《建筑结构设计规范应用图解手册

新的结构设计规范已颁布施行，本次修订的各类结构设计规范总结了近年来国内科研成果和工程实践经验，同时借鉴了国外规范和经验，相对于老规范有较多的调整和补充。此外各类结构设计规范所涉及的部分内容，彼此存在搭接和重叠。针对上述情况，为便于结构设计人员系统地理解和应用新规范，编者对广泛应用的结构计算和结构构造需遵守的规范规定，给予综合梳理汇编、补充必要的注解、以及对不便应用的计算公式和结构构造规定进行变换和阐明，从而形成一本综合性的规范应用手册。本手册已对“建筑结构设计新规范综合应用手册”（第一版），依据新规范对相关内容进行了修订和增补工作。现就手册的适用范围、编制依据、编制意图和方式等方面作如下说明：一、适用范围本手册的内容主要适用于非预应力钢筋混凝土多层及高层民用建筑结构，带有共性的内容也适用于其他类型的建筑结构。二、编制依据本手册的内容以下列七本结构设计规范、规程和有关文件为依据：[1]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）——以下简称“荷载规范”；[2]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）——以下简称“抗震规范”；[3]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）——以下简称“混凝土规范”；[4]《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）——以下简称“高层规程”；[5]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）——以下简称“地基规范”；[6]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）——以下简称“桩基规程”；[7]《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ6-99）——以下简称“箱基规范”。三、特点本手册拟在下列六个方面对结构设计人员有所帮助：（一）展示应用新规范的全过程及其各部分的相关和连续关系上述六本主要结构规范是相对独立的。本手册考虑了设计全过程中要系统配套地应用各种规范，将述及荷载、荷载组合、结构计算方法及假定条件、内力调整、构件截面配筋计算、变形验算、地基承载力验算及基础计算等各方面的内容。通阅本手册，可使设计人员全面地了解新规范，以便在工程设计的全过程中确切地应用，以及处理好设计过程中各计算部分的相互连接关系。（二）综合同类性质的有关规定以便查阅对上述各规范横向关系中，同类性质的计算公式和构造规定给予综合或合并，同时还并列期间的差异部分，以使应用时免去反复对照有关条文的麻烦，也因采用了集中汇编而可能使设计者避免对规范的错用及漏用有关规定。（三）使手算条理化、电算易于核对技术条件“新”规范相对于“老”规范，结构计算过程中相关系数的取值不同，因此有必要在结构的手算过程中尽量实现条理化，愿本手册在这方面对读者有所启迪。在应用按新规范编制的电算时，对照本手册，将易于逐项核定程序中所定的技术条件，尤其是程序中还不易均能包络在内的“内力增大和调整”部分。此外，对输入的数据和输出的结果也便于分析应用。（四）编写成较实用的计算公式为使本手册尽可能实用，在不改变规范规定的前提下，对规范中一些不便应用的计算公式进行适当的改写。如对钢筋混凝土截面强度验算公式，改写成惯用的配筋面积计算公式；将抗震规范中地震影响系数的图形具体化，使之便于应用。（五）对一些规定增加了补充说明及计算简图本手册对一些规范规定，当其不够清晰时给予适当展开，以及补加计算简图。（六）对构造规定将以图形及表格来表示除荷载规范外，其余六本规范均对结构构件及其连接有构造规定。本手册除对这些规范的构造规定进行综合归并外，并尽可能采用详图及表格表示，以便理解和查用。四、本手册的编写方式说明（一）关于“说明”及“注”为说明一些规范规定或本手册的应用，每一章的前面均专门增加一节作者对规范应用理解的“说明”，对某一具体问题需进行说明时则增加一个专门的“注”，以使这一部分属于作者对规范理解的内容有别于手册中完全遵循规范规定，所编内容，以便读者分辨。（二）非抗震及抗震建筑设计和多层及高层建筑设计规定的区别应用本手册内容涉及非抗震和抗震建筑结构设计，以及多层和高层建筑结构设计等四方面。规范对此在计算及构造均有不同要求，为便于应用，本手册采用如下编写安排：1．有关计算公式及规定，基本上采用综合编写，但给予必要的说明。对多层及高层建筑结构计算规定，如二者无差别时不加说明，如有差别时则分别列出或给予说明。2．有关结构构造规定，对于非抗震和抗震建筑结构设计，采用分别独立成章编写，对于多层及高层建筑结构设计，如有不同规定则分别列出或给予说明。一、建筑结构荷载规范GB50009-2001第4.1.1条，关于消防车荷载的取值及其相关设计计算的注意事项和设计建议；地下室土压力计算中的相关问题，土压力数值的合理确定和计算结果的合理取用。