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框架結構設計經驗總結


1.   結構設計說明                                                                                                                                                                                           主要是設計依據,抗震等級,人防等級,地基情況及承載力,防潮抗滲做法,活荷載值,材料等級,施工中的注意事項,選用詳圖,通用詳圖或節點,以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。

2. 各層的結構布置圖,包括
1)現澆板的配筋(板上、下鋼筋,板厚尺寸)

板厚一般取120140160180四種尺寸或120150180三種尺寸。盡量用二級鋼包括直徑φ10(目前供貨較少)的二級鋼,直徑≥12的受力鋼筋,除吊鉤外,不得采用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200(一般跨度小于6.6的板的裂縫均可滿足要求)。跨度小于2的板上部鋼筋不必斷開,鋼筋也可不畫,僅說明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷,或50%連通,較大處附加鋼筋,拉通筋均應按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時,僅標出板號即可。一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號,將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。應全樓統一編號。當考慮穿電線管時,板厚≥120,不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板,因電線管過多有可能要加大板厚至180(考慮四層32的鋼管疊加)。宜盡量用大跨度板,不在房間內(尤其是住宅)加次梁。說明分布筋為φ6@250,溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時,板的上筋應分開或傾斜通過。現澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)。現澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應建議甲方采用現澆樓板,以利防水,并加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔1015設一10mm的縫,鋼筋不斷。盡量采用現澆板,不采用予制板加整澆層方案。衛生間做法可為70+10高差(取消墊層)8以下的板均可以采用非預應力板。LT或十字形建筑平面的陰角處附近的板應現澆并加厚,雙向雙排配筋,并附加45度的416的抗拉筋。現澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動生成,一可加快速度,二來盡量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號,因工程較大時可能編出上百個鋼筋號,查找困難,如果要編號,編號不應出房間。配筋計算時,可考慮塑性內力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數,將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。值得注意的是,按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值,按此配筋是偏于保守的,不必再人為放大。支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大,否則將對梁產生過大的附加扭距。一般:板厚>150時采用φ10@200;否則用φ8@200PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點:1.單向板是按塑性計算的,而雙向板按彈性計算,宜改成一種計算方法。2.當厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當的,但厚板就不合適,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。4.房間邊數過多或凹形板應采用有限元程序驗算其配筋。PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。板一般可按塑性計算,尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現裂縫和對防水要求嚴格的建筑如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應采用彈性計算。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋,一是輕隔墻有可能移位,二是板整體受力,應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻,如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件,應雙向雙排配筋。
    (3).
關于過梁布置及輕隔墻。

現在框架填充墻一般為輕墻,過梁一般不采用預制混凝土過梁,而是現澆梁帶。應注明采用的輕墻的做法及圖集,如北京地區的京94SJ19,并注明過梁的補充筋。當過梁與柱或構造柱相接時,柱應甩筋,過梁現澆。不建議采用加氣混凝土做圍護墻,裝修難做并不能用在廁所處。
    (4).
雨蓬、陽臺、挑檐布置和其剖面詳圖。

注意:雨棚和陽臺的豎板現澆時,最小厚度應為80,否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時,高度<900,最小板厚100;高度>900時,最小板厚120。陽臺的豎板應盡量現澆,預制擋板的相交處極易裂縫。雨棚和陽臺上有斜的裝飾板時,板的鋼筋放斜板的上面,并通過水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側的封板可采用泰柏板封堵,鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接,不必采用混凝土結構。挑板挑出長度大于2時宜配置板下構造筋,較長外露挑板(包括豎板)宜配溫度筋。挑板內跨板上筋長度應大于等于挑板出挑長度,尤其是挑板端部有集中荷載時。內挑板端部宜加小豎沿,防止清掃時灰塵落下。當頂層陽臺的雨搭為無組織排水時,雨搭出挑長度應大于其下陽臺出挑長度100,頂層陽臺必須設雨搭。挑板配筋應有余地,并應采用大直徑大間距鋼筋,給工人以下腳的地方,防止踩彎。挑板內跨板跨度較小,跨中可能出現負彎距,應將挑板支座的負筋伸過全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上,但當鋼筋直徑大于等于12時是難以施工的,應另加筋。
    (5).
樓梯布置。

