《常见问题分析》PPT课件.ppt

,钢筋混凝土结构设计常见问题分析主讲人:张维斌,一、材料和基本设计规定问题:设计抗震等级为一、二级的钢筋混凝土框架时,未对普通纵向受力钢筋的力学性能提出要求。原因分析:规定普通纵向受力钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值比值的最小值,是为了保证当构件某个部位出现塑性铰后,塑性铰处有足够的转动能力和耗能能力,提高构件的延性;而规定钢筋的屈服强度实测值与强度标准值比值的最大值,则是为了有利于实现强柱弱梁、强剪弱弯这一抗震原则。改进措施:结构设计时,在结构设计文件中(一般在结构设计总说明)应根据抗震规范第条的规定,明确要求抗震等级为一、二级的框架,其普通纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.30。,问题:抗震设计时,未对主体结构中纵向受力钢筋的替代原则做出规定。原因分析:如果不规定主体结构纵向受力钢筋的替代原则,常会使替代后的纵向受力钢筋的总承载力设计值大于原设计的纵向受力钢筋的总承载力设计值,大得过多时,可能会造成构件抗震薄弱部位转移,也可能造成构件的受力较大部位发生混凝土脆性破坏(混凝土压碎、构件剪切破坏等)。改进措施:在结构设计文件中,应根据抗震规范第条的规定,明确要求主体结构在进行纵向受力钢筋替代时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足正常使用要求极限状态(如挠度、裂宽等)和抗震构造措施(如最大及最小配筋率、箍筋加密等)的要求,特别是以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,更应注意上述替代原则。,问题:未合理选用现浇楼屋面板混凝土强度等级和钢筋强度等级。原因分析:楼屋面板主要承受竖向荷载,以受弯为主。为保证板类构件安全可靠地工作,混凝土规范规定了最低混凝土强度等级为C20,最小配筋率为min=0.45ft/fy且不小于0.20%。可见最小配筋率随混凝土强度等级的提高而增大,随钢筋强度等级的提高而降低。衡量钢筋其经济性的不是钢筋的实际价格,而是其强度价格比,常用钢筋的强度价格比见下表。,改进措施:混凝土强度等级的提高,对常用板类构件承载力的贡献很小,故其混凝土强度等级不宜选得过高,一般为C20C30,不宜超过C35。过高会使板的配筋量增加较多,不合理也不经济,特别是采用HPB235级钢筋时更为明显。强度价格比高的钢筋经济性较好,不仅可减少配筋率,从而减少配筋量,方便施工;而且还减少了钢筋在加工、运输和施工等方面的各项附加费用。故就钢筋的强度价格比而言,板的受力钢筋,不宜采用HPB级钢筋,宜采用HRB400级钢筋或HRB335级钢筋。这两类钢筋除强度高外,延性及锚固性能也很好,不必象HPB235级钢筋那样锚固时末端还要加弯钩。但对大跨度板,必要时应进行裂宽及挠度验算。,问题:建筑物内有游泳池和大型浴室时,游泳池和浴室的环境类别划分不当。原因分析:一般情况下,设计人员通常将0.00以下的基础和构筑物等的环境类别,根据当地是否属于严寒和寒冷地区而划分为二b或二a类,0.00以上结构的环境类别则划分为一类,容易忽视建筑物内有游泳池和大型浴室的情况。游泳池和浴室虽在0.00以上,但处于潮湿的环境下,不属于室内正常环境,不应将其环境类别划分为一类。改进措施:应根据混凝土规范第条的规定,将游泳池和大型浴室等处于潮湿环境下的结构构件的环境类别划分为二a类,并使其耐久性符合混凝土规范第条关于二a类环境的要求。,二、结构体系及结构布置问题:8度区10层采用框架结构,7度区15层采用框架结构改进措施:抗震规范对于框架结构的适用最大高度,7度区55m,8度区45m,这对有特殊工艺要求的工业厂房可能是合适的,但对一般民用建筑,以平均层高3.3m计算,8度区45m高的框架结构,层数近14层,显然偏高。工程实践表明:高烈度区的高层建筑采用纯框架结构,即使结构计算通过(某些控制指标符合规范要求,如侧移限值等),在结构受力上也是不合理、不经济的。往往梁、柱截面尺寸偏大,用钢量也大;抗震性能不好,侧向位移较大,即使主体结构损坏不大,但非结构构件破坏严重,填充墙、管道等可能遭受较大破坏,损失也将很巨大。1.非抗震及7度区以下的多、小高层建筑2.3层以下,7度区以下可不用框架3.8度区6层以上宜采用框-剪或壁式框架结构,问题:抗震设计的框架结构,当仅在楼、电梯间或其他部位设置少量钢筋混凝土剪力墙时,有的设计不计及这部分剪力墙,仅按纯框架结构进行结构分析、配筋计算,然后将剪力墙构造配筋,”白送”给框架结构,他们认为这样设计安全储备更大。