建筑结构设计常见问题11页文档资料文档格式.docx
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建筑结构的整体性，承载力和刚度在平面内及沿高度均匀分布，避免突变和应力集中；
预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围；
抗震房屋应设计成具有高延性的耗能结构并具有多道防线；
地基变形对上部结构的影响，地基基础与上部结构协同工作的可能性；
各类结构材料的特性及其受温度变化的影响；
非结构性部件对主体结构抗震产生的有利和不利影响，要协调布置，并保证与主体结构连接构造的可靠性。
3．结构抗震概念设计的基本原则是什么？
结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散如果仅集中在极少数的薄弱部位，将导致结构过早破坏。
现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构都能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用进行结构计算和构件设计并加以构造措施，或采用动力时程分析进行验算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标，所以结构抗震概念设计的基本原则是：
（1）结构的简单性
结构简单是指结构在抗震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握，对结构抗震性能的估计也比较可靠。
（2）结构的规则性和均匀性
①沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位，这些部分将产生过大的应力集中或过大的变形。
容易导致结构过早的倒塌。
②建筑平面比较规则。
平面内结构布置比较均匀，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。
建筑平面规则，结构布置均匀，有利于防止薄弱的子结构过早破坏和倒塌，使地震作用能在各子结构之间重分布，增加结构的自由度数量，发挥整个结构耗散地震能量的作用。
（3）结构的刚度和抗震能力
①水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。
通常可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。
结构的抗震能力则是结构承载力及延性的综合反映。
②结构刚度选择时，虽可考虑场地特征，选择结构刚度，以减少地震作用效应，但也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因P-△效应过大而导致结构破坏。
③结构除需要满足水平方向的刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
现有的抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量。
在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
（4）结构的整体性
①在建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到了非常重要的作用，楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要使这些子结构能够协同承受地震力，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。
楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接，当结构空旷，平面狭长或平面凹凸不规则，或楼盖开大洞口时，更应特别注意。
设计中不能误以为，在多遇地震作用计算中考虑了楼板平面内弹性变形影响后，就可削弱楼盖体系。
②结构基础的整体性尤其是高层结构基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。
4．结构抗震设计的基本要求是什么
（1）三水准设防要求
结构采用三个水准进行抗震设防，即"
小震不坏，中震可修，大震不倒"
第一水准：
当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震（重现期约50年）影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。
