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第八设计院结构设计标准

目录

1 结构计算 (1)

1.1 荷载输入 (1)

1.1.1 消防车及客车荷载 (1)

1.1.2 墙体荷载 (1)

1.1.3 普通楼面及屋面恒载 (2)

1.1.4 补充使用荷载取值 (2)

1.1.5 设备荷载的输入 (2)

1.1.6 承受楼梯荷载的梁荷载输入 (4)

1.2 计算参数及计算原则 (6)

1.2.1 整体计算参数 (6)

1.2.2 计算分析 (7)

1.2.3 混凝土容重取值 (7)

1.2.4 地下室外墙土压力计算系数 (8)

1.2.5 地下室外墙的室外地面堆载 (8)

1.2.6 计算地下室外墙的嵌固条件 (8)

1.2.7 大跨度单向密肋梁计算要点 (10)

1.2.8 大跨度板的挠度 (11)

1.2.9 竖向导荷 (11)

1.2.10 剪力墙的小墙垛 (11)

1.2.11 楼梯的滑动支座 (12)

2 结构布置及构造措施 (13)

2.1 结构布置 (13)

2.1.1 变柱距的梁格布置 (13)

2.1.2 厨卫100厚隔墙时梁的处理 (13)

2.1.3 梁、板布置 (14)

2.1.4 地下室 (14)

2.2 构造措施 (15)

2.2.1 扶梯基坑的预留泄水孔 (15)

2.2.2 柱、墙脚钢筋锚固 (15)

2.2.3 柱钢筋连接 (16)

2.2.4 底层墙加厚变为短肢剪力墙 (16)

2.2.5 多梁交汇于柱时(多于4根)梁钢筋锚固及梁有转折时处理 (17)

2.2.6 筏板及地下室底板配筋构造 (18)

2.2.7 地下室侧墙与底板配筋构造 (19)

2.2.8 剪力墙结构转角窗的处理 (19)

2.2.9 与剪力墙平面外相交的单跨梁 (20)

2.2.10 构件设计 (21)

2.2.11 后浇带 (24)

2.2.12 屋面大跨度梁起拱(结构找坡) (25)

2.2.13 悬挑板的下部配筋 (26)

2.2.14 次梁高于主梁的构造 (27)

2.2.15 配置三(四)排钢筋的剪力墙 (27)

2.2.16 框架柱配筋 (28)

1 结构计算

1.1 荷载输入

1.1.1 消防车及客车荷载

1)计算楼板时客车、消防车荷载按《荷载规范》5.1.1条第8项根据板跨取值,有覆土时尚应考虑覆土厚度对消防车活荷载的折减(《荷载规范》附录B);

2) 建模及计算主梁时客车、消防车的活荷载折减系数取0.8,单向板楼盖次梁取0.8,单向板楼盖主梁取0.6;

3)设计墙、柱和基础时客车、消防车的活荷载折减系数按《荷载规范》5.1.2条和5.1.3条取值,设计基础时可不考虑消防车荷载。

1.1.2 墙体荷载

200厚加气砼墙体:2.8kN/m2;200厚页岩空心砖墙体:3.2kN/m2;

100厚加气砼墙体:1.8kN/m2;100厚页岩空心砖墙体:2.0kN/m2;

100厚页岩多孔砖墙体:2.4kN/m2;

100厚卫生间墙体(页岩多孔砖)单面贴磁砖:2.7kN/m2;

200厚页岩多孔砖墙体:4.0kN/m2;

(结构设计总说明中应明确砌块容重上限:加气砼块≤700kg/m3;页岩空心砖≤900kg/m3;页岩多孔砖≤1300kg/m3;)

门窗:0.5kN/m2;

幕墙:1.0~1.5 kN/m2;

外墙、女儿墙及厨卫墙体至少按多孔砖计算荷载;

计算墙体荷载时应扣除梁高;

当建筑墙体有外挂石材或面砖时应单独考虑重量;

门窗、飘窗及阳台栏杆线荷载按实际情况输入,不应考虑为通高的墙体荷载。

1.1.3 普通楼面及屋面恒载

输入楼板恒载时,楼板结构自重由程序根据板厚自动计算,设计人员输入附加恒载重量。

普通楼面(面层50mm厚,板底抹灰25mm,无设备管道):1.5kN/m2;