改进措施:由于剪力墙的存在,使得结构地震作用增大,剪力墙按构造配筋不一定能满足承载力要求,且剪力墙与框架协同工作,使框架上部受力加大,故按框架结构设计的这部分框架柱也不一定能满足承载力要求。-”白送”的设计无论对框架还是剪力墙未必是不安全的。因此规范规定:结构分析计算应按剪力墙与框架的协同工作考虑。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,减小剪力墙的作用,并宜增加与剪力墙相连的柱子的配筋。整个结构按框架结构进行设计,框架部分抗震等级按框架结构,剪力墙的抗震等级可随框架。,问题:抗震设计的高层建筑采用单跨框架结构改进措施:单跨框架的抗侧刚度小,耗能能力弱,结构超静定次数少,抗震时无多道防线,一旦柱子出现塑性铰(在强震下不可避免),出现连续倒塌的可能性很大。1999年9月21日台湾集集地震(7.3级),台中客运站震害就是一例。16层单跨框架结构彻底倒塌,原因是单跨框架结构抗侧力刚度差,地震时无多道防线。建设部建质200346号文中规定单跨框架结构的高层建筑为特别不规则的高层建筑,属于超限高层建筑,若因功能要求等只能做成单跨框架结构,要进行抗震设防专项审查,按审查意见设计。由于上述原因,对多层建筑也不宜采用单跨框架结构。如因条件限制只能做成单跨结构,可设置少量剪力墙,使之成为框架-剪力墙结构,有剪力墙作为第一道防线,结构的抗震能力将得以加强。,问题:抗震设计时,对框架结构中突出屋面的电梯机房、楼梯间等采用砌块承重。改进措施:砌体结构与框架结构是两种不同的结构体系,两种结构体系所用的承重材料完全不同,其抗侧刚度、变形能力、结构延性、抗震性能等,相差很大。如在同一结构单元中采用部分由砌体墙承重、部分由框架承重的混合承重形式,必然会导致建筑物受力不合理、变形不协调,对建筑物的抗震能力产生很不利的影响。因此,应按高规第条规定设计:框架结构中的楼、电梯间及局部突出屋面的电梯机房、楼梯间、水箱间和设备间等,均应采用框架承重,屋顶设置的水箱和其他设备应可靠地支承在框架主体上。,问题：忽视砌体填充墙的布置,设计中未考虑由于填充墙布置的不均匀、不对称或上下层刚度差异过大所造成的不利影响。原因分析:填充墙与框架刚性连接时,对结构的整体刚度是有影响的,填充墙布置严重不均匀或不对称,会使结构形成刚度和强度突变,不利抗震。例:由于功能需要,将填充墙仅布置在结构平面的一侧时,结构可能会产生不容忽视的偏心;结构某一楼层或几个楼层无填充墙,而其他楼层均布置较多填充墙时,结构的上下层刚度差异可能过大等。改进措施:1.填充墙平面和竖向布置应尽可能均匀、对称,减少质心和刚心的偏心所造成的扭转,避免形成上下层刚度差异过大。2.当不可避免时,应从概念设计出发,恰当估算结构由此产生的扭转或上下层刚度差异,采取切实可靠的构造措施来减小由于填充墙布置的不均匀、不对称而产生的结构偏心或上下层刚度差异过大所造成的不利影响。,问题:对框架结构的填充墙、隔墙未采取与主体结构可靠的拉接措施及保证墙体平面外的稳定措施。原因分析:框架结构由于填充墙、隔墙等问题引起的震害并不少见,切不可等闲视之。改进措施:1.框架结构的填充墙及隔墙应尽可能选用轻质墙体以减轻自重。2.填充墙与主体结构应有可靠拉接,能适应结构不同方向的层间位移;8、9度时应具有满足层间变位的变形能力,与悬挑构件连接时,应满足节点转动引起的变形能力。3.抗震设计时,框架结构如采用砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接,并应符合下列要求:1)砂浆强度等级不低于M5,墙顶与框架梁或板密切结合。2)填充墙应沿框架柱的高度每隔500mm左右设26的拉筋,拉筋伸入填充墙内长度;6、7度不应小于墙长的1/5且不小于700mm;8、9度时宜沿墙全长贯通。3)墙长大于5m时,墙顶与梁(板)宜有钢筋拉结,超过层高2倍时,宜设钢筋混凝土构造柱;墙高超过4m时,墙体半高处宜设与柱连接且沿墙全长贯通钢筋混凝土水平系梁。,问题:剪力墙结构的剪力墙开洞后形成很多截面高度与厚度之比为58的墙肢,设计时仅根据此类墙肢承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构底部总地震倾覆力矩在4050%,就按高规中短肢剪力墙较多的剪力墙结构设计。原因分析:对短肢剪力墙的判定有误。改进措施:短肢剪力墙的判定有两条:1.墙肢截面高度与厚度之比为58,对L形、T形、十字形等截面,应为每方向的墙肢截面高度与厚度之比为58;2.墙肢两侧不应与较强连梁相连(连梁跨高比2.5)或与翼墙(翼墙长度与厚度之比3)或端柱相连,见图。