采用X型斜線表示樓梯間,并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯,方便設計及施工,也較美觀。
    (6).
板頂標高。可在圖名下說明大多數的板厚及板頂標高,廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。
    (7).
梁布置及其編號,應按層編號,如L-1-XX11層,XX為梁的編號。柱布置及編號。
    (8).
板上開洞(廚、廁、電氣及設備)洞口尺寸及其附加筋

附加筋不必一定錨入板支座,從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋,如果洞口處板僅有正彎距,可只在板下加筋;否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍,并注明用提高一級的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞,周邊不宜加梁,應采用有限元程序計算板的內力和配筋。板適當加厚洞邊加暗梁。
    (9).
屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。
    (10).
在平面圖上不能表達清楚的細節要加剖面,可在建筑墻體剖面做法的基礎上,對應畫結構詳圖。
3. 
基礎平面圖及詳圖
    (1).在柱下擴展基礎寬度較寬(大于4)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素,適當加寬基礎。
    (2).
當基礎下有防空洞或枯井等時,可做一大厚板將其跨過。
    (3).
混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時,應考慮防水層厚度。
    (4).
建筑地段較好,基礎埋深大于3時,應建議甲方做地下室。地下室底板,當地基承載力滿足設計要求時,可不再外伸以利于防水。每隔30~40設一后澆帶,并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力,提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用),減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室,且地下室應有相同的埋深。可在筏板區格中間挖空墊聚苯來調整高低層的不均勻沉降。
    (5).
地下室外墻為混凝土時,相應的樓層處梁和基礎梁可取消。
    (6).
抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫,連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
    (7).
新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎,其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.52倍,否則應打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時,應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
    (8).
獨立基礎偏心不能過大,必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大,必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合,基礎底板可做成梯形或臺階形,或調整挑梁兩端的出挑長度。
    (9).
采用獨立柱基時,獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求,除非此基礎非常重要,但配筋也不得過小。獨立基礎是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。面積不大的獨立基礎宜采用錐型基礎,方便施工。
    (10).
獨立基礎的拉梁宜通長配筋,其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高,否則底層墻體過高。
    (11).
底層內隔墻一般不用做基礎,可將地面的混凝土墊層局部加厚。
    (12).
考慮到一般建筑沉降為鍋底形、結構的整體彎曲和上部結構和基礎的協同作用,頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/21/3),且縱向基礎梁的底筋也應拉通。
    (13).
基礎平面圖上應加指北針。
    (14).
基礎底板混凝土不宜大于C30,一是沒用,二是容易出現裂縫。
    (15).
可用JCCAD軟件自動生成基礎布置和基礎詳圖。生成的基礎平面圖名為JCPM.T,生成的基礎詳圖名為JCXT?.T
    (16).
基礎底面積不應因地震附加力而過分加大,否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大,本末倒置。
    
