结构设计常见问题讨论

1、结构设计中常见问题讨论目 录1. 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位.12. 框架结构中，仅布置少量剪力墙的问题.33. 剪力墙结构中，仅布置少量框架的问题. 54. 短肢剪力墙的判定及高层建筑结构“短肢.7剪力墙较多”的理解5高层建筑的高宽比106框架柱的轴压比127无筋扩展混凝土基础148柱下扩展基础的抗剪计算169地基承载力深度修正.1910. 对消防车荷载的理解.21武汉市东梁审图公司 陈继淮编2008 . 3 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位1、地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。（JGJ3-2002：5.3.7）注释1：侧向刚度比可用下列剪切刚度比估算2式

2、中 地下一层及地上一层的混凝土剪变模量，可按混凝土弹性模量的0.4倍采用；地下一层及地上一层的折算受剪面积；沿计算方向，本层剪力墙的全部有效截面面积（不包括翼缘面积）；本层全部柱的截面面积，当柱的截面宽度不小于300且长宽比不小于4时，可按剪力墙考虑。计算多塔楼大底盘的地下室楼层剪切刚度比时，除满足大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比不小于2外，每栋塔楼范围内的地下剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不宜小于1.5。（建筑抗震设计手册355页）注释2：计算嵌固部位的侧向刚度比时，地下室外墙（挡土墙）是否参与计算，一般情况下，高层建筑结构地下室外墙均可参与地下室的侧向刚度计算。对于地下室外

3、墙与上部结构相距比较远（如超过4050）的情况，一般不宜作为判断嵌固条件的墙体参与地下室的侧向刚度计算。（黄小坤高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）若干问题讨论2.32）2、地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应小于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。（JGJ3-2002：4.8.5）注释1：所谓嵌固部位也就是预期塑性铰出现部位，确定嵌固部位就可通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出

4、现。为了做到在地上一层的柱底出现塑性铰，通常采用提高地下室顶板梁和地下室柱顶的受弯承载力的方法来保证柱底的嵌固条件。地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用。地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。地下室各层柱载面，对应上部结构的柱截面，每侧实配纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，不应小于地上一层对应柱的每侧实配纵向钢筋面积的1.1倍。（建筑抗震设计手册355页）地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，应锚于地下室顶板的框架梁内。（建筑抗震设计规范答疑6.23）3、地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，楼板厚度不宜小于180，混凝土强度等级不宜低于C30，应采用双层双向配筋，且

5、每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。（JGJ3-2002：4.5.5）注释1：地下室顶板不宜采用无梁楼盖。注释2：为了保证地下室顶板有足够的平面内整体刚度和承载力，能将上部结构的地震作用传递到全部地下室抗侧力构件，对顶板的构造要求作了规定。各类框架柱在地下室顶板部位的嵌固弯矩由地下室顶板与基础之间构成的力偶及柱端两侧的框架梁所承担，其中前者占主要部分，且与地下室结构刚度有关。考虑到地下室结构刚度的不确定性，为了避免柱塑性铰向下转移，地下室顶板部位柱端左右框架梁的约束弯矩设计值之和不宜小于该部位的上柱下端实际嵌固弯矩设计值。2. 框架结构中，仅布置少量剪力墙的问题 1、结构分析计算应考虑该剪

6、力墙与框架的协同工作。如楼、电梯间位置较偏而产生较大的刚度偏心时，宜采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施，减少剪力墙的作用，并宜增加与剪力墙相连之柱子的配筋。（JGJ3-2002：6.1.7）注释1：框架结构中，有时仅在楼电梯间或其他部位设置少量剪力墙，由于剪力墙与框架协同工作，使框架的上部受力增加，因此在结构分析时，应考虑这部分剪力墙与框架的协同工作。设置少量剪力墙的框架结构，因剪力墙承受的底部倾覆力矩较小，因此框架部分的抗震等级仍应按框架结构采用。（6.1.7条文说明）注释2：由于剪力墙的存在，使得结构地震作用增大。注释3：从受力及变形特点来分析，在水平荷载作用下