结构仍处于弹性状态，可以用弹性反应谱进行地震作用计算，按承载力要求进行截面设计，并控制结构弹性变形符合要求。
第二水准：
当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震（重现期约475年）影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
结构产生塑性变形，依靠塑性耗能能力，使结构保持稳定得以保存下来，此时结构抗震设计应按变形要求设计。
第三水准：
当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震（重现期约1600～2400年）影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
结构进入弹塑性大变形状态，此时应考虑防倒塌设计。
多遇地震：
50年一遇，比抗震设防烈度约低1.55度。
罕遇地震：
1600～2400年一遇，比抗震设防烈度约高1度。
抗震设防烈度：
地震475年一遇。
（2）二阶段抗震设计要求
二阶段抗震设计是对三水准抗震设计的具体事实，通过二阶段设计中的第一阶段对构件截面承载力验算和第二阶段对弹塑性变形验算，并与构造措施相结合，从而实现"
的抗震要求。
①第一阶段设计
对于结构设计，首先应满足第一和第二水准的抗震要求，先按多遇地震的地震动参数设计地震作用，进行结构分析和地震内力计算，考虑各分析系数和荷载组合系数等进行荷载与地震作用产生内力的组合，进行截面、配筋计算以及结构弹性位移控制，并采取构造措施保证结构的延性，使之满足第二水准的变形能力，这样就实现了"
小震不坏，中震可修"
。
这一阶段设计对所有抗震设计的建筑结构都必须进行。
②第二阶段设计
对地震时地震能力较弱或抗震要求较高的甲类建筑结构要进行薄弱层的塑性变形验算，并采取措施提高薄弱层的承载力和变形能力，这一阶段设计主要是针对甲类建筑和特别不规则的结构。
（3）结构延性要求
结构的延性好，吸收地震能量就大，有较好的抗震性能和耐震性能。
多高层混凝土结构的延性要求为μ=4～8，从保证延性的重要性而言，抗震结构的构造措施比计算更重要。
（4）结构自振周期要求
结构自振周期应与地震动卓越周期错开，避免共振造成灾害。
结构自振周期参考值：
框架结构：
T=0.085N
框-剪结构：
T=0.065N
框-筒结构：
T=0.06SN
剪力墙结构：
T=0.05N
（5）结构抗震设防要求
抗震结构尽可能设置多道抗震防线，应采用具有联肢墙、壁式框架的剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架核心筒结构，筒中筒结构等多重抗侧力结构体系。
高层结构避免采用框架结构。
（6）抗震结构的承载力和刚度要求
抗震结构的承载力和刚度要适应在地震作用下的动力要求，并应均匀连续分布。
在一般静力设计中，任何部位的超强设计都不会影响结构的安全。
而抗震设计中，某一部分结构的超强，就可能造成某些部位相对薄弱，因此在抗震设计中要严格遵循该强就强该弱就弱的设计原则，不得任意加强。
在施工过程中，以大代小，以高强钢号代替低钢号改变配筋，应按钢筋承载力相等的原则进行换算。
（7）结构的塑性铰区要求
合理的控制结构的塑性铰区位置，掌握结构的屈服过程和屈服机制，要采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏、钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏。
为保证混凝土和钢筋共同工作，必须使钢筋有足够的锚固长度和混凝土饱和层厚度。
在设计中无论柱、梁的纵向钢筋、墙的分布钢筋和楼板钢筋，直径宜细不宜粗，间距宜密不宜稀。
二．荷载作用
1．高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯和楼面的均布活荷载标准值取2.5KN/㎡?
不可以。
荷载规范中当人流密集时，其走廊、门厅、楼梯和楼面的均布活荷载标准值取3.5KN/㎡。
2．楼梯间是否按消防疏散楼梯楼面活荷载标准值取值？
这要根据建筑要求，是否是消防疏散楼梯，如果是，则按3.5KN/㎡取值，如果不是则按相应项取值。
3．消防车荷载如何确定？
荷载规范规定，消防车均布活荷载标准值，当单向板楼盖（板跨不小于2m）取3.5KN/㎡，双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小于6mx6m）取20KN/㎡。
而实际上当楼盖上方有较厚的地面作法及较厚的填土层时，取上述荷载是不确切的，应按当地使用的最大消防车轮压值及楼盖上覆盖层厚度确定，作用在结构面上的面积和重量，按此计算内力和配筋。