公建楼面(考虑0.5kN/m2的风管等设备管道重量时):2.0kN/m2;

平屋面(参照西南03J201-1第2206项):4.0 kN/m2。

1.1.4 补充使用荷载取值

大型超市卖场区:计算梁柱7.5kN/m2,计算楼板15.0kN/m2;

大型超市仓储区:计算梁柱15.0kN/m2,计算楼板18.0kN/m2;

百货商场、电影城大堂、步行街走廊、电玩、KTV:4.0kN/m2。

【说明】

1. 参考文献:《大型超市楼面等效活荷载的确定》,结构工程师,2004.8;

2. 当业主提供具体荷载,经结构设计人员判断可行时,可按业主提供的荷载设计;

3. 若为小型超市,可根据实际情况确定。

1.1.5 设备荷载的输入

1)现在很多工程在设计期间,业主确定不了电梯选型,而不同品牌的电梯其曳引机钢梁支撑方向不同,输入电梯荷载时,在电梯机房四周梁都要考虑电梯荷载(参考一个电梯品牌的某边最大支承荷载,四边梁均按此荷载输入),此时机房楼面荷载取值3.0 kN/m2(计算楼板时应取7 kN/m2,若电梯厂家资料有更高的要求,则按照相应的荷载要求);

2)电梯机坑吊在楼层上时,荷载输入一定要输入电梯机坑荷载(业主未确

定电梯品牌时参考一电梯品牌荷载输入);

3)扶梯(或自动人行道)荷载与建筑层高有关,具体荷载值按扶梯或自动人行道资料(业主未确梯品牌时参考一品牌)计算输入荷载;

4)非机房楼板和屋面上放置有其他专业的设备时,输入荷载要考虑设备机座混凝土的重量(与相关专业配合确定混凝土基座大小);

5)要充分考虑到水管道井中的管道(加上管道内水)的重量,特别是大型商业建筑中。见图1.1.5-1,图1.1.5-1为实际工程冷凝水管现场安装照片,当管中充满水时,其钢管自重加水重其荷载相当大,结构设计时应引起重视。

图1.1.5-1 商业建筑中的水管井

建议在楼层考虑各楼层平均支承管道重量,荷载分摊到两侧的梁,见示意图1.1.5-2。

图1.1.5-2 水管支承示意图

1.1.6 承受楼梯荷载的梁荷载输入

在框架结构布置中,当柱网内设置楼梯时,通常在该柱网内设置一根次梁,若为两跑楼梯时,可采用简化的方式输入楼梯荷载(见图1.1.6-1)。楼梯顶层的时候应单独考虑(仅在楼层梯梁输入半跨荷载)。

图1.1.6-1 两跑楼梯荷载按简化方式输入

楼梯为多跑楼梯时,特别是层高较高,该次梁承担了很大的荷载,对于该次

a)楼梯平面b)四跑楼梯

c )楼梯设吊柱

d )回字形楼梯 图1.1.6-2 楼梯荷载按实际输入

1.2 计算参数及计算原则

1.2.1 整体计算参数

1)考虑楼面活荷载不利布置;

2)应按《荷载规范》5.1.2条的要求进行梁、墙、柱及基础的活荷载折减,特别是计算地下室顶板梁和基础时;

3)最大地震力作用方向:当程序给出最大地震力作用方向不大于15°时,仅取0°计算,当程序给出最大地震力作用方向大于15°时,除按0°计算外,还应按该角度计算结构受力;有多方向柱网系统时,应考虑斜交抗侧力构件的角度;

4)先保留结构基本周期缺省值,待计算后得到的周期值代入“结构基本周期”选项,重新计算;

5)自振周期折减系数:

框架结构 0.6~0.7

框架—筒体结构 0.8

剪力墙结构 0.9~1(根据剪力墙的数量由设计人员把握)

6)楼面梁刚度增大系数可由程序根据规范要求的翼缘宽度自行计算,也可用经验方法取1.8(框架梁高多数≥700),2.0(其余);

7)梁端负弯矩调幅系数0.85;

8)梁设计弯矩放大系数1;

9)梁扭转折减系数0.4;

10)连梁刚度折减系数0.7(6、7度);

11)位移计算考虑双向地震作用,位移比计算考虑偶然偏心;

12)梁柱重叠部分可作为刚域(视柱大小而定,参考值为柱截面边长大于等于800mm时,梁考虑刚域影响,柱不考虑);