两条应同时满足。,当剪力墙结构中由短肢剪力墙所承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构底部总地震倾覆力矩在4050%时,为短肢剪力墙较多的剪力墙结构。如结构中仅有少量的短肢剪力墙,不应判定为短肢剪力墙较多的剪力墙结构。例筒中筒结构,虽然外框筒的墙肢截面高度与厚度之比可能为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,而是和裙梁一起,构成抗侧力刚度很大的外框筒,故不应判定为短肢剪力墙较多的剪力墙结构,不必遵守高规第条的规定。而应按筒中筒结构的有关规定进行设计。和筒中筒结构一样,壁式框架的墙肢截面高度与厚度之比也很可能为58,但这些墙肢也不是独立墙肢,虽然由于开洞较大,且墙体没有围圈封闭成筒,不具备筒体结构的受力性能。但这些墙肢并不是各自独立发挥作用,而是和连梁一起共同工作,所以也不应判定为短肢剪力墙较多的剪力墙结构,不必遵守高规第条的规定。而应按剪力墙结构(壁式框架)的有关规定进行设计。,问题:高层建筑不分情况在角部剪力墙上开设转角窗,且未采取有效的加强措施。原因分析:剪力墙结构角部是结构的关键部位,在角部剪力墙上开转角窗,不仅削弱了结构整体抗扭刚度和抗侧力刚度,且邻近洞口墙肢、连梁内力增大,扭转效应明显。因为转角窗的存在破坏了墙体的连续性和整体性,降低了结构的抗扭刚度和抗扭承载力,于结构抗震不利。,改进措施:9度设防及B级高度的高层建筑不应在角部剪力墙上开设转角窗。8度及8度以下设防A级高度的高层建筑在角部剪力墙上开设转角窗时,应采取下列措施：1)洞口应上下对齐,洞宽不宜过大,连梁高度不宜过小；2)洞口附近不应采用短肢剪力墙和单片剪力墙,宜采用“T”、“L”、“”形等截面墙体,墙厚宜适当加大,宜提高洞口两侧墙肢的抗震等级,并按提高后抗震等级满足轴压比限值的要求;并应沿墙肢全高设置约束边缘构件；3)加强转角窗上转角梁的配筋及构造；4)转角处楼板应局部加厚,配筋宜适当加大,并配置双层的直通受力钢筋;必要时,可于转角处板内设置连接两侧墙体的暗梁；5)结构电算时,转角梁的负弯矩调幅系数、扭矩折减系数均应取1.0。抗震设计时,应考虑扭转耦联影响。,问题:框架-剪力墙结构仅布置少量剪力墙时,结构抗震等级划分有误,结构最大适用高度取值不当。改进措施:抗震设计的框架-剪力墙结构,按基本振型计算的地震作用下,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,其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加;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;剪力墙部分的抗震等级一般可按框架-剪力墙结构确定,当结构高度较低时,也可随框架。其层间位移角的控制值建议根据剪力墙所承担的地震倾覆力矩的比值来确定。房屋最大适用高度,问题:框架-剪力墙结构中,剪力墙周边未设置端柱和梁(暗梁)。或虽设剪力墙暗梁但高度小于2倍墙厚,剪力墙端柱截面小于同层框架柱截面。原因分析:剪力墙带边框有利用于结构整体传力。框-剪结构中的带边框剪力墙是该类结构中的主要抗侧力构件。为保证其延性和承载力,规范对边框柱和边框梁的设计作了规定。改进措施:高规第条规定:与剪力墙重合的框架梁可保留,亦可做成宽度与墙厚相同的暗梁,暗梁截面高度可取墙厚2倍或与该框架梁截面等高,暗梁配筋可按构造配置且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求,如图所示;剪力墙截面宜按工字形设计,其端部纵向受力钢筋应配置在边框应配置在边框柱截面内;边框柱截面宜与该榀框架其他柱截面相同,且应符合有关框架柱构造配筋规定;剪力墙底部加强部位边框柱箍筋宜沿全高加密;当带边框剪力墙的洞口紧邻边柱时,边框柱的箍筋宜沿全高加密。,需要注意的是:1.与剪力墙平面重合的框架梁宜通过剪力墙,或在剪力墙内设置暗框架梁;而与框架平面不重合的剪力墙内是否设置暗梁,可根据结构具体情况而定。2.在单片框剪力墙的边框柱,墙平面内是墙体的组成部分;墙平面外边框柱属于框架柱,支撑框架梁并共同组成抗侧力结构。边框柱在墙平面内按墙计算确定其纵向配筋,平面外按框架柱计算纵向配筋,并满足相应的构造措施。,问题:板柱-剪力墙结构房屋周边和楼电梯洞口周边未设置有梁框架。原因分析:板柱结构的抗侧力刚度比梁柱框架结构差,板柱节点的抗震性能不如梁柱节点的抗震性能。楼板对柱的约束弱,不像框架梁那样,既能较好地约束框架节点,做到强节点,又能使塑性铰出现在梁端,做到强柱弱梁。