7、，单独的剪力墙变形曲线为弯曲型，其水平位移主要取决于所受弯矩的大小，越往上侧移增加越快；而单独的框架变形曲线为剪切型，其水平位移主要取决于各楼层剪力的大小，越往上侧移增加越慢。通过刚性楼板的联系，使框架和剪力墙协同工作，两者变形协调一致，共同承担水平荷载，将两种不同变形特征的结构，组成一种弯剪型变形的结构。在水平荷载作用下，在下部数层，因剪力墙位移比框架小，帮着框架，使框架层间侧移减小；在上部几层，框架的层间位移比剪力墙小，帮着剪力墙，即框架除了要承担原有的那部分剪力外，还要承担拉回剪力墙变形的附加剪力。注释4：建议当框架的倾覆力矩不小于结构底部倾覆力矩的80%时，可判定为配置少量剪力墙的框架

8、结构。此时，设置剪力墙并没有改变结构体系，仍是框架结构。2、抗震设计的框架-剪力墙结构，在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架部分的抗震等级应按框架结构采用，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用；其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。（JGJ3-2002：8.1.3）注释1：基本振型一般指每个主轴方向以平动为主的第一振型。（中国建筑科学研究院 王亚勇，戴国莹.建筑抗震设计规范GB50011答疑6.1）注释2：对于竖向布置比较规则的框架剪力墙结构，框架部分承担的地震倾覆力矩可按下式计算：式中 Mc框架承担的基本振型地震作用下的地震倾覆力矩

9、； 房屋层数； 框架第层的柱根数； 第层第根框架柱的计算地震剪力； 第层层高。 （高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用8.1）注释3：此时，结构的变形特征接近于框架结构，即框架部分也是主要的抗侧力构件，需按框架结构体系的抗震等级采用。房屋的最大适用高度可比框架结构适当放宽，依据墙体数量的多少，一般不超过20%。（戴国莹房屋抗震设计强制性条文的理解和实施3.1）注释4：至于适用高度和高宽比则可取框架结构和剪力墙结构两者之间的值。视框架部分承担总倾覆力矩的百分比而定。（高屋建筑混凝土结构技术规程理解与应用8.1.3）设置少量剪力墙的根本目的是为了利用剪力墙的弹性刚度，满足规范对框架结构（而不是框架

10、剪力墙结构）弹性位移角限值1/550的要求。所以，只有在纯框架结构强度计算已满足规范要求，而弹性位移角不满足要求时，才设置少量剪力墙。对框架部分应采用包络设计的原则，即分别按纯框架结构（除去剪力墙）计算和按框架剪力墙结构计算，还应验算在剪力墙失效后（除去剪力墙）结构的弹塑性变形，并应使其满足规范对框架结构的要求。剪力墙的设计原则：按框架剪力墙结构协同工作计算，取其计算结果配筋设计，当计算超筋时，在满足强剪弱弯的前提下按截面的最大配筋率配筋设计，剪力墙抗震等级按框架-剪力墙结构确定。由于布置少量剪力墙的框架结构在设计原则及具体设计中存在诸多不确定因素，给结构设计和施工图审查带来相当的困难，建议结

11、构设计中应尽量避免采用，尽可能采用概念清晰、便于操作且抗震性能较好的框架剪力墙结构。（朱炳寅 配置少量剪力墙的框架结构、对剪力墙及相关结构体系的认识与把握 建筑结构. 技术通讯 2007年5月、9月）3.剪力墙结构中，仅布置少量框架的问题在剪力墙结构中设置少量的框架，结构的主要抗侧力构件仍为剪力墙，少量框架根本起不到二道防线的作用，因此，不能将其归类为框架-剪力墙结构，在结构设计中应采用包络设计的原则：剪力墙设计时，可不考虑框架柱的抗侧作用（框架柱不变，对取小值），剪力墙的抗震等级按纯剪力墙结构取。框架柱设计时，框架抗震等级按框架-剪力墙结构取，按照框架-剪力墙协同工作计算。对此类结构的判别可