13)柱按单偏压计算,角柱应按双偏压设计(计算中应点角柱,以便考虑内力放大及双偏压验算,另外应注意角柱并非仅仅位于建筑的四角,应根据其双向受弯的特点予以判别);

14)墙竖向分布筋配筋率:0.25%(抗震等级四级时0.20%);

15)仅位移比计算采用强制刚性楼板假定;

16)位移控制比规范限值略小即可(框架1/600~1/700,框剪1/900左右,剪力墙1/1100左右)。

1.2.2 计算分析

1)剪力墙翼墙较小时(长度不大于200mm),宜不纳入整体模型计算,端柱宜输入计算模型;

2)若抗浮设计采用锚杆方法,应在充分利用抗水板压重和承载力后进行抗浮锚杆设计;

3)基础设计所采用的作用效应与相应的抗力限值应严格符合“建筑地基基础设计规范”第3.0.5条,不能以基本组合代替标准组合或准永久组合;

4)带纯地下室的塔楼计算时其嵌固端根据实际情况确定。

1.2.3 混凝土容重取值

钢筋混凝土计算容重:框架结构容重取值为25kN/m2;框—剪(筒)结构、剪力墙结构容重取值为25kN/m2,剪力墙抹灰荷载按0.8kN/m2单独输入在剪力墙上。

抗浮设计时,考虑到结构自重起有利作用,混凝土容重可取为24kN/m2。【说明】

由于PKPM没有扣除梁板重合部位及梁柱节点重量重复计入,可以近似抵消梁、柱的抹灰重量(往往还有点富余)。

1.2.4 地下室外墙土压力计算系数

地下室外墙计算土压力的静止土压力系数,一般可取0.5;当地下室基坑采用护壁桩时可采用0.33。计算地下室外墙裂缝时,裂缝宽度可控制为0.4mm(若外防水取消时,裂缝控制应严格以一些,建议控制在0.3mm以内)。计算外墙配筋时,土压力分项系数为1.3。

【说明】

计算裂缝时考虑到的有利因素:

1.《建筑地基基础设计规范》第9.3.2条条文说明中,对于回填土为坚硬土时,静止土压力系数可

取0.2~0.4;

2.地下室外墙临土面建筑设计了柔性防水层,其防水层外还有砖砌体保护;

3.通常地下室侧墙为压弯构件,压应力的存在可以抑制裂缝的开展,而设计中通常按连续梁计算、纯弯构件配筋,没有考虑压力这一有利因素;

4.根据全国民用建筑工程设计技术措施2009-混凝土结构中2.6.5条,基础构件(包括地下室挡土墙)的允许裂缝宽度可放宽至0.4mm。

1.2.5 地下室外墙的室外地面堆载

计算地下室外墙时,要考虑室外堆载的影响,室外堆载取值5kN/m2。(详见《全国民用建筑工程设计技术措施2009(结构—地基与基础篇)》第5.8.11条。)【说明】

该值包括了可能停消防车的室外地面。有特殊较重荷载时,按实际情况考虑。

1.2.6 计算地下室外墙的嵌固条件

对于不做底板的地下室,地下室外墙基础常采用两种形式,一种为嵌岩基础,一种为桩基础,见图1.2.6-1示意。对于这两种基础形式,都不能很好的作为地

下室外墙嵌固端,建议按照以下原则计算地下室外墙:

(a)嵌岩基础(b)桩基础

图1.2.6-1 地下室外墙示意图

地下室外墙为嵌岩基础时:

在持力层为泥岩的情况下,由于施工及岩石完整性的原因,不可能对外墙基脚完全嵌固,采用嵌固端简图计算出的外墙弯矩,对嵌固端弯矩乘以折减系数γ,调整跨中及支座弯矩后进行配筋计算,见图1.2.6-2。根据工程具体情况,γ取值0.7~1。

图1.2.6-2 地下室外墙计算

地下室外墙为桩基础(无地下室底板)时:

采用桩基础时,常在外墙下设宽扁地梁,对外墙基脚的嵌固程度取决于地梁的抗扭刚度,采用固端简图计算出的外墙弯矩,调整跨中及支座弯矩后进行配筋计算,视工程具体情况,γ取值0~0.4,见图1.2.6-2。在地梁抗扭刚度相对不大的情况下,可取γ=0,则侧墙下端支座可简化为铰接,地梁设计时满足抗扭的构造要求。