此外,地震作用产生的不平衡弯矩要由板柱节点传递,在柱边将产生较大的附加剪应力,当剪应力很大而又缺乏有效的抗剪措施时,有可能发生冲切破坏,甚至导致结构连续破坏。因此,抗震设计时,除应设置剪力墙外,还应尽可能设置有梁框架。改进措施:抗震规范第条规定:房屋的周边和楼、电梯洞口周边应采用有梁框架。第条规定:房屋的屋盖和地下一层顶板,宜采用梁板结构。对前一条,应遵照执行,对后一条,应尽可能做到。,问题:楼板开大洞或有较大凹入,未对被削弱的楼板或洞口部位采取加强措施。原因分析:楼板开大洞或有较大凹入,会减弱楼板面内刚度,使洞口或凹口分开的各部分连接变弱,凹角附近易产生应力集中,地震时常会在这些部位产生较严重的震害。,改进措施:当楼板有较大凹入或开有较大洞口而使结构成为平面不规则结构时,除结构整体计算采用考虑楼板平面内变形影响的计算方法外,还应采取相应加强措施。1.有较大凹入时的加强措施有:(1)设置拉梁或拉板(板厚200300mm),如图1;拉梁、拉板内纵向钢筋的配筋率不宜小于1.0%,纵向受拉钢筋不得搭接，在支座内的锚固长度为laE；(2)设置不上人的外挑板，如图1,板厚不宜小于180mm，双层双向配筋，每层、每向配筋率不宜少于0.25，并按受拉钢筋锚固在支座内。(3)凹角部位增配斜向钢筋，如图2。2.开大洞口时的加强措施有：(1)加厚洞口附近的楼板，双层双向配筋,每层、每向配筋率不宜少于0.25;在洞口角部集中配置斜向钢筋,如图2;(2)在洞口边缘设置边梁或暗梁,暗梁宽度可取板厚的2倍,纵向钢筋配筋率不宜小于1.0%。,问题:建筑物平面尺寸较长(超过规范规定的伸缩缝最大间距较多)时,既未设伸缩缝,也未采取其他构造措施。原因分析:建筑结构是超静定结构,当温度变化或混凝土收缩发生变形时,会在结构中产生约束应力,并随结构尺寸的加大逐渐积累,在结构中产生过大的裂缝。故混凝土规范第条规定了混凝土结构伸缩缝最大间距。改进措施:应尽可能按混凝土规范第条规定设伸缩缝。当因功能或防水等要求不允许设伸缩缝时,可采取下列措施中的一个或几个来解决温度或收缩应力问题:1)采用后浇带分段施工;2)采取专门的预加应力措施;3)采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施,如采用收缩小的水泥、减少水泥用量和水灰比、高湿度养护,采用膨胀剂、局部加强配筋、加强保温隔热措施、设置滑移层解除约束、在建筑物顶部留音叉式伸缩缝等。注意:不能认为只要采取了上述措施,就可任意加大伸缩缝间距,甚至不设缝。应根据概念和计算慎重考虑各种因素对结构内力和裂缝影响,确定合理的伸缩缝间距。,三、结构分析问题:结构计算简图与施工图不完全相符,如:1)剪力墙位置不符,或剪力墙数量长短不符;2)剪力墙洞口数量、洞口大小、位置不符;3)构件截面尺寸不符;4)个别梁、柱布置不一致等。原因分析:出现以上情况的原因有二:1)计算简图的简化不当;2)施工图设计中各专业配合不够。改进措施:对1),设计人应认真仔细分析结构,从力学概念出发,使简化的计算图形与结构受力状态尽可能一致;对2),设计人应加强与各专业的密切配合,使结构设计既满足建筑功能的需要,又符合结构设计的最基本的要求;并在结构整体计算前,将结构计算简图与建筑平、立、剖、设备布置图逐一核对、调整和确认,使结构计算简图同实际施工图一致,从而保证结构设计是正确的。当然,在施工图设计过程中,因建筑或设备专业的要求,结构布置做些微调也是可能的,但一定要通过补充计算复核加以妥善处理。,问题:结构整体计算时,风荷载、填充墙荷载等未正确输入。原因分析:结构整体计算时,除漏输填土荷载、建筑装修荷载等外,未正确输入的荷载主要有:风载、填充墙荷载、隔墙荷载、楼电梯荷载和阳台荷载。改进措施:1)地震区多层建筑,虽然风载不参与包括地震作用效应在内的荷载效应基本组合,但不计入风载将会使地基和基础的设计不安全;在低烈度区,当风载较大时,上部结构的设计常常是由风载控制,不计入风载将会影响上部结构的安全。对于高层建筑,在输入风载时,如房屋特别重要或高度超过60m,应按100年一遇的风压输入。2)填充墙作用在梁上(特别是框架梁)应按线荷载输入,不应折算或等效成均布荷载按楼面荷载输入。以免梁的设计偏于不安全。,3)隔墙作用在楼板上是线荷载,不应仅在墙下楼板内配置两根或三根构造加强筋,而应将隔墙线荷载折算成等效均布荷载与楼面荷载组合参与楼板的配筋计算。4)楼梯荷载输入前,首先要确定该楼梯是民用建筑的普通楼梯还是消防疏散梯,因两者取值不同。整体计算时,应指定楼梯间均布荷载向其支承梁方向传递。