而某些楼盖处地面作法较薄时，还应按轮压验算楼板的冲切及局部荷载作用下的内力和配筋。
4．框架结构设计时，是否考虑灵活布置的非固定隔墙荷载
这一问题，在设计时我们应征求甲方的意见，将其利弊和甲方说明白，利用框架结构的优点，便于以后进行不同用途的分隔。
对这种荷载取每沿米墙重KN/m的1/3作为活荷载标准值（KN/㎡）加在楼面活荷载中，并加以说明。
5．地下室顶板是否考虑施工堆载？
地下室顶板设计应考虑施工过程中的材料堆放荷载，可取4.0KN/㎡，并在说明中加以注明。
6．在何种情况下采用永久荷载分享系数1.35？
根据荷载规范，对于基本组合
当由可变荷载效应控制的组合：
S1=γGSGK+γQSQK
（1）
γG--当其作用对结构不利时1.2，γQ=1.4
S1=1.2SGK+1.4SQK
当由永久荷载效应控制的组合：
S2=1.35SGK+1.4x0.7SQK
S2>
S1则1.35SGK+1.4x0.7SQK>
1.2SGK+1.4SQK
SGK>
2.8SQK
则当永久荷载大于可变荷载2.8倍时，永久荷载分项系数取1.35。
7．怎样估算各类结构楼层单位面积的重量特征值？
钢筋混凝土多高层建筑，单位面积的重量标准值与结构类型、层数、使用性质、抗震设防烈度和填充墙材料等有关。
根据实际工程的统计结果，下列数值可作为估算地基基础结构构件截面，结构底部总剪力的参考依据：
框架结构：
11～14KN/㎡
框架-剪力墙结构：
12～15KN/㎡
13～16KN/㎡
框架-核心筒结构：
13～15KN/㎡
当建筑物高度较高（大于20层）可取上限，较低时可取下限，地下室每层可按20KN/㎡估算。
8．风荷载的基本风压怎样取值？
基本风压W0是以当地比较空旷平坦地面上离地面10米高平均最大风速为标准。
荷载规范规定，基本风压应按规范附录中给出的50年（n=50）一遇风压采用，但不得小于0.3KN/㎡，对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。
对于特别重要的高层建筑，目前尚无统一明确的定义，一般可根据《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的设计使用年限和安全等级确定，设计使用年限为100年的或安全等级为一级的高层建筑可认为是特别重要的高层建筑。
对风荷载是否比较敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，如结构的自振频率和振型等。
对于前几阶振型频率比较密集和振型比较复杂的高层建筑结构，高振型影响不可忽视，因此应适当提高风压取值。
为了便于执行，《高规》说明指出，一般情况下，房屋高度大于60m的高层建筑可取100年一遇的风压值；
对于房屋高度不超过60m的高层建筑其风压值是否提高，根据结构的侧向刚度确定，侧向刚度较大的就不用提高。
对房屋相互间距较近的建筑群，由于旋涡的相互干扰，房屋的某些部位的局部风压会显著增大，设计时宜考虑其不利影响。
群体效应情况比较复杂，荷载规范未给出具体计算方法，一般可将风荷载体型系数进行放大。
9．高层建筑的阳台栏板如何配筋？
根据荷载规范，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值WK=ВZμSμZw0，对檐口、雨篷和遮阳板等突出构件，风压体型系数μS=-2。
而由于建筑物高度大，μZ也相应很大。
经计算WK值较大，如果阳台栏板钢筋仅沿内侧配置，满足不了风荷载的要求，所以这种情况阳台栏板应双侧配筋。
三．地震作用
1．计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值如何取值？
风荷载参与组合吗？
抗震规范将地震发生时恒载与其它重力荷载可能的组合结果总称为"
抗震设计的重力荷载代表值"
，即永久荷载标准值GK和与重力有关的可变荷载组合值之和。
可变荷载的组合值系数为：
（1）雪荷载取0.5；
（2）屋面积灰荷载取0.5；
屋面活荷载不计入；
（3）楼面活荷载按实际情况计算取1.0；
按等效均布活荷载计算时，藏书库和档案库取0.8，一般民用建筑取0.5，由此可见，计算结构重力荷载代表值时，只有各类结构构件和非结构构件的自重及竖向可变荷载参与组合，水平可变荷载和风荷载不参与组合。
但在进行结构构件截面抗震验算时，地震作用效应与其它荷载效应的基本组合时，考虑风荷载的组合。
当风荷载控制作用的高层建筑，风荷载组合值系数取为1.2，一般结构仍取0.0。
2．6度区的建筑结构是否进行地震作用计算和截面抗震验算？
抗震规范规定，6度时位于Ⅳ类场地土上的较高的高层建筑（高度大于40m的钢筋混凝土框架，以及高度大于60m的其他钢筋混凝土房屋）需要进行地震作用计算和截面抗震验算。