注意:1)按照γ大于0时,计算地梁的抗扭配筋;

2)根据外墙传给地梁的水平土压力,计算梁侧面钢筋(此时地梁有侧弯,纵筋配置在梁侧面,并注意地梁箍筋的配置形式及方向,如下图所示);

图1.2.6-3 地梁侧弯受力示意及箍筋的配置方向

3)桩之间应有可靠拉梁,以传递土的侧向推力。

1.2.7 大跨度单向密肋梁计算要点

1)整体计算模型中大跨次梁与边框架梁点铰接,用于计算大跨次梁配筋;

2)整体计算模型中大跨次梁与边框架梁刚接,用于计算边框架梁抗扭钢筋及框架边柱配筋;

3)梁挠度按大跨次梁与边框架梁刚接计算,支座配筋满足构造要求。

图1.2.7 大跨度单向密肋梁

1.2.8 大跨度板的挠度

楼板及屋面板除强度计算配筋外,对大跨度板(跨度≥4.5米或悬挑板≥1.8米,或活荷载超过4.0kN/m2,或配筋率大于0.5%),必须进行挠度计算,挠度可扣除起拱。

1.2.9 竖向导荷

采用JCCAD接力PKPK的SATWE(或PMSAP)计算基础时,上部荷载应采用“SATWE恒+活”(或“PMSAP恒+活”)计算,不应采用“PM恒+活”计算。【说明】

“PM恒+活”的导荷方式与传统的手算相近,不考虑竖向刚度变形的影响,只与受荷面积有关,而“SATWE 恒+活”计算与构件的刚度有关,考虑了竖向刚度变形协调,因此,两种导荷的荷载分布会有差异,甚至

在结构刚度差异大的情况下二者竖向构件内力的分布差异极大,但两者的荷载总值应该基本相同,不应该有差异。

1.2.10 剪力墙的小墙垛

高层剪力墙结构住宅,其墙肢端头的构造小墙垛(总长度不大于400mm)可不参与整体计算。

1.2.11

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.1.15条,对于纯框架结构应考虑楼梯间的“支撑”效应,参与结构整体计算。推荐楼梯设计采用图1.2.12的作法(11G101-2),消除楼梯的“支撑”效应。

图1.2.12 消除楼梯“支撑”效应的措施

位于结构嵌固层以下以及剪力墙结构和核心筒内的楼梯,按照常规楼梯设计,计算中也不用考虑楼梯的“支撑”效应。

注:采用这种做法时,应注意楼梯净高,避免碰头,如层高为5米时的多层四跑楼梯。支座不能滑动时,应在计算中考虑楼梯的斜撑作用。

2 结构布置及构造措施

2.1 结构布置

2.1.1 变柱距的梁格布置

框架结构中,无论是井字或是十字形布置次梁,遇到变柱距时,当无其他特殊要求,宜按图2.1.1(b)进行次梁布置。

(a)不宜采用的次梁布置(b)宜采用的次梁布置

图2.1.1 框架结构中次梁布置

2.1.2 厨卫100厚隔墙时梁的处理

在住宅结构平面梁布置时,厕所及厨房的墙厚通常采用100mm厚,但结构梁宽通常为200mm,而厨卫完成后的地面往往要比其它房间底50mm,为了使地面不露梁头,梁的布置应按图2.1.2布置。此时往往会有同一段梁有高差的情况,可将梁上部筋以1:6的角度弯折通过。

图2.1.2 住宅中厕所或厨房梁布置

2.1.3 梁、板布置

板厚(根据荷载大小适当调整):板跨3.7m以下取 100mm;板跨3.8~4.2m 取110mm;板跨4.2~4.3m取120mm;板跨4.4m~4.7m取130mm;板跨4.8~5.0m取140mm;板跨5.0~5.4m,取150mm。异形板加厚10mm。高层屋顶板120mm,多层屋顶板不小于110mm。

梁截面:根据强度和刚度要求选择,控制梁配筋率1~2%。

2.1.4 地下室

1)地下室底板一般采用无梁板形式;

2)地下室底板内积水坑宜避开独立柱基;

3)地下室顶板布置应与园林景观设计配合,做到安全性与经济性兼顾,若地下室顶板为梁板结构时,通常采用井字梁布置形式;