如楼梯间的荷载均输入为零,则应通过手算将楼梯荷载换算成线荷载输入到相关楼面梁上,以免荷载丢失。5)阳台活载标准值通常可取2.5kN/m2。临街阳台或人群有可能密集时,活荷载标准值应适当加大。作用在阳台上的荷载如定义悬挑板,可按均布荷载输入,也可换算成线荷载作用在其支承梁上。,问题:结构整体计算时,未合理假定楼板的刚度。原因分析:楼板刚度的合理假定不仅影响结构的计算效率,还直接决定了计算结果的精度和可靠性。改进措施:楼板形状比较规则的工程,可采用楼板面内无限刚、面外刚度为零的刚性楼板假定;楼板形状复杂如有效宽度较窄的环形楼板、开大洞楼板、有狭长外伸段楼板、局部变窄形成薄弱连接楼板、连体结构狭长连接体楼板等,应采用楼板面内实际刚度、面外刚度为零的弹性膜假定。注意:1)建模时,要真实输入楼板厚度。对全房间开洞可定义板厚为零;2)弹性楼板可定义在整层楼板或局部区域上;将整层楼板定义为分块刚性楼板;3)采用弹性楼板假定进行结构整体计算时,应补充计算结构在刚性楼板假定下的位移比、周期比和楼层侧向刚度比。板柱结构和板柱抗震墙结构宜采用壳单元真实计算楼板的面内和面外刚度的弹性楼板模型。带转换层结构的转换厚板宜采用面外刚度按楼板真实情况用中厚板弯曲单元计算的弹性楼板模型。,问题:由于楼板开大洞,结构整体计算时采用弹性楼板假定,确定结构的扭转规则性时,就按采用弹性楼板假定计算出的位移比、周期比来判断。原因分析:确定结构扭转规则性的位移比、周期比指标,是对结构整体工作特性的判断,应采用刚性楼板假定;若采用弹性楼板假定,由于局部振荡变形(包括结构边缘部位),可能使此扭转变形指标失真,无法对结构整体扭转工作特性作出正确判断。改进措施:应补充计算结构在刚性楼板假定下的位移比、周期比,并从严控制,用以判断结构整体扭转工作特性;对大底盘多塔楼结构,可根据结构实际情况,分块成单塔采用刚性楼板假定,计算出各单塔的位移比、周期比,用以判断结构整体扭转工作特性。,问题:抗震设计的板柱-剪力墙结构,仅考虑各层板柱部分应满足计算要求,并应能承担不少于各层全部地震作用的20%,而剪力墙部分按满足实际计算的地震作用设计。原因分析:纯板柱结构的抗侧力刚度小,延性差,地震作用下柱头极易发生破坏,抗震性能差,故在抗震设计中,应采用板柱-剪力墙结构。按多道设防的原则,抗震规范第条规定:板柱-剪力墙结构的剪力墙,应承担结构全部地震作用,各层板柱部分应满足计算要求,并应能承担不少于各层全部地震作用的20%。原设计可能会导致地震作用下剪力墙部分承载能力不足,不能很好地起到第一道防线作用。改进措施:应按抗震规范第条规定,调整为板柱部分应能承担不少于各层全部地震作用的20%,剪力墙按承担结构的全部地震作用进行设计。,问题:8度、9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂结构未考虑竖向地震作用。改进措施:下列情况应考虑竖向地震作用计算或影响：1)9度抗震设防的高层建筑；2)8度、9度抗震设防的大跨度或长悬臂结构；3)8度抗震设防的带转换层结构的转换构件；4)8度抗震设防的连体结构的连接体。“大跨度或长悬臂”有两种情况:一是一幢建筑物只有个别构件为长悬臂或大跨度,为长悬臂或大跨度构件,二是结构为长悬臂或大空间,则为长悬臂或大跨度结构,但不管哪一种情况,8度和9度时都必须考虑竖向地震。,大跨度或长悬臂的界定,9度和9度以上时,跨度18m的屋架或网架、跨度4.5m的悬挑梁、跨度1.5m的悬挑板;8度时,跨度24m的屋架或网架、跨度6.0m的悬挑梁、跨度2.0m的悬挑板,应考虑竖向地震作用。竖向地震作用的计算比较复杂。大跨度结构、长悬臂结构、转换层结构的转换构件、连体结构的连接体等，在没有更精确的计算手段时，一般均可采用如下方法近似考虑竖向地震作用:竖向地震作用标准值,8度和9度时可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和20%；当设计基本地震加速度为0.3g/m3时，取该结构、构件重力荷载代表值的15%。,问题:结构分析时,结构底部的嵌固部位确定有误改进措施:(一)多层地下室的建筑1.地下室层数不少于2层时,宜将上部结构的嵌固部位设在地下室顶板,此时应满足下列条件：(1).地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大(一般应小于本层层高的1/3)；(2).