浅议混凝土结构设计常见问题

浅议混凝土结构设计常见问题

程绍辉

程绍辉

广州名阳建筑设计有限公司广州510600

摘要：本文针对混凝土结构抗震设计中出现的问题进行了扼要叙述和分析并提出了改进建议，供结构设计人员借鉴。

关键词：混凝土结构；计算分析；抗震措施

1.结构计算应注意的问题

1.1.采用YJK（盈建科）程序对混凝土结构进行整体计算时，应充分理解计算参数，计算假定和规范的适用范围，否则影响了计算结果的可靠性、准确性，甚至影响了结构的安全性。

（1）计算中对是否点取“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”选用不当。在计算中应采用符合实际情况的楼板刚度计算假定；当结构存在楼板开大洞、不连续、弱连接等情况，不符合刚性楼板假定时，应采用“弹性楼板假定”计算；而计算结构的位移比时，则应选用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”进行补充计算。

（2）多层混凝土结构整体计算，当楼层的弹性水平位移比大于1.3时，仍未计入双向水平地震作用下的扭转影响。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）2016年版第3.4.3条，当楼层的弹性水平位移比大于1.2时，结构属于平面扭转不规则，又根据规范第5.1.1条，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。建议当楼层的弹性水平位移比大于1.2时，宜计入双向水平地震作用下的扭转影响。

（3）计算柱，墙和基础时，设计忽略了消防车活荷载折减，造成基础过大。应按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）5.1.3条，常用板跨的消防车活载按覆土厚度的折减系数可按附录B规定采用，设计基础时可不考虑消防车荷载。

（4）在估算桩数量时，应注意区分不同计算工况的荷载组合。当按单桩承载力确定桩数时，应按正常使用极限状态下作用的标准组合；当确定桩基承台高度，配筋和验算材料强度时，应按承载力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数（见建筑地基基础设计规范GB5007-2011Z中3.0.5条）。

（5）提供施工图审查的计算书有漏项、缺项，未签字盖章，计算结果未给全等问题：如需要提供大跨钢筋混凝土梁（包括大跨悬挑梁）的挠度及裂缝验算，未提供钢筋混凝土框架结构的薄弱层验算；未提供结构计算超筋超限信息；未提供钢筋混凝土框-剪结构中规定水平力作用下结构底层框架承担的倾覆力矩占总倾覆力矩的比例信息（底层指计算嵌固端所在层，见抗规2016年版6.1.3条）；剪力墙厚度不满足抗规要求时，应补充验算墙体稳定等。

2.地上结构应注意的问题

2.1在设计中，经常遇到结构平面凹凸不规则、楼板不连续等情况，使结构平面出现细腰，角部重叠等弱连接部位；这种情况除计算考虑弱连接楼板变形影响外（如考虑弹性楼板计算），构造上应对弱连接部位的梁板采取相应的加强措施：如适当加厚楼板的板厚，提高楼板的配筋率，采用双层双向配筋，在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。对弱连接处的梁配筋适当加强并将上下纵筋拉通，适当加大弱连接处边梁两侧的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱连接楼板平面内的承载能力。

2.2当柱子采用并筋时，其等效直径按截面积相等原则换算确定。当直径相同的单根钢筋数量为两根时，并筋等效直径取1.41倍单根钢筋直径；当直径相同的单根钢筋数量为三根时，并筋等效直径取1.73倍单根钢筋直径。

2.3抗震等级为一，二，三级设计的框架节点核心区内箍筋与柱端箍筋设置不同时，设计人员应在括号中注明核心区箍筋直径及间距如：φ10@100/200（φ12@100），括号内数值表示框架节点核心区箍筋直径12mm，间距100mm，不同于柱端箍筋。

2.4设计时要注意对框架短柱（由于结构错层或楼梯间等标高变化而形成的框架短柱）和一、二级抗震等级的框架角柱及需要提高变形能力的柱箍筋应沿柱全高加密；很多设计仍然忽略了这类构件，未按规范要求加强这类框架柱的抗剪能力。