12、以通过剪力墙承受的倾覆力矩与结构总倾覆力矩的比值大于0.8作为判断指标。倾覆力矩的考察部位，规范没有明确规定，应根据工程经验确定。一般情况下，对均匀对称的结构可取结构底部，对其他结构可取底部加强部位（取小值）。（朱炳寅文 建筑结构. 技术通讯 2007年9月）框架总剪力的调整：框架-剪力墙结构中，柱与剪力墙相比，其抗剪刚度是很小的，故在地震作用下，楼层地震总剪力主要由剪力墙来承担，一般剪力墙承担楼层总剪力的80%甚至更多，框架柱只承担很小一部分，就是说框架由于地震作用引起的内力是很小的。如果就按框剪结构在小震作用下，弹性阶段变形协调协同工作计算出来的剪力进行柱子的承载力设计，在大震作用下，连梁

13、及剪力墙出现裂缝后，刚度退化，框架柱剪力将大大增加，框架部分就不能有效地作为抗震的第二道防线。为了保证框架部分有一定的能力储备，规范要求人为地将计算出来的柱子剪力放大：不满足0.2的楼层，其框架总剪力应按二者的较小值采用：式中：对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担地震总剪力；应取对应于地震作用标准值且未经调整的剪力。分别为结构底部总剪力、各层框架承担的地震总剪力中的最大值。各层框架所承担的总剪力的调整，当按振型分解反应谱法计算地震作用时，可在振型组合之后进行。对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，值应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力；值应取每段中对应于地震作用标准值且

14、未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。这是因为随着建筑形式的多样化，框架柱的数量沿竖向有时会有较大的变化，考虑到若某楼层段突然减少了较多框架柱，按结构基底总剪力来调整柱剪力时，将使这些楼层的单根柱承担的剪力过大，这显然是不合理的，故高规规定允许分段进行调整，即当某楼层段柱根数减少时，则以该段为调整单元，取该段最底一层的地震剪力为该段的底部总剪力，该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的。4.短肢剪力墙的判定及高层建筑结构“短肢剪力墙较多”的理解短肢剪力墙的判定:1、JGJ3-2002 7.1.2条注：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为58的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度

15、与厚度之比大于8的剪力墙。2、GB50010-2002 10.5.1条：当构件截面的长边（长度）大于其短边（厚度）的4倍时，宜按墙的要求进行设计。3、广东省标准（DBJ/T15-46-2005）：短肢剪力墙的墙肢（截面）高厚比为48。当剪力墙截面厚度不小于层高的1/15、且不小于，高度与厚度之比大于4时仍属一般剪力墙。4、建筑结构专业技术措施简称北京措施（北京市建筑设计研究院编中国建筑工业出版社2007年2月第一版）5.5.5：当墙肢截面高度与厚度之比虽为58，但墙肢两侧均与较强连梁（连梁截面高度400，且连梁净跨与连梁截面高度之比2.5）或墙长较短但与翼墙相连时（翼墙长度不小于翼墙厚度的5倍

16、），或墙厚400时，可不作为“短肢剪力墙”。5、建筑结构设计常见及疑难问题解析（徐建主编 中国建筑工业出版社2007年6月第1版）2.4.1：短肢剪力墙的判定，应同时满足以下两条，才可判断为短肢剪力墙。1）对L形、T形、I形截面剪力墙，两个方向墙肢截面高度与厚度之比均为58；2）墙肢两侧均与弱连梁（连梁跨高比大于6）或一端与弱连梁相连、一端为自由端。由剪力墙开洞后所形成的联肢墙、壁式框架等，虽然其墙肢的截面高度与厚度之比也很可能为58，但这些墙肢不是独立墙肢，它们并不是各自独立发挥作用，而是和连梁一起共同工作，有着较大的抗侧力刚度。故由联肢墙、壁式框架等构成的结构不应判定为短肢剪力墙。6、对剪