地下室顶板结构应为梁板体系,且该层楼面不得留有大孔洞,楼面框架梁应有足够的抗弯刚度,地下室顶板部位的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际承载力之和；(3)地下室结构的布置应保证地下室顶板及各层楼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;为此地下室顶板的厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不应低于C30，并应采用双向双层配筋,每个方向每层配筋率不宜低于0.25%；,(4)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,为此地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍：(5)计算多塔大底盘地下室楼层剪切刚度比时,大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比应满足上述第4款的要求,每栋塔楼范围内(塔楼周边向外扩出与地下室高度相等的水平长度)的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不宜小于1.5；(6)地下室柱截面每侧面的纵向钢筋面积,除应满足计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍；2.若由于地下室大部分顶板降板、开大洞、地下室顶板标高与室外地坪的高差大于本层层高的1/3或地下一层为车库(墙体少)等原因,不能满足地下室顶板作为结构嵌固部位的要求时:(1)对于层数为3层或3层以上的地下室,可将结构嵌固部位置于地下一层底板,此时除应足规范所要求的其他条件外(但部位相应由地下室顶板改为地下一层),还应满足下列条件:,1)地下一层楼层剪切刚度应大于地上一层楼层楼层剪切刚度；2)地下二层楼层剪切刚度应大于地下一层楼层剪切刚度,并应大于地上一层楼层剪切刚度的2.0倍。(2)当地下室层数为2层时1)地下2层为箱型基础,则箱基顶板可作为结构嵌固部位。2)否则,宜将嵌固部位设在基础顶面(即地下2层底板面)。(二)单层地下室建筑 单层地下室宜选择基础底板作为结构嵌固端。可以充分利用基础“无限刚”的假定,也为首层楼面的灵活选型创造条件:即使是首层楼面留有大孔洞,或选用无梁楼盖结构,都不影响结构计算的准确性。此外,规范规定地下一层的抗震等级与上部结构必须一致，以基础底板作为嵌固端也不会造成地下室结构造价的提高。1.地下室为箱型基础,则箱型基础顶板可作为结构嵌固部位。,2.地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时,其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度,此时可取其顶板作为上部结构的嵌固部位。3.否则,宜将嵌固部位设在基础顶面(即地下1层底板面)。(三)无地下室建筑：1.若埋置深度较浅,可取基础顶面作为上部结构的嵌固部位。2.若埋置深度较深,但有刚性地坪并配构造钢筋时,可取室外地面以下500mm处作为上部结构的嵌固部位。3.当为柱下独立基础,基础埋置深度又较深时,可按建筑地基基础设计规范GB50007-2002条做成高杯口基础,满足表对杯壁厚度的要求，此时可将高杯口基础的顶面作为上部结构的嵌固部位。,四、结构构件问题:设计折板式楼梯时,水平板段的板厚小于斜梯板段的板厚,板底纵向受力钢筋在内折角处未交叉锚固在板的受压区内。原因分析:折板式楼梯的水平板段板厚应等于斜梯板段板厚。因为折板式楼梯水平板段的长度与整个折板式楼梯跨长之比是变化的;如果水平板段的板厚小于斜梯板段板厚,当水平板段的长度较大时,按折板式楼梯跨中弯矩算出的板的配筋很可能无法保证楼梯板内折角处的安全。为简化配筋计算,工程习惯上总是使折板式楼梯水平板段的板厚等于斜梯板段的板厚。(图)改进措施:折板式楼梯在配筋时，不应让板底纵向受力钢筋在内折角处连续通过，而应使板底纵向受力钢筋在内折角处交叉锚固（图）因为板底纵向受力钢筋在内折角处连续通过时，纵向受力钢筋的合力会使内折角处板的混凝土保护层向外崩出，从而使钢筋失去粘结力，当楼梯板内折角不大时，最终会导致楼梯板折断而破坏。,改进措施:折板式楼梯在配筋时，不应让板底纵向受力钢筋在内折角处连续通过，而应使板底纵向受力钢筋在内折角处交叉锚固（图）因为板底纵向受力钢筋在内折角处连续通过时，纵向受力钢筋的合力会使内折角处板的混凝土保护层向外崩出，从而使钢筋失去粘结力，当楼梯板内折角不大时，最终会导致楼梯板折断而破坏。,四、结构构件问题:刀把形板配筋计算及配筋构造有错改进措施:刀把形板在设计时宜将小板AGEF作为大板ABCDE的支座板,板AGEF除了承受自身荷载外,还承受大板传来的荷载,刀把形板的内力计算宜采用计算机软件进行。