工程结构专题

奥意建筑工程设计有限公司A+EDesignCo.,Ltd结构专题主讲人：钟波峰（高级工程师）（国家一级注册结构工程师）（奥意建筑副总结构师）Page2、结构体系及案例二、结构体系的经济高度及经济技术指标三、构件设计要点四、基础设计五、结构优化Page3、框架结构框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。主要特点：空间分隔灵活，自重轻，可以较灵活地配合建筑平面布置，利于安排需要较大空间；抗侧向刚度小，在地震作用下，结构所产生水平位移相对较大，不适宜建造高层建筑。有时根据平面特点和要求，适当增加少量剪力墙，形成少墙框架结构，以提高整体框架结构的抗侧力刚度（或者抗扭转刚度）。常用类型：地下室、商铺、高层塔楼的裙房等多层建筑。一、结构体系及案例Page4、结构体系及案例Page5、结构体系及案例Page6（商铺）一、结构体系及案例Page7（商铺）一、结构体系及案例Page8（商业）一、结构体系及案例Page9（商业）一、结构体系及案例Page10、结构体系及案例Page11、结构体系及案例Page12、剪力墙结构剪力墙结构是用钢筋混凝土墙来承担水平力和竖向荷载的结构。主要特点：整体性好，抗侧向刚度大，承载力大；在地震作用下，结构所产生水平位移相对较小；自重大，平面布置不灵活，建筑空间较受限制；适宜建造高层建筑。有时根据平面特点和要求，在底部进行转换，形成部分框支剪力墙结构，以提高底部空间的使用。常用类型：住宅、旅馆等高层建筑。一、结构体系及案例Page13、结构体系及案例Page14、结构体系及案例Page15、结构体系及案例Page16、结构体系及案例Page17（住宅）一、结构体系及案例Page18（住宅）一、结构体系及案例Page19、框架剪力墙（框架核心筒）结构框架剪力墙（框架核心筒）结构是由框架和钢筋混凝土墙共同来承担水平力和竖向荷载的结构。主要特点：整体性好，兼有框架结构布置灵、活延性好和剪力墙结构抗侧向刚度大、承载力大；适宜建造高层建筑。常用类型：酒店、办公楼、公寓等高层建筑。一、结构体系及案例Page20（公寓）一、结构体系及案例Page21（公寓）一、结构体系及案例Page22（酒店）一、结构体系及案例Page23（酒店）一、结构体系及案例Page24（办公）一、结构体系及案例Page25（办公）一、结构体系及案例Page26、结构体系的经济高度及经济技术指标体系（钢筋混凝土结构）适宜高度范围体系名称框架结构框架剪力墙剪力墙结构框架-核心筒结构适宜范围多层~20层高度宜60m9~25层高度宜80m12~40层高度宜120m25~50层高度宜200m适宜高宽比≤4≤5≤6≤7适宜建筑地下室、商铺办公楼、公寓住宅、旅馆办公楼、公寓、酒店Page27、结构体系的经济高度及经济技术指标A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m)结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度0.20g0.30g框架结构7060504035-框架-剪力墙结构1501301201008050剪力墙结构（全部落地剪力墙）1501401201008060框架-核心筒结构1601501301009070Page28、结构体系的经济高度及经济技术指标高层建筑标准层结构经济指标影响因素类别因素影响程度等级备注环境类别地质（场地）情况2%轻较难控制设防等级10~20%重风压与粗糙度10~20%重地方规范差异3~5%中建筑类别体型规则与否10~15%重与楼盘定位有关高宽比10~15%重层数（总高度）5~10%重层高2%中建筑构造复杂与否2~5%中结构类别结构方案5~10%重与设计能力有关构件设计5~10%重计量类别面积计量重施工类别施工损耗中与施工能力有关其他类别反复修改视修改程度而定Page29、结构体系的经济高度及经济技术指标地下室结构经济指标影响因素类别因素程度等级备注环境类别地质（场地）情况5~8%中较难控制设防等级5~10%中场地水位4~7%重建筑类别上部建筑面积占比视占比大小而定中与楼盘定位有关人防面积占比视占比大小而定中层数5~10%重覆土厚度3~5%重层高与埋深2~5%中上部结构高度轻结构类别结构方案5~10%重与设计能力有关构件设计5~10%重施工类别施工损耗中与施工能力有关其他类别反复修改视修改程度而定Page30、结构体系的经济高度及经济技术指标项目结构经济指标统计表项目名称钢筋指标（kg/㎡）钢筋指标（m³/㎡）条件参考惠山万达（商铺）390.311、两层框架结构商铺2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类35~47/0.35惠山万达（商业）500.331、五层框架结构商业、高层2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类53~60/0.38杭州亿丰（商业