17、力墙及相关结构体系的认识与把握（中国建筑设计研究院朱炳寅建筑结构技术通讯2007年9月）1.3设计建议：短肢剪力墙分为一字形短肢剪力墙和带翼缘短肢剪力墙（翼缘长度时，注意此处不是翼墙自身截面厚度可认为有效翼墙）。对剪力墙截面厚度不小于层高的1/15，且2000的墙，可不按短肢剪力墙考虑。这是考虑到墙的厚度较大时，通过截面高宽比来定义短肢剪力墙是不合理的。7、混凝土异形柱结构技术规程（JGJ149-2006）2.1.1异形柱为截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚之比不大于4的柱。8、全国民用建筑工程设计技术措施/结构10.1.11抗震设计时，应尽量避免在洞口与墙边或在两个洞口之

18、间形成墙肢截面高度与厚度之比小于5的小墙肢。当小墙肢的截面高度小于等于墙厚的4倍时，应按框架柱设计，箍筋按框架柱加密区要求全高加密。9、短肢剪力墙结构设计中若干问题的探讨（中国建筑科学研究院 杨星 建筑结构技术通讯2007年5月）文中指出：1.2多肢短肢剪力墙判定。L形、T形、十形和Z形的短肢剪力墙，由于其比一字形短肢剪力墙的抗震性能强，延性及平面外稳定较好，故规范要求短肢剪力墙应尽可能设置翼缘。但规范规定的短肢剪力墙高厚比的判定方法仅适用于单肢剪力墙的判定，不适用于多肢剪力墙的判定。1.3短肢剪力墙与两侧相连构件刚度有关。由于短肢剪力墙抗震性能差，应采取必要的加强措施。但如果与短肢剪力墙两侧

19、相连的构件刚度很大，使该墙抗震性能提高，如墙肢两侧均与较强连梁或与翼墙相连时，可不作为短肢剪力墙处理。10、对有效翼墙的判定。任何情况下，当翼墙长度不小于墙肢厚度（注意此处不是翼墙自身的截面厚度）的3倍时，均可认为翼墙有效。（见GB50011-2001 表6.4.7注1）高层建筑结构“短肢剪力墙较多”的理解：1、JGJ3-2002 7.1.2-2抗震设计时，短肢剪力墙较多的结构中，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。2、JGJ3-2002若干问题的讨论（中国建筑科学研究院 黄小坤）2.37：要提出更具体的量化判断指标是困难的，一般情况下，短肢剪

20、力墙较多的剪力墙结构中，短肢剪力墙受承的倾覆力矩可占结构底部总倾覆力矩的4050。因此，一般剪力墙结构中，如果存在少量的短肢剪力墙，则不必遵守7.1.2条的规定。实际上，7.2.5条对剪力墙结构中的独立小墙肢（/5）另有专门规定。3、北京措施5.5.5-2 短肢剪力墙较多结构的定义，可按结构中短肢剪力墙承受的竖向荷载与总竖向荷载的比例来确定，当由短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积之比超过50时，应定义为短肢剪力墙较多结构。4、北京措施5.5.5-4 抗震设计时，短肢剪力墙较多的结构中，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部倾覆力矩不应小于结构底部地震倾覆力矩的 70。任一层短肢剪力墙承受的水平

21、剪力不应小于基底剪力的20。5、对剪力墙及相关结构体系的认识与把握2.3 对短肢剪力墙较多的判别（1）短肢剪力墙的截面面积占剪力墙总面积50%以上。经比较可以发现，此时短肢剪力墙的倾覆力矩均为结构倾覆力矩的2030。（2）短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩达到结构总倾覆力矩的40%50%。（3）短肢剪力墙承受荷载的面积达到楼层面积的4050以上（对较高的建筑，该数值应该取更小）。（4）短肢剪力墙布置比较集中，集中在平面的一边或一隅或建筑的周边。也就是说，当短肢剪力墙出现破坏后，楼层有可能坍塌。当在剪力墙结构中设置少量的短肢剪力墙时，并不影响对原结构体系的判别，其结构仍可确定为剪力墙结构，

