高比不大于2.5者，不应扣除洞口，取全长)，且边缘构件内全部采用箍筋。29、 核心筒连梁的暗撑设置（1）、影响连梁暗撑设置的钢筋有连梁的分布钢筋、箍筋和纵向钢筋，连梁两端剪力墙暗柱的纵筋和箍筋，扣除保护层合格钢筋直径后，实际工作中，400宽的连梁中设置暗撑十分困难，一般500宽的剪力墙中设置暗撑比较困难。连梁的暗撑和交叉钢筋，应结合具体情况确定：(1)、当连梁宽度较大时，连梁按规范设置暗撑，连梁的全部剪力由暗撑承担，箍筋按