4)地下室顶板厚度宜采用160mm(视覆土厚度而定),若地下室顶板作为嵌固端,在塔楼相关范围内厚度180mm;

5)后浇带设置应避开竖向构件(地下室侧墙除外)、独立柱基、积水坑等,

并避免将梁整体设置于后浇带内。

2.2 构造措施

2.2.1 扶梯基坑的预留泄水孔

楼板上的自动扶梯(步行道)机坑,图上必须预留两个Φ50的泄水孔,以保障在紧急情况下不会蓄水,避免增加荷载。

图2.2.1 扶梯基坑剖面

2.2.2 柱、墙脚钢筋锚固

在11G101-1图集中没有柱、墙钢筋锚入基础的详图,建议按图2.2.2方式留基础插筋。

(a)柱钢筋锚固在基础中(b)墙钢筋锚固在基础中

(c)柱钢筋锚固在深基础中(d)墙钢筋锚固在深基础中

图2.2.2 柱、墙脚钢筋锚固

2.2.3 柱钢筋连接

在高层建筑(或荷载很大的多层建筑)中,下部柱截面很大,按101图集计算出的连接区段长度由于层高不够,达不到在同一截面钢筋接头面积百分率不应大于50%的要求,这时钢筋应采取“跨层”连接(图2.2.3),以保证在同一截面钢筋接头面积百分率不应大于50%的要求。钢筋连接采用机械连接,或焊接连接。

图2.2.3 柱钢筋连接

2.2.4 底层墙加厚变为短肢剪力墙

一般剪力墙结构住宅中标准层墙体厚取200mm的居多,当底层层高较高要

满足墙体稳定性的要求,或轴力大要满足轴压比的要求,往往需加厚墙体,如不加长墙肢,有的普通剪力墙可能会转化为短肢剪力墙。建议按下述方式设计:1)墙厚不小于300mm(实际操作的时候墙厚可取310mm)、高厚比大于4时仍按一般剪力墙设计(注意截面高厚比不大于4的宜按框架柱设计);

2)增加墙肢两侧连梁的高度,其跨高比≤2.5,墙肢截面高度与宽度之比虽为5~8,此时为联肢墙,可不作为短肢剪力墙;

3)当不满足上述两条时,按短肢剪力墙设计;

4)11G101第62页注3,小墙肢即墙长不大于墙厚4倍的剪力墙,小墙肢厚度不大于300时,箍筋全高加密。

2.2.5 多梁交汇于柱时(多于4根)梁钢筋锚固及梁有转折时处理

5根及以上相交的梁柱节点,柱头钢筋过密以至混凝土难以振捣密实,容易造成施工困难带来安全隐患。建议采取如下措施(图2.2.5-1):

1)根据梁受力的大小,确定上部钢筋的排放顺序(以线型表示钢筋顺序,受力大的梁或重要的梁,其钢筋放在上部第一排,如悬挑长度较大的梁),且梁在框架柱有转折时,梁上部筋尽量连续通过,弯折角度建议在150~180之间;

2)对钢筋不能连续穿过柱的梁,可将梁伸到柱对边形成梁头锚固钢筋,以减少钢筋在节点区的密集程度;

3)对于上部钢筋放在第三排的梁,由于支座截面梁有效高度减少很多,梁跨中配筋适当多放大;

4)为减少下部钢筋在节点区的冲突,尽量将梁截面高度错开,并允许部分下部钢筋不伸入节点。

图2.2.5-1 节点梁数多于4根时梁钢筋的顺序排放及锚固多梁汇交于柱的节点,框架梁方向数原则上不超过三个方向(弯折连续通过的算一个方向),否则宜调整结构布置避免节点区钢筋过于密集。

梁上部钢筋未弯折连续通过将导致某些梁有效截面高度大大降低,使用时容易开裂、梁的承载力降低较多,另外节点钢筋拥挤、节点区不易浇筑密实,如图2.2.5-2。(经现场验钢筋后发现未按设计要求,返工重做。)

图2.2.5-2 梁钢筋未连续通过的现场照片

2.2.6 筏板及地下室底板配筋构造

筏板及地下室底板配筋,由于板没有长跨及短跨之分,X和Y向的受力都一样,配筋应按照图2.2.6配置,这样两个方向的h0都一样,没有主次之分。

图2.2.6 筏板及地下室底板配筋

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