22、可不采取规范对短肢剪力墙较多时相应的结构加强措施。 JGJ3-2002 7.2.5 矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍，当5时，其重力荷载代表值作用下的轴压力设计值的轴压比不宜大于下列限值：一级（7、8度）0.4，二级0.5，三级0.6。当3时，宜按框架柱进行截面设计，纵向钢筋的配筋率底部加强部位不应小于1.2，一般部位不应小于1.0，箍筋宜沿墙肢全高加密。5高层建筑的高宽比高层建筑的高宽比规定，是对结构的整体刚度、整体稳定、承载能力、抗倾覆能力以及经济合理性的宏观控制指标，是对过去工程经验的总结。在JGJ3中，对这些性能的绝大部分已有专门规定：4.6.3条规定了楼层层间最大位移

23、与层高之比限值；5.4.4条高层建筑结构的稳定应符合刚重比的规定；4.7.1条高层建筑结构构件承载力验算公式等。对于高层建筑的抗倾覆验算，规程中虽无明确，但在12.1.7条基础应有一定的埋置深度；12.1.6条高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，基础底面与地基之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。4.4.7条规定高层建筑宜设置地下室，保证了抗倾覆稳定性。因此，房屋高宽比不再将其作为超限高层建筑的一个判断指标，JGJ3中的相应用词是“不宜超过”规定值，不是必须满足的条件。（黄小坤 JGJ3-2002若干问题讨论2.17）高宽比不宜作为结构设计中的一

24、项限制指标。尚未见到国外抗震规范中对于房屋高宽比的限制。我国抗震规范中也无高宽比的限值，这决非一个疏漏。在JGJ3中有关高宽比的表格是“适用的最大高宽比”。这个用词，与“最大适用高度”相似，同样不是限制。也即当高宽比超过规定值时，规程中的内容不一定完全适用，须由设计人采取一定的加强措施，以保安全。所采取的措施，可以是对于侧向位移值限制得较为严格等等。（北京措施 5.2.1-3）在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是比较难以确定的问题。一般场合，可按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比，但对突出建筑物平面很小的局部结构（如楼梯间、电梯间等），一般不应包含在计算宽度内；对于不宜采用最小投影宽度计算

25、高度比的情况，应有设计人员根据实际情况确定合理的计算方法；对带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时（有资料建议面积为2.5倍，刚度为2.0倍），计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。（高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用4.2-6）对于L形、形平面，如伸出长度与其宽度的比值；对于口形、形平面，腰部净长与其宽度的比值以及弧形平面径向宽度为时，则均不应以值计算其高宽比。（北京措施 图5.2.1）广东省实施JGJ3-2002补充规定提出：“当建筑平面非矩形时，可取平面的等效宽度为建筑平面（不计外挑部分）最小回转半径。”可供参考。（徐建主编建筑结构设计常见及

26、疑难问题解析中国建筑工业出版社2007年6月第一版）基础底面与地基之间零应力区面积为基础底面面积的15（图）和为零时（图），以矩形基础为例，推算抗倾覆安全系数。 图a 零应力区为基础面积的15% 图b 无零应力区按建筑地基基础设计规范GB50007-2002图5.2.2偏心荷载下基底压力计算示意，应力图形的长度应为3.6框架柱的轴压比规范限制框架柱的轴压比的目的主要是为了保证在地震作用下框架的延性要求。希望柱子截面处于具有较好延性功能的弯曲破坏状态，以防止小偏心受压状态的脆性破坏（这并不是说小偏心受压破坏状态就没有一点延性，也有，但不够理想）。从而保证框架在罕遇地震作用下，