2.5延性剪力墙一般控制在其底部即计算嵌固端以上一定高度范围内屈服，出现塑性铰。底部加强部位的高度应从地下室顶板算起；当结构计算嵌固部位位于地下一层底板或以下时，底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌固端。带大底盘的高层（含筒体结构）及裙房与主楼相连的高层：底部加强部位的高度宜延伸至大底盘或裙房以上一层。

2.6高层建筑抗震设计时应注意对下列结构构件的抗震等级按规范规定提高：1）部分框支剪力墙的高层建筑，当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜提高一级采用，见混凝土高规第10.2.6条要求；2）带加强层的高层建筑，加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级，见混凝土高规第10.3.3条要求；3）错层高层建筑，错层处的框架柱和剪力墙的抗震等级应提高一级；4）连体高层建筑，连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级；以上提高原则当抗震等级为特一级时则不再提高。

2.7剪力墙结构在角部设有转角窗时，应对角窗部位的结构构件适当加强。如角窗处楼板适当加厚，提高配筋率且双层双向通长配筋；在角窗处板内加设斜向暗梁或斜向配筋，斜向钢筋锚入角窗两边的边缘构件；角窗两边的边缘构件适当加强。

2.8剪力墙或框架-剪力墙结构设计，当剪力墙墙肢与其平面外方向较大跨度的楼面梁连接时，应依据混凝土高规7.1.6条采取措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响；如墙厚不满足梁纵向钢筋的水平锚固长度时，宜尽量采用较小直径钢筋或将楼面梁伸出墙面形成梁头；或计算可考虑适当调幅梁支座弯矩，或模型计算按梁与墙肢铰接连接，相应加大梁跨中弯矩。

2.9设计剪力墙结构，设计图纸应对结构底部加强部位的层数和标高在层高表中注明。

3.地下结构与基础应注意的问题

3.1桩基础设计，单桩承台未在两个互相垂直方向上设置联系梁；两桩承台未在短向设置连系梁；有抗震要求的柱下独立承台未在两个主轴方向设置联系梁；一般情况下宜按地基规范第8.5.23条要求增设承台联系梁。

3.2在设计独立柱基础，当基础宽度≥2.5m时，基础钢筋长度宜按0.9基础宽度交错布置，可以节省部分基础投资。

4.设计对施工要求及其他应注意的问题

4.1当梁下部有均布荷载作用下悬挑跨度较大的悬挑板时，梁中的箍筋不作为横向附加抗剪钢筋考虑，而应设置单独的附加竖向钢筋来承担剪力。通常要在施工图的设计文件中要求梁中的箍筋考虑承担扭矩和剪力，而不包括承担梁下部均布荷载作用下产生的剪力。一般当悬臂长度大于1200mm应设置附加吊筋。吊筋深入梁和板内的锚固长度弯折段不应小于20d，d为吊筋直径。

4.2当设计电梯及设备吊装盖板等吊钩时，应注明“严禁采用冷加工钢筋”。

4.3人工挖孔灌注桩属限用技术，（详见广东省建设厅关于限制使用人工挖孔灌注桩的通知粤建管字（2003）49号）设计采用时应充分论证，采取可靠措施确保施工过程安全及成桩质量，并应给出桩的护壁大样图。当采用大直径人工挖孔桩，且桩距较近时，设计应注明要求施工跳挖。

5.结束语

设计人员要常去工地看看，处理一些实际问题并在平时工作中理论联系实际，才能更好的为工程服务。

参考文献：

[1]傅学怡，实用高层建筑结构设计（第二版）中国建筑工业出版社。2012.

[2]陈岱林，等.结构软件难点热点问题应对和设计优化北京：中国建筑工业出版社，2014.

[3]17G101-11G101系列图集常见问题答疑图解