請參照《建筑地基基礎設計規范GBJ7-89》和各地方的地基基礎規程。
4. 
暖溝圖及基礎留洞圖
    (1).溝蓋板在遇到電線管時下降(500),室外暖溝上一般有400厚的覆土。
    (2).
注明暖溝兩側墻體的厚度及材料作法。暖溝較深時應驗算強度。
    (3).
洞口大于400時應加過梁,暖溝應加通氣孔。
    (4).
基礎埋深較淺時暖溝入口底及基礎留洞有可能比基礎還低,此時基礎應局部降低。
    (5).
濕陷性黃土地區或膨脹土地區暖溝做法不同于一般地區。應按濕陷性黃土地區或膨脹土地區的特殊要求設計。
    (6).
暖溝一般做成1200寬,1000的在維修時偏小。
5. 
樓梯詳圖
    (1).應注意:梯梁至下面的梯板高度是否夠,以免碰頭,尤其是建筑入口處。
    (2).
梯段高度高差不宜大于20,以免易摔跤
    (3).
兩倍的梯段高度加梯段長度約等于600。幼兒園樓梯踏步宜120高。
    (4).
樓梯折板、折梁陰角在下時縱筋應斷開,并錨入受壓區內La,折梁還應加附加箍筋
    (5).
樓梯的建筑做法一般與樓面做法不同,注意樓梯板標高與樓面板的銜接。
    (6).
樓梯梯段板計算方法:當休息平臺板厚為80100,梯段板厚100130,梯段板跨度小于4時,應采用1/10的計算系數,并上下配筋相同;當休息平臺板厚為80100,梯段板厚160200,梯段板跨度約6左右時,應采用1/8的計算系數,板上配筋可取跨中的1/31/4,并且不得過大。此兩種計算方法是偏于保守的。任何時候休息平臺與梯段板平行方向的上筋均應拉通,并應與梯段板的配筋相應。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。
    (7).
注意當板式樓梯跨度大于5時,撓度不容易滿足。應注明加大反拱或增大配筋。
    (8).
當休息平臺板為懸挑板時,其內部的樓梯梯段板負筋應大于休息平臺板的板上筋,長度也應大于平臺板筋。
    (9).
樓層處的休息平臺板的配筋應與樓層板統一考慮配筋,主要是板的負筋。
6. 
梁詳圖
    (1).梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下,架在板上的梁,不必加附加筋。可在結構設計總說明處畫一節點,有次梁處兩側各加三根主梁箍筋,荷載較大處詳施工圖。
    (2).
當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮齊平。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3柱寬。
    (3).
折梁陰角在下時縱筋應斷開,并錨入受壓區內La,還應加附加箍筋
    (4).
梁上有次梁時,應避免次梁搭接在主梁的支座附近,否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。(此條是從彈性計算角度出發)。當采用現澆板時,抗扭問題并不嚴重。
    (5).
原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁,上、下部縱筋均應采用同直徑的,盡量不在支座搭接。
    (6).
端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。
    (7).
考慮抗扭的梁,縱筋間距不應大于300和梁寬,即要求加腰筋,并且縱筋和腰筋錨入支座內La。箍筋要求同抗震設防時的要求。
    (8).
反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。
    (9).
挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。
    (10).
梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
    (11).
梁凈高大于500時,宜加腰筋,間距200,否則易出現垂直裂縫。
    (12).
挑梁出挑長度小于梁高時,應按牛腿計算或按深梁構造配筋。
    (13).
盡量避免長高比小于4的短梁,采用時箍筋應全梁加密,梁上筋通長,梁縱筋不宜過大。
    (14).
扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對來講,增大鋼筋更經濟,鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時梁的上筋應大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%
    (15).
框架梁高取1/10~1/15跨度,扁梁寬可取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應延伸至另一方向的梁邊。
    (16).
當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時,可加一剛性挑梁,兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。
    (17).
梁寬大于350時,應采用四肢箍。
7. 
柱詳圖:
    (1).地上為圓柱時,地下部分應改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍,并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
    (2).
原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于200
    (3).
柱內埋管,由于梁的縱筋錨入柱內,一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時,可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。
    (4).
柱斷面不宜小于450X450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時應加橫筋。異型柱結構,梁縱筋一排根數不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時,應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
    (5).
柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。
    (6).
盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。
    (7).
考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
    (8).
獨立柱上或柱的中部(半層處)有挑梁時,挑梁長度應有限制。
     