）520.341、五层框架结构商业、高层2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类杭州亿丰（住宅）460.341、高层（高度100米）2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类45~60/0.40惠山万达（住宅）510.371、高层（高度100米）2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类，带转换海宁-百悦府43（测算）0.34（测算）1、高层（高度100米）2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类惠山万达（公寓）480.331、高层（高度100米）2、六度区，风压0.45，粗糙度为C类惠山万达（地下室）145(总)/1041.051、两层地下室（局部人防）2、底板标高-11.0，满水头140~170/1.2Page31、构件设计要点构件设计特点名称受力特点技术措施经济占比备注梁受弯构件1、梁高加大2、砼标号提高35%控制经济配筋率板受弯构件1、板厚加大2、砼标号提高15%充分利用板的承载力柱弯压构件1、截面加大2、砼标号提高50%控制为构造配筋剪力墙弯压构件控制为构造配筋Page32、构件设计要点一、梁构件配筋要求：1、控制截面与受力关系，使构件处于经济配筋率范围；2、要按照受力特点配筋，控制大直径通长筋设计；3、根据计算结果配筋，严格控制超配；二、板构件配筋要求：1、控制截面与受力关系，使构件处于构造配筋率与计算配筋临界范围；2、要按照受力特点配筋，控制拉通筋设计；3、根据计算结果配筋，严格控制超配；三、柱构件配筋要求：1、控制截面与受力关系，使构件处于构造配筋率与计算配筋临界范围；2、要按照受力特点配筋，加强角筋与边筋规格匹配设计；3、根据计算结果配筋，严格控制超配；四、剪力墙构件配筋要求：1、控制截面与受力关系，使构件处于构造配筋率与计算配筋临界范围；2、要按照受力特点配筋，控制边缘构件转角部位配筋；3、根据计算结果配筋，严格控制超配；Page33、基础设计常用基础形式名称使用条件特点常用建筑设计要点备注天然基础柱下独立基础修正后（或者地基处理后）的地基承载力满足设计要求埋深浅，结构形式简单，施工方法简便，造价相对较低多层建筑1、注意地基承载力修正；2、基础布置要与荷载对中；3、注意沉降复核及软弱下卧层验算。柱下条形基础筏板基础多、高层建筑可结合地基处理要求使用。桩基础管桩基础地基承载力不能满足要求抗地震性能好，沉降量小和承载力高。多、高层建筑1、注意单桩承载力特征值取值；2、桩基布置要与荷载对中；3、桩基布置要使承台设计合理经济。要根据地质情况及当地施工水平选用。灌注桩基础人工挖孔桩基础Page34：1、合理确定设防水位；2、整体与局部抗浮验算；3、合理选择抗浮形式（抗浮桩/抗浮锚杆）；4、注意对单根抗浮桩/抗浮锚杆承载力特征值的取值；5、要结合竖向构件位置和其承载力来均匀布置，使底板设计合理经济；6、对施工停止降水的技术要求。四、基础设计Page35、基础设计地下室外墙设计模式计算模型技术条件受力特点配筋要求备注1按单向板（连续单向板）设计无护壁柱或者护壁柱间距大于层高3倍情况弯矩较大部位：外侧的底部及中间楼层部位，内侧在楼层中间部位（纵向）。外侧纵筋：通长筋+附加筋（弯矩较大处）；内侧纵筋：分段通长筋；水平筋：构造抗裂钢筋（双层）；纵向钢筋要最小配筋率要求；水平筋按构造要求。2按双向板（连续双向板）设计有护壁柱且护壁柱间距不大于层高3倍弯矩较大部位：外侧的底部及中间楼层部位、护壁柱部位，内侧在楼层中间部位（双向）。外侧钢筋：通长筋（双向）+附加筋（弯矩较大处）；内侧钢筋：分段通长筋（双向）；各层各向钢筋都要最小配筋率要求Page36、结构优化结构优化：工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。名称阶段目标效益难度备注体系优化前期选择最优体系最大较难需各专业配合楼盖优化前、中期选择最优楼盖形式中等容易需各专业配合构件优化后期截面及配筋一般容易Page37、结构优化•楼盖优化：充分利用楼板承载力，取消不必要的结构梁，综合考虑荷载使用情况，优化楼盖结构布置。Page38、结构优化构件设计优化构件原因/目标措施备注梁1、钢筋锚固长度与规格有关；2、结构梁在支座处下部及跨中上部为砼受压区；1、钢筋应选用小规格钢筋；2、梁底筋应根据条件选择部分不伸入支座；3、应谨慎布置梁面筋的通长筋；4、箍筋设计要结合剪力包络图进行；1、注意控制配筋率；2、注意梁端上下钢筋面积比；柱1、计算结果是角筋及边筋面积；1、合理控制纵筋间距；2、角筋与边筋的差异化选择；3、内箍筋的形式选择；注意控制全截面配筋率；剪力墙构件1、边缘构件配筋比墙体配筋大；2、边缘构件计算结果是全面积钢筋；1、合理布置墙体以减少边缘构件数量；2、尽量设计成长墙；3、边缘构件配筋要接近计算值；Page39