結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該了解的一些基本概念知識

1、結(jié)構(gòu)類型如何選擇？

    （1）對于高度不超過150米的多高層項目一般都選擇采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；

    （2）對于高度超過150米的高層項目則可能會采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)類型；

    （3）對于落后偏遠地區(qū)的民宅或小工程則可能采用砌體結(jié)構(gòu)類型。

2、結(jié)構(gòu)體系如何選擇？

    對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)房屋高度不超過120米時，一般均為三大常規(guī)結(jié)構(gòu)體系——框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。

    （1）對于學(xué)校、辦公樓、會所、醫(yī)院以及商場等需要較大空間的建筑，

    當(dāng)房屋高度不超過下表時，一般選擇框架結(jié)構(gòu)；

    當(dāng)房屋高度超過下表時，一般選擇框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；

    （2） 對于高層住宅、公寓、酒店等隔墻位置固定且空間較小的建筑項目一般選擇剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)高層住宅、公寓、酒店項目底部一層或若干層因建筑功能要求（如大廳或商業(yè)）需要大空間時，一般采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

    （3） 對于高度大于100米的高層寫字樓，一般采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)。

3、 框架結(jié)構(gòu)合理柱網(wǎng)及其尺寸？

    （1）柱網(wǎng)布置應(yīng)有規(guī)律，一般為正交軸網(wǎng)。

    （2）普通建筑功能的多層框架結(jié)構(gòu)除個別部位外不宜采用單跨框架，學(xué)校、醫(yī)院等乙類設(shè)防建筑以及高層建筑不應(yīng)采用單跨框架。

    （3）僅從結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性考慮，低烈度區(qū)（6度、7度）且風(fēng)壓小（小于0.4）者宜采用用大柱網(wǎng)（9米左右）；高烈度區(qū)（8度及以上）者宜采用中小柱網(wǎng)（4~6米左右）。

    （4）一般情況下，柱網(wǎng)尺寸不超過12米；當(dāng)超過12米時可考慮采用鋼結(jié)構(gòu)。

4、 框架結(jié)構(gòu)樓蓋形式合理選擇？

    （1）框架結(jié)構(gòu)樓蓋可采用單向主次梁、井字梁、十字梁形式。從結(jié)構(gòu)合理角度考慮次梁的布置應(yīng)使得單向板板跨為3.0米左右，雙向板板跨為4.0米左右。

    （2）從建筑功能考慮，一般來說，學(xué)校、商場一般采用井字梁、十字梁較多；辦公樓、會所、醫(yī)院一般采用主次梁較多。

5、 框架柱截面合理尺寸確定？

    （1）框架結(jié)構(gòu)柱截面通常由軸壓比限值控制，一般情況下，柱計算軸壓比=軸壓比規(guī)范限值-0.1較為合適。

    （2）除甲方對經(jīng)濟性有特殊要求時，一般情況下，多層框架柱截面尺寸改變不超過2次；高層框架柱截面尺寸改變不超過3次。

    （3）柱截面形狀一般為矩形（長寬比一般不超過1.5），且柱截面長邊平行于結(jié)構(gòu)平面短邊方向。

    （4）當(dāng)層數(shù)為10層時，方形柱尺寸700~1000mm；當(dāng)層數(shù)為5層時500~800，大柱網(wǎng)取大值，小柱網(wǎng)取小值。

6、 梁截面合理尺寸確定？

    （1）在正常荷載情況下，框架梁截面高度可以按L/13估算，單向次梁截面高度可以按L/15估算，雙向井字梁截面高度可以按L/18估算。

    （2）梁截面寬度可取為梁高的1/3~1/2。

    （3）最終梁截面尺寸根據(jù)計算結(jié)果確定，一般情況下應(yīng)確保絕大多數(shù)梁支座配筋率為1.2~1.6%，不宜超過2.0%，跨中配筋率為0.8~1.2%。

    （4）框架梁高度一般為600~800mm，寬度一般為250~350mm；次梁截面高度為500~600mm，寬度一般為200~250mm。

7、樓板合理厚度確定？

    （1）在正常荷載及正常跨度范圍內(nèi)，單向板板厚約取h=L/30，雙向板板厚約取h=L/38，懸臂板板厚約取h=L/10，并應(yīng)使得計算配筋接近構(gòu)造配筋。

    （2）實際工程中一般板厚取值為100mm、120mm、150mm較多。

8、懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項？

    懸臂結(jié)構(gòu)屬于靜定結(jié)構(gòu)，安全度較低，因此設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)加大安全儲備（實配鋼筋比計算配筋增大約30%）。懸臂梁跨度盡量控制在3.5米以內(nèi)，懸臂板盡量控制在1.2米以內(nèi)。如超出此范圍，應(yīng)特別注意撓度和裂縫的驗算或采用其他結(jié)構(gòu)形式（如設(shè)置斜撐等）。

9、框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件材料用量大致比例？

    框架結(jié)構(gòu)由梁板柱構(gòu)件組成，多層框架結(jié)構(gòu)其材料用量比例大致如下：

    混凝土量：梁—約30%，板—約55%，柱—約15%；

    鋼筋量：梁—約50%，板—約25%，柱—約25%。

    因此，設(shè)計框架結(jié)構(gòu)時，應(yīng)注意柱網(wǎng)大小、板厚取值及梁配筋率的控制，確保結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理。

10、混凝土容重一定要大于25嗎？

    《荷規(guī)》規(guī)定鋼筋混凝土容重為24~25KN/㎡。工程設(shè)計中大多數(shù)設(shè)計單位和審圖機構(gòu)都要求考慮混凝土構(gòu)件表面抹灰重量而將混凝土容重相應(yīng)提高，如框架結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)取25.5KN/㎡，剪力墻取26KN/㎡。

    實際上直接取25KN/㎡也是可以而且是合理的。因為實際梁板、梁柱節(jié)點會有一部分重合部分，而軟件并未考慮此因素，即梁板及梁柱節(jié)點區(qū)重復(fù)計算了多次重量，這部分重量一般足以抵消構(gòu)件抹灰重量。

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