在用PKPM軟件計算梁柱時,應盡量采用TATSATWE三維軟件。相對平面框架PK來講,第一,計算結果更接近實際受力狀態,如地震力或風力是按抗側移剛度分配,而不是按框架的樓面從屬面積,還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)發生下沉變形,內力重分布,從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。第二,快速方便,三維軟件整體計算,不必生成單榀框架,再人工歸并,可整樓歸并。第三,TATSATWE還可以進行井式梁的計算,由于PKPM軟件計算梁時僅按矩形計算,而井式梁的斷面較小,有可能超筋,此時可取出彎距再按T型梁補充計算,不必直接加大梁高。在繪制施工圖時,較大直徑的鋼筋連接宜用機械連接取代焊接,造價相差不大,但機械連接可靠并易于檢查。機械連接接頭位置可任意,但一次截斷的鋼筋不大于50%,接頭位置應錯開70d
8. 
重點注意或設計原則
    (1).抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算。抗震驗算時應特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時,盡量加剪力墻,可大大改善結構的抗震性能。框架結構應設計成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計,從震害分析,規范給出的垂直地震作用明顯不足。
    (2).
雨蓬不得從填充墻內出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應考慮抗扭。考慮抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半。
    (3).
框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。
    (4).
由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時,應驗算構件的最小配筋率。
    (5).
出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。
    (6).
框架結構中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構造柱,層高較高時宜在門洞上方位置加圈梁。因樓電梯間位置較偏,梯井采用混凝土墻時剛度很大,其它地方不加剪力墻,對梯井和整體結構都十分不利。
    (7).
建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設架空層,加后澆帶等。
    (8).
柱子軸壓比宜滿足規范要求。
    (9).
當采用井字梁時,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁。
   (10).
過街樓處的梁上筋應通長,按偏拉構件設計。
   (11).
電線管集中穿板處,板應驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應驗算梁的抗剪強度。
   (12).
構件不得向電梯井內伸出否則應驗算是否能裝下。電梯井處柱可外移或做成L型柱。
   (13).
驗算水箱下、電梯機房及設備下結構強度。水箱不得與主體結構做在一起。
   (14).
當地下水位很高時,暖溝應做防水。一般可做U型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。有地下室時,混凝土應抗滲,等級S6S8,混凝土等級應大于等于C25,混凝土內應摻入膨脹劑。混凝土外墻應注明水平施工縫做法,一般加金屬止水片,較薄的混凝土墻做企口較難。
   (15).
采用扁梁時,應注意驗算變形。
   (16).
突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應向下延伸一層,不宜直接錨入頂層梁內,并且托梁上鐵應適當拉通。錯層部位應采取加強措施。女兒墻內加構造柱,頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高,均加構造柱,并應加密。錯層處可加一大截面梁,上下層板均錨入此梁。
   (17).
等基底附加壓力時基礎沉降并不同。
   (18).
應避免將大梁穿過較大房間,在住宅中嚴禁梁穿房間。
   (19).
當建筑布局很不規則時,結構設計應根據建筑布局做出合理的結構布置,并采取相應的構造措施。如建筑方案為兩端較大體量的建筑中間用很小的結構相連時(啞鈴狀),此時中間很小的結構的板應按偏拉和偏壓考慮。板厚應加厚,并雙層配筋。
   (20).
較大跨度的挑梁下柱子內跨梁傳來的荷載將大于梁荷載的一半。挑板道理相同。
   (21).
挑梁、板的上部筋,伸入頂層支座后水平段即可滿足錨固要求時,因鋼筋上部均為保護層,應適當增大錨固長度或增加一10d的垂直段。
9.
常用輕隔墻(加氣塊或陶粒)自重(含雙面抹灰)

150墻:1.66200墻:1.98250墻:2.30300墻:2.62 KN/M2。泰柏板:1.10 KN/M2
10.
關于降水問題:

當有地下水時,應在圖紙上注明采取降水措施,并采取措施防止周圍建筑及構筑物因降水不能正常使用(開裂及下沉),及何時才能停止降水(通過抗浮計算決定)
11. 
進行框架結構設計時,設計人員還應掌握如下設計規范:

建筑結構荷載規范、抗震規范、混凝土結構設計規范等。并應考慮當地地方性的建筑法規。設計人員應熟悉當地的建筑材料的構成、貨源情況、大致造價及當地的習慣做法,設計出經濟合理的結構體系。
12. 
關于繪圖:
  (1).一般鋼筋粗線寬度為.45, 距邊界線1,圓點直徑為.6
  (2).
應注意墻身剖面、連梁剖面、墻出挑梁的水平筋位置。
  (3).
注意一、二級鋼是否加彎鉤,二級鋼的斷點一般不加45度直鉤,除非不能表達清楚。
  (4).
字高應為2.5,3.5,5,7,10,14, 高寬比:0.8。在圖面中,一般英文字高取2.53.5, 漢字取3.55,在說明處多用7。當多個數字一樣時,個數在前,如11X280=3080


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