另外，对于钢筋混凝土房屋的抗震等级，四级以上的结构截面抗震验算涉及到内力调整，而位于6度区的钢筋混凝土房屋其框架和抗震墙的抗震等级有许多为三级和二级，所以也应进行地震作用计算和截面抗震验算。
还有一些不规则的结构，也需要进行地震作用效应的调整，这样看来，6度区的建筑结构，还是应该进行地震作用计算和截面抗震验算的。
3．突出屋面的屋顶间、女儿墙和烟囱等的抗震设计如何规定？
突出屋面的小结构明显存在刚度突变，其抗震设计应注意采取可靠措施。
计算地震作用时，当采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙和烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点进行计算，同时还要根据计算结果加强构造措施。
突出屋面的屋顶间应作为局部易损部件对待，其最大抗震横墙间距和宽度宜按一般楼层的1/3采用。
而对突出屋面的屋顶间定义为突出屋面的屋顶房间面积小于楼层面积的30%时，可按突出屋面的屋顶间计算。
对于广播、通信和电力调度等建筑物，由于其功能要求，常在主体建筑物的顶部再建一个细高的塔楼，塔高通常超过主体建筑物的1/4以上，其层数多，刚度小。
塔楼的高振型影响很大。
其地震作用比按底部剪力法的计算结果大很多，远远不止3倍，有些工程甚至大8～10倍，因此，一般情况下应采用振型分解法或时程分析法进行分析。
求出其水平地震作用。
4．规范规定了楼层最小地震剪力系数，不满足时是否可以仅仅将地震作用按比例放大？
对于刚度较弱，周期较长的结构，地震发生时地面运动的长周期可能对结构的破坏具有更大的影响，但目前抗震规范所采用的振型分解反应谱法无法对此做出估计。
现规范要求控制楼层地震作用的最小值，取地震剪力系数作为控制指标。
楼层最小地震剪力系数值
类别7度8度9度
扭转效应明显或基本周期小于3.5S0.016（0.024）0.032（0.048）0.064
基本周期大于5.0S0.012（0.018）0024（0.032）0.040
括号内数字用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区
如果结构部分楼层实际计算的地震剪力系数与规范规定的相差较多，说明该结构整体刚度偏小，宜调整结构总体布置，增加结构刚度，如果部分楼层的地震剪力系数小于规定较多，说明结构存在明显的软弱层，对抗震不利，也应对于结构体系进行调整，增强这些软弱层的抗侧刚度，不能简单的采用地震作用增大系数的方法。
对于高层建筑的地下室，当嵌固部位在地下室顶板时，一般不要求单独核算地下室部分的楼层最小地震剪力系数。
四结构设计的基本规定
1．设计基准期和设计使用年限有何区别？
结构的设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，它不等同于建筑结构的设计使用年限，也不等同于建筑结构的寿命。
一般设计规范所采用的设计基准期为50年，即设计时所考虑荷载和作用的统计参数均是按此基准期确定的。
设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可达到其预定目的的使用年限，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和一般维护下所应达到的使用年限。
当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，可继续使用。
因而设计使用年限不同于建筑寿命，同一建筑中不同专业的设计使用年限可以不同，例如：
保温、给排水管道、室内外装修和结构等均可有不同的设计使用年限。
在结构施工图总说明中应该写明设计使用年限，而不应写设计基准期。
2．混凝土结构环境类别的判定以及耐火性和受力钢筋保护层厚度是如何确定的？
混凝土规范规定，混凝土结构的耐久性应根据环境类别和设计使用年限进行设计。
（1）钢筋混凝土基础（基础埋深满足冻深要求），一般情况下，在非严寒和非寒冷地区其环境类别属二a类，当设计使用年限为50年时，其混凝土强度等级不应低于C25，其底筋混凝土保护层厚度不应小于40mm，当无垫层时不应小于70mm，在严寒和寒冷地区，其环境类别属二b类，其混凝土强度等级不应低于C30。
而长春地区实际就属于寒冷地区，应采用C30，而根据长春地区的实际经验，可采用C25级。
（2）室外露天环境下的构件，如雨篷和遮阳板等，受大气及雨雪的交替作用，在严寒和寒冷地区，其环境类别属二b类，其混凝土强度等级不应低于C30，并相应选取受力钢筋混凝土保护层厚度。