27、即使超出弹性极限仍具有足够大的弹塑性极限变形能力（即延性和耗能能力），实现“大震不倒的设计目的”。轴压比限值的定义：钢筋混凝土框架柱截面在大小偏心受压界限破坏状态下的轴压比值。钢筋混凝土框架柱大偏心受压破坏的整个过程可表现为：纵向受拉钢筋屈服受压区混凝土压溃剥落（弹性极限变形，延性特征功能启动）箍筋逐渐屈服、发展核心区混凝土逐步压酥个别纵向钢筋压屈箍筋弯钩拉直张开纵向钢筋压屈成灯笼状（弹塑性极限变形，延性特征功能终止）。从中不难看出，影响框架柱截面延性功能大小的五大主要因素中，依次为：1）箍筋的横向约束能力，即配箍特征。其中包括体积配箍率、箍筋的强度与箍筋的构造形式等。2）混凝土的强度等级。即

28、核心区混凝土抗压酥的能力或核心区混凝土极限应变能力。但强度等级越高，其变形能力相应越差，所以C30混凝土的轴压比限值应该比C60大。3)轴压比。在延性和耗能阶段的柱截面面积已不再是原有的毛面积，而应是扣除保护层以后的柱箍筋内的混凝土净面积。因为保护层在达到弹塑性极限变形时已经剥落。在一个固定截面及配筋模式的条件下,随着轴压比的增大,柱子的弹塑性极限变形能力即延性系数(弹塑性极限变形和弹性极限变形的比值)会出现明显的减小趋势。4)柱截面周边纵向钢筋承担截面轴压的能力。也即纵向钢筋的配筋率及强度。在其他条件都相同的情况下,框架柱截面界限破坏轴压比值的大小与周边纵向钢筋的配筋率成正比,而与纵筋的强度

29、等级成反比。规范的轴压比限值是以纵向钢筋最小配筋率为基准的,且没有区别钢筋的级别。 5)柱截面形状。圆形截面的承载力与变形能力都优于矩形截面。而且,圆形截面柱的大小偏心受压界限破坏时的轴压比值明显地要比矩形截面柱大,有的试验结果竟达1.25倍。故当采用圆形截面柱时,将轴压比上调510%是有可能的。上述五大因素彼此之间是相互影响的关联的。也就是说,轴压比限值的大小必须根据具体工程设计中的其他四大因素的不同前提条件而进行适度的合理调整。因为,大小偏心受压界限破坏状态下的轴压比值是随这四个因素的不同条件而变化的。须知随着柱截面的加大,其剪跨比会呈递减的趋势,结果是本着确保截面延性功能的目的,反而将构

30、件延性功能减弱。北京措施5.3.17说明:影响柱子延性因素很多,如轴压比、配筋率及箍筋强度、混凝土强度、混凝土压应变、剪跨比、纵筋配筋率和强度、保护层厚度等。其中,轴压比是重要因素,但非唯一因素。单纯的限制轴压比而不考虑其他因素的影响,显然是不全面的。例如，在轴压比较高的情况下，如果选用强度高的箍筋且间距较密、含箍率较高，同样能有较高的延性。柱子延性与其纵向压应变的大小有关，当纵筋较多时，混凝土的压应变将相对减小，是有利的。现在我们高层建筑的柱截面，基本上由轴压比控制，强度富裕很多，常易形成粗短柱，对抗震不见得有利。我们为慎重起见，对于利用纵筋放宽轴压比，加了限制：箍筋采用HRB400级钢筋，

31、提高箍筋体积配箍率并采用复合箍筋或螺旋箍筋，柱的纵筋配筋率比计算所需者增加，并对纵筋的总配筋率提出要求。纵筋配筋率比计算所需者增加箍筋体积配箍率纵向总配筋率轴压比限值增加0.8%1.8%3%0.051.6%2.0%4%0.10我们主张，在加强柱身约束，且纵筋较多，具有一定数量抗震墙的条件下，可适当放宽框剪结构和框架-核芯筒结构的轴压比。规范中，对于轴压比的限值，写的是“宜”，也即可有一定的灵活余地。傅学怡研究员著文分析，规范的轴压比限值仅与结构类型及抗震等级有关，而与框架柱在结构中所处的位置无关。但在地震作用下框架的中柱所受轴力较小，边柱、角柱所受轴力较大，尤其角柱处于双向压弯和扭转作用下，轴