配筋构造上大板的受力钢筋应放在支座板(小板)的受力钢筋之上(左图)。当小板A-E方向跨度较大时,还应在AE附近配置板底附加正钢筋(右图)。,问题:同一区格内局部降板时,配筋构造有错改进措施:同一区格内,当板面标高不同时(例如住宅建筑中同一区格内的楼板因局部设置厨房、卫生间等而降板),若标高不同的相邻板块边界为一条直线,则可在边界处设次梁或暗梁(图a),按各小板块进行配筋设计,梁、板整体现浇;若相邻板块的边界为折线,无法在边界处设 次梁或暗梁,可 按图b的方法处 理,按整个区格 为一块大板进 行配筋设计。,问题:双筋梁梁的箍筋设置不符合规范规定。如:梁宽小于400mm,经计算一排内配置受压钢筋520,箍筋用双肢箍(图);或梁宽大于400mm,经计算一排内配置受压钢筋420,箍筋用双肢箍(图)。改进措施:混凝土规范第条第2款明确指出:当梁的宽度大于400mm,且一排内的纵向受压钢筋多于3根时,或当梁的宽度不大于400mm,但一排内的纵向受压钢筋多于4根时,应设置复合箍筋。因此,上述梁中箍筋应该为设置复合箍筋(图)。,问题:梁纵向受力钢筋水平方向的净间距不满足规范规定。如:梁宽为250mm,经计算支座负筋面积为1964mm2,用425一排配置(图)。原因分析:为了使混凝土对钢筋有可靠足够的握裹力,保证两者共同工作,混凝土规范第条规定:梁上部纵向钢筋水平方向的净间距(钢筋外边缘之间的最小距离)不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大直径);下部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,两层以上钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍。各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d。左图梁上部纵向钢筋的配置显然不满足规范要求。改进措施:解决此类问题的办法通常有:加大钢筋直径以减少根数或改配两排钢筋或加大梁宽等。,问题:框架梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值不符合规范规定。如:一级抗震比值小于0.5,二、三级抗震比值小于0.3。原因分析:考虑由于地震作用的随机性,在较强地震下梁端可能出现较大的正弯矩,该正弯矩有可能明显大于考虑常遇地震作用的梁端组合正弯矩。若梁端下部纵向受力钢筋配置过少,将可能发生下部钢筋的过早屈服甚至拉断。提高梁端下部纵向受力钢筋的数量,也有助于改善梁端塑性铰区在负弯矩作用下的延性性能。因此,在梁端箍筋加密区内,下部纵向受力钢筋不宜过少,下部和上部钢筋的截面面积应符合一定的比例。改进措施:混凝土规范第条第2款规定:框架梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级抗震等级不应小于0.5,二、三级抗震等级不应小于0.3。此条为强制性条文,应严格遵守,设计时调整内力和配筋,满足规范规定。,问题:抗震设计时梁顶面或底面钢筋配置不满足要求,如:对一、二级抗震等级框架梁,通长钢筋直径小于14mm或钢筋截面面积小于梁两端顶面或底面纵向受力钢筋中较大值的1/4。原因分析:地震作用过程中框架梁的反弯点位置可能有变化,沿梁全长配置一定数量的通长钢筋可以保证梁各个部位具有适当的受弯承载力。改进措施:一般情况下抗震设计时梁顶面或底面配置2根直径不小于14mm的通长钢筋可满足规范要求,但当梁的内力较大配筋较多时,”不应少于梁两端顶面或底面纵向受力钢筋中较大截面面积的1/4”常容易忽视或不满足要求,对高烈度大跨度框架梁,由于梁受力钢筋配置很多,往往是2根22mm直径甚至更大截面面积的通长钢筋也不能满足要求,设计中应特别注意,两方面均应满足。,问题:截面尺寸为150mmx300mm的次梁,在跨中L/2截面处作用有集中荷载,按计算不需配置受剪箍筋,故箍筋间距取用300。原因分析:混凝土规范规定:当梁高大于150mm时,跨中1/2范围内有集中载,即使计算不需配置受剪箍筋,梁中仍需按构造要求配置箍筋。构造配箍范围、间距分别见表1、2。此外,对配箍数量也有一定的要求。梁的构造配箍范围(mm)表1梁的构造配箍间距(mm)表2改进措施:箍筋间距用300不符合规范要求。应按表2根据剪力V的大小,箍筋间距用150或200。,问题:宽扁梁未验算其挠度及裂缝宽度。改进措施:规范或一般设计手册中推荐的确定梁的截面高度的跨高比值,是考虑一般荷载情况下得出的,根据此跨高比值确定梁的截面高度,当荷载不是很大时,一般可不进行挠度裂及缝宽度的验算。