（3）消防水池等构筑物，迎水面直接与无侵蚀性水接触，严寒地区其环境类别是二b，混凝土强度等级不低于C30，根据地下防水规范，迎水面受力钢筋保护层厚度应为50mm。
3．抗震设计时，框架结构的电梯筒墙体应选用什么材料？
有抗震设防的工程，在框架结构中电梯筒墙体宜做填充墙，使体系明确。
如一定要做钢筋混凝土墙时，结构计算时要考虑墙体的作用，按框剪结构输入。
不应按纯框架计算，施工图再加上混凝土墙的作法，因为地震作用过于集中在筒体周围，使与筒体相连的框架受力增大，而按纯框架考虑偏于不安全。
4．框架结构采用现浇空心板时，框架梁如何布置？
在框架结构中，楼板采用现浇空心板，框架梁应双向设置，保证双向抗侧力体系，不能用空心板中的暗梁代替框架梁，形成只单向有框架梁的体系，这时，应将该体系转化成板柱体系，又要加抗震墙。
5．在现有钢筋混凝土结构房屋上采用钢结构进行加层设计有何要求？
在现有钢筋混凝土结构房屋上加层，若采用钢结构可分为两种情况：
（1）当加层的结构体系为钢结构时，因抗震规范不包括下部为钢筋混凝土，上部为钢结构的有关规定，两种结构的阻尼比不同，上下两部分刚度存在突变，属于超规范和超规程设计，设计时应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》的要求执行，即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会进行审定。
（2）当仅屋盖部分采用钢结构时，整个结构抗侧力体系的竖向构件仍为钢筋混凝土，则按照抗震规范的有关规定进行抗震设计。
此时尚应注意加层带来结构刚度突变等不利影响进行验算，必要时对原结构采取加固措施。
6．在砖混结构总高度和总层数已达到限值的情况下，若在其上再加一层轻钢结构房屋，此种结构形式应如何设计？
在这种情况下，因抗震规范无此种结构形式的有关要求，两种结构的阻尼比不同，上下部刚度存在突变，属于超规范和超规程设计，需要进行专门研究，还应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》的要求执行，即需由省级以上主管部门组织的建设工程技术专家委员会对设计进行审定。
7．房屋建筑改造时，如何执行抗震规范？
现行的抗震设计规范是针对新建工程而做的规定，房屋改造时，首先应进行结构安全性检测鉴定和抗震鉴定，依据鉴定结果进行设计。
当新建部分与原有部分建造年代不同，且设置抗震缝分开，可分别执行不同版本的抗震设计规范。
当新建部分和原有部分同属一个结构单元时，原有部分是否按现行的抗震设计规范进行复核和处理，可根据已经使用的年限和改造后预期后续使用的年限确定。
一般情况下，后续使用年限50年的，按现行抗震设计规范执行，后续设计使用年限少于50年的，设计地震作用可相应做调整，抗震措施可按原版本抗震规范执行。
8．如何判断结构的不规则性？
根据抗震规范规则，把不规则分为平面不规则和竖向不规则，各有三种类型
平面不规则的类型
不规则类型定义
扭转不规则楼层的最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍
凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%
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%，或开洞面积大于该楼面面积的30%，或较大的楼层错层
竖向不规则的类型
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%；
除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%
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
楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
结构根据其不规则程度分为不规则、特别不规则和严重不规则。
而具体区别如下：
不规则结构：
指有一项或两项超过规范要求，且超过程度不大（不超过20%）时，为不规则结构。
特别不规则结构：
指的是两项以上超过规定要求，或某项超过规定的指标较多，具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果。
特别不规则结构包括以下几类：
（1）同时具有两种以上复杂类型的高层建筑。
（带转换结构、带加强层结构、错层结构、连结构和多塔楼结构）
（2）转换层位置超过5层（7度区）
（3）单塔或多塔位置偏置过大的大底盘高层建筑
（4）厚板转换的高层建筑（7度和8度区）
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