32、力较大，受力较复杂。因此建议：对轴压比控制应区别对待，适当调整。中柱适当放松，边柱不变，角柱适当从严。以利于中、大震发生时，框架柱尤其是边、角柱不致发生压曲脆性破坏。（高层建筑结构设计若干重要问题探讨 建筑结构.技术通讯 2007年5月）7无筋扩展混凝土基础所谓无筋扩展基础是指基础截面的台阶宽高比满足GB50007-2002建筑地基基础设计规范表8-1允许值的墙下条形基础和轻型独立基础，在地基反力作用下，基础的弯曲拉应力和剪应力小于材料的抗拉强度设计值，而无需配置钢筋。无筋扩展混凝土基础材料最低强度等级为C15。对混凝土基础，当基础底面在荷载效应标准组合时平均压力值超过300kPa时，按下式验

33、算墙（柱）边缘或变阶处的受剪承载力：式中：相应于荷载效应基本组合时的地基土平均净反力产生的沿墙（柱）边缘或变阶处单位长度的剪力设计值，对于由永久荷载效应控制的基本组合，也可采用简化规则，荷载效应系数1.35。沿墙（柱）边缘或变阶处混凝土单位长度面积。令注释1：GB50007-2002：8.1.1条无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。对此建筑地基基础设计规范理解与应用的解释：89规范规定刚性基础（实际上基础受力后相对变形还是存在的，只不过其值很小而已，故不能称为刚性，现已改称无筋扩展基础）适用于6层和6层以下的民用建筑，根据沈阳、武汉地区的经验，认为只要地基承载力能满足要求，层数可达7-8

34、层，因此本次修订时对层数的限制适当放宽，取消了无筋扩展基础仅能用于6层及6层以下民用建筑这一限制。注释2：素混凝土基础受剪承载力公式是根据材料力学及素混凝土抗拉强度设计值确定的，由材料力学，矩形截面最大剪应力为： 注释3：素混凝土基础抗弯承载力验算。依据GB50010-2002 A.3.1矩形截面受弯构件承载力计算式中：矩形截面的截面抵抗矩塑性影响系数基本值，； 混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数； 截面高度（mm）当注释4：素混凝土基础是否需要验算受弯承载力的问题，规范没有要求，编者经分析比较得知，一般情况下不必验算，只有当值较低且基础台阶厚度较大时会出现受弯承载力控制的现象，但这种情况在设

35、计中的机率很小。C15混凝土受弯承载力控制台阶高宽比：受剪承载力控制台阶高宽比：C15混凝土基础台阶高宽比控制值计算项目=300=350=400=450=500受弯承载力控制4001.251.351.451.531.625001.291.391.491.581.676001.321.421.521.621.707001.341.451.551.641.738001.361.461.571.661.75受剪承载力控制1.221.421.621.822.03注释5：对于高宽比大于1.25的素混凝土基础，已经超出了梁板的范畴，属块体构件，已不宜采用一般受弯构件计算截面应力。8柱下扩展基础的抗剪计算柱

36、下钢筋混凝土扩展基础是否需要进行斜截面抗剪承载力验算，自执行GB50007-2002建筑地基基础设计规范以来，一直困惑着设计者。因为GBJ7-89规范8.2.6条二款“基础高度和变阶处的高度，应按国家现行混凝土结构设计规范中的冲切、剪切公式计算确定。”而GB5007-2002规范8.2.7条2款“对矩形截面柱的矩形基础，应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力。”规范的正文中没有对剪切承载力计算提出要求，但在条文说明8.2.7条“阶梯形独立柱基及锥形独立柱基其斜截面受剪的折算宽度，可按本规范附录S确定。”附录S为“阶梯形承台及锥形承台斜截面受剪的截面宽度”。看来又隐含着抗剪计算要求。规