但对梁宽大于柱宽的宽扁梁,特别是在荷载较大时,宽扁梁在荷载作用下的挠度及裂缝宽度有可能超过规范的限值,不能满足正常使用的要求或耐久性要求,因此,高规第条规定:当梁高较小或采用扁梁时,除验算其承载力和受剪截面要求外,尚应满足刚度和裂缝的有关要求。在计算梁的挠度时,可扣除合理起拱值;对现浇梁板结构,宜考虑梁受压翼缘的有利影响。,问题:一、二级抗震设计的框架梁,当采用梁宽大于柱宽的宽扁梁时,穿过柱子的纵向受力钢筋不足总纵向受力钢筋的60%。改进措施:宽扁梁中穿过柱子的纵向受力钢筋比柱子外侧的纵向受力钢筋所受到的锚固更可靠,为了保证宽扁梁穿过柱子的纵向受力钢筋大于总纵向受力钢筋的60%,可采取以下措施:1)调整宽扁梁的截面高度与宽度,尽可能使宽扁梁的截面宽度有不少于60%穿过柱子;2)调整宽扁梁的纵向受力钢筋布置,使直径较大的钢筋穿过柱子,以满足穿过柱子的纵向受力钢筋面积大于总纵向受力钢筋的60%。,问题:框架结构的边梁,当无外挑板或现浇板刚度较大时,楼板与梁按刚接设计,且未配置边梁的抗扭箍筋和纵筋。原因分析:楼板与框架结构的边梁按刚接设计时,边梁受扭,未配置边梁的抗扭箍筋和纵筋,会造成梁的抗扭承载力不满足要求。目前有些分析软件对梁的抗扭刚度折减整个结构仅用同一个系数,这可能会使边梁的计算扭矩比实际受力小,即使按计算扭矩配置边梁的抗扭箍筋和纵筋,也可能造成梁的抗扭承载力不满足要求。改进措施:应根据实际结构算出边梁的扭矩(边梁的抗扭刚度不宜折减),据此算出其抗扭箍筋和纵筋,并应满足抗扭构造配筋要求。当楼板与框架结构边梁按铰接设计时,若边梁不受扭,一般可不配或仅构造配置抗扭箍筋和纵筋。,问题:将弧线形梁简化成直线形梁计算内力及配筋,未配置抗扭箍筋和纵筋。原因分析:弧线形梁是空间曲梁,即使是边梁与楼板按铰接设计,也受扭。不配置抗扭箍筋和纵筋,会造成此梁的抗扭承载力不满足要求。改进措施:应根据实际结构算出弧线形梁的扭矩(此梁的抗扭刚度不宜折减),据此算出其抗扭箍筋和纵筋,并应满足抗扭构造配筋要求。,问题:框架边梁截面尺寸200mmx400mm,经计算梁的受弯纵筋As=715.8mm2,受扭纵筋Astl=318.6mm2,设计人根据弯剪扭构件梁配筋分别计算最后迭加的原则,纵筋配筋如图。改进措施:设计人根据混凝土规范条规定对弯剪扭构件梁配筋采取分别计算最后迭加的原则是对的,但简单地将两者相加,全部配置在梁的下部是错误的。梁的受弯纵筋应配置在梁截面下部(单筋梁)或上部和下部(双筋梁)。规范第条规定:梁受扭纵筋的配置,除应在梁截面四角设受扭纵筋外,其余受扭纵筋宜沿梁截面周边均匀对称布置,间距不应大于200mm和梁截面短边长度。受扭纵筋应按受拉钢筋锚固在支座内。因此,除分别计算最后迭加外,应注意配置在相应的位置上,如图。,还需注意的是:1.一般框架梁均为双筋梁,当配有受压钢筋时,分配在梁上部的受扭纵筋应和受压钢筋迭加后配置;2.箍筋截面面积应分别按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力计算确定,迭加后配置在相应的位置上,并满足受扭箍筋的构造要求;3.混凝土规范未述及抗震设计梁的受扭配筋计算,因此,当为抗震设计时,受扭钢筋的配置也应采取相同的原则。,问题:三、四级框架受弯剪扭同时作用的框架梁,沿梁全长的最小箍筋配筋率取为0.26ft/fyv。原因分析:设计人取最小箍筋配筋率为0.26ft/fyv的依据是混凝土规范第条。但此条是针对弯剪构件的,其值是在弯剪构件非抗震设计的基础上适当增加。对受弯剪扭同时作用的梁,混凝土规范第条明确规定:在弯剪扭构件中,箍筋的配筋率(sv=Asv/(bs)不应小于0.28ft/fyv。显然,按混凝土规范第条配置的最小箍筋配筋率(0.26ft/fyv)偏小。改进措施:应满足混凝土规范第条的要求,取梁的箍筋配筋率不小于0.28ft/fyv。并满足抗震设计时加密区箍筋最小直径和最大间距等要求。,问题:抗震设计的框架梁,梁端的纵向受拉钢筋配筋率为2.1%,梁端箍筋加密区最小直径取为10mm。原因分析:设计人取最小箍筋直径为10mm的依据是混凝土规范第条表。但当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,为了更好地从构造上对框架梁塑性铰区的受压混凝土提供约束,并有效约束纵向受压钢筋,保证梁端具有足够的塑性铰转动能力,正是此条第3款明确规定:此时,表中箍筋最小直径应增大2mm。改进措施:应全面、正确理解、执行混凝土规范第11.3.6条,此情况下加密区内箍筋直径为12mm,注意:此条是强制性条文。,