37、范要求独立柱基台阶的宽高比小于或等于2.5，跨高比较一般梁板构件小得多，若直接按均布荷 载作用于下矩形截面无腹筋梁的抗剪承载力计算，将得到过于保守的结果。因为混凝土规范抗剪承载力系数0.7是根据时得出的，当（对于悬臂板）时，承载力也随着的减小而提高。由GB50007-2002 8.5.18条承台斜截面计算公式，将抗剪承载力系数0.7改为：，剪跨比0.3时，取=0.3。笔者建议对扩展基础取广义剪跨比轴心受压矩形基础则：一般，经对多个工程实例分析，可取=0.75，则。承台计算截面处有效截面面积，相当于规范(8.5.18-1)式中的规范要求承台计算截面处的计算宽度按本规范附录S确定。经笔者推导，直接

38、计算值概念清晰且快捷得多，结果与规范是一致的，如下图所示： a、阶梯形基础 b、锥形基础 受剪计算平面示意图承台计算截面处有效截面面积示意图设计中可先由冲切承载力计算求得，再验算抗剪承载力。以工程实例进行分析。例：武汉商业服务学院（中南建筑设计院设计）J15(4200×4200) 第一阶宽计算冲切承载力需要之截面度高 （大于1.0时取1.0，小于0.9时取0.9）斜截面受剪承载力验算：若按冲切承载力计算之验算：上例中其它条件不变，。由冲切承载力计算得： 由计算分析得知，取抗剪承载力系数为较为恰当，由此建议：当时，可不进行抗剪验算。为荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值。与规范表8

39、.1.2注释4“基础底面处的平均压力值超过300的混凝土基础，尚应进行抗剪验算”相吻合。（笔者注：宜理解为基底压力扣除基础及回填土荷载后的净反力标准值）。对于柱下扩展基础高度的确定，首先宜由冲切承载力计算确定，然后进行抗剪承载力验算。抗剪承载力验算时考虑剪跨比的影响，,，（0.3时取0.3）,，必要时可增加基础高度。9地基承载力深度修正地基土的强度问题，实质上就是抗剪强度问题。当地基在竖向荷载作用下，土中各点产生法向应力与剪应力。若某点的剪应力达到该点的抗剪强度，土即沿着剪应力作用方向产生相对滑动（剪损），此时，称为该点强度破坏。如荷载继续增加，则剪应力达到抗剪强度的区域（亦即塑性区）愈来愈大

40、，最后形成连续的滑动面，一部分土体相对另一部分土体产生滑动，基础因此产生很大的沉降与倾斜，整个地基强度破坏，这时称为地基失去稳定。把土中一点的应力状态和土的抗剪强度联系起来，在极限平衡状态时，作用在土体的剪切破坏面上的法向应力剪应力与抗剪强度之间应满足如下关系：对砂、砾土：对粘性土：深度修正的实质是：基底水平面以上基础两侧的超载，会限制滑动面的发展，提高地基极限承载力。那么基底平面以上基础两侧多大范围的超载对地基承载力的提高起作用呢？土的内摩擦角15°-30°时，基础两侧有效超载范围为2B4B（B为基础宽度），同时要注意，超载应为连续的均布荷载并作用在整个滑动体表面为前提。

41、若基础两侧为独立基础时，通常不宜做深度修正。（基于整体剪切破坏分析的地基承载力深度修正于海峰 建筑结构.技术通讯2007年11月）目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构，对于主体结构地基承载力的深度修正，宜将基础底面以上范围内的荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。（GB50007-2002 5.2.4条文说明）对于主裙楼一体的结构，地下室采用构造底板时，可将设计采用的底板反力折算成土重进行修正。（DB42/242-2003 5.2.5条文说明）基础底面以上土的加权平均重度在考虑地下水（特别是多层地下水）浮托时如何取值过去往往使设计人困惑。本条对比作了明确规定。总的原则是：基础置于隔水层内时即不考虑地下水浮托问题，采用土的天然重度加权平均值。隔水层包括粘土、粉质粘土等不透水或弱透水层。如基础置于含水层（包括强透水性的砂土、碎石土以及厚层粉土等）内，则按所在含水层的水位上、下分别取天然重度、浮重度进行基底以上土的重度加权计算。（DB42/242-2003 5.2.4条文说明）经过处理后的地基（复合地基），基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0，即