第4.1.2条，目前结构设计常用程序关于荷载折减的方法分析，程序计算中的相关问题（如计算楼层与实际楼层的关系等）及现阶段实用的设计建议。第4.1.3条，对规范等效楼面荷载换算要求分析，常见等效荷载的取值及注意事项。第4.3.2条，屋顶荷载（如屋顶卫星天线、屋顶广告、出屋顶高大女儿墙等）对主体结构的间接影响及对相关结构构件的直接影响分析，对结构整体计算和相关构件补充计算的设计方法。第7.1.1条和第7.3.3条，关于结构构件和围护结构构件的划分，对特殊构件的属性把握（如：檩条是属于结构构件还是围护结构构件的问题分析）。二、建筑抗震设计规范GB50011-2001第1.0.1条，抗震设防的“性能设计”与现行规范“三水准设防目标”的关系。实际工程中对结构重要部位和重要构件的性能设计实例分析。第2.1.9条、第2.1.10条、第3.3.3条，“抗震措施”与“抗震构造措施”的区别，实际工程中的把握尺度。第3.1.1条，对《建筑抗震设防分类标准》相关规定的理解与掌握，结构分区段、分部位、分构件的抗震分类，结合实际工程进行相关工程的分类说明。第3.1.3条，不同抗震设防类别建筑的抗震设防标准的调整要求，实际工程中调整的相关注意事项及处理办法（如真9度与假9度的关系及相关设计对策、“比9度抗震设防更高的要求”究竟是什么要求，应该如何把握和确定等）。第3.3.3条，“抗震措施”与“抗震构造措施”确定时的设防标准调整原则，多项调整同时存在时的实用把握原则（如：7度0.15g、8度0.30g，Ⅲ、Ⅳ类场地时），当“抗震措施”与“抗震构造措施”确定的抗震等级不同时，采用现有计算程序的注意事项分析。第3.4.1条、第3.4.2条，结构概念设计与设计计算的关系，对结构方案“好”与“不好”的基本评价原则。实际工程中如何避免采用“不好”的结构方案，软弱层与薄弱层的概念区别及相应的抗震措施。第3.6.1条，结构设计的常用计算方法比较及设计计算中的主要问题分析，采用不同计算方法的计算结果的规律分析，在实际工程结构设计中如何避免计算差错（计算的模型化误差、计算假定的误差等）。第3.6.6条，结合工程实例，分析采用电算程序进行结构分析时的注意问题，主要计算参数对应的概念分析及相应的取值要求；对计算结果分析判断的基本技巧和常用方法；重要计算指标的分析和把握；结构重点部位的局部分析和结构的比较计算问题。第4.2.4条，地基基础抗震验算的“拟静力法”，地基“拉应力”和“零应力区”问题。第5.1.1条，对“质量和刚度明显不对称”的理解和尺度把握，“有斜交抗侧力构件的结构”与“斜交结构”的区别。“大跨度”和“长悬臂”结构的确定原则。第5.1.2条，主要抗震计算方法（底部剪力法、振型分解反映谱法和时程分析法等）的合理选用，对“质量和刚度沿高度分布比较均匀”、“以剪切变形为主”和“统计意义上相符”的理解与设计尺度的把握。弹性时程分析补充计算的实际操作要点和步骤。第5.1.3条，“重力荷载代表值”及现行计算程序在抗震设计计算中采用的简化方法及相关问题，现阶段结构设计计算中应注意的问题。第5.1.4条，在复杂结构及超限高层建筑结构设计中，常被要求按“中震”（即按设防烈度地震）设计的相关问题，“中震弹性”与“中震不屈服”的区别及设计方法和要点。第5.2.3条，单向地震、双向地震的概念及相互关系，给出直观的双向地震作用效应（内力和位移）计算公式。水平地震作用的计算过程汇总及各情况下对应的计算要求（计算框图5.2.0）。第5.4节，抗震截面验算与地震作用下弹塑性变形验算的关系。第5.5.1条、第5.5.2条，抗震变形控制的根本目的、变形验算的要点和主要过程把握，主要验算指标的控制问题，采取切实有效结构措施后对层间位移的适当放宽限制问题。第6.1.2条，表6.1.2在应用过程中的相关问题及应采取的相应措施（如8度乙类建筑，当高度大于50m时的抗震等级；主楼为剪力墙结构同时有局部框架裙房时，其剪力墙、框架的抗震等级确定等）。第6.1.3条，实际工程中出现的问题分析，框架-剪力墙结构的最大适用高度调整问题，裙房的抗震等级确定问题，各类地下室（嵌固部位不在地下室顶板时的地下室、纯地下室、面积较大的地下室、多层地下室等）的抗震等级的确定问题。第6.1.10条，关于加强部位高度规定的不合理问题（≤15m的限制问题，结合“混凝土高规”第10.2.4条规定）。第6.1.14条，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室顶板的构造及上部框架柱在地下一层的配筋要求，实际工程中遇到的设计问题，满足规范要求的变通设计方法。当地下室顶板不作为上部结构嵌固部位时，侧向刚度比值控制指标的位置调整和实际工程中其他辅助设计方法及构造措施。第6.2.7条、第6.2.8条，关于剪力墙墙底塑性铰在其底部加强部位由下而上出现的问题及思考，关于剪力墙的强剪弱弯问题（对规范公式6.2.8-1的思考），设计实践中改进上述情况的设计方法。第6.2.10条，框支柱剪力按框支柱数量调整带来的问题（与框支柱的实际受力情况无关，受力越小，剪力调整（加大）的幅度越大，受力越大，剪力调整（加大）的幅度越小）及结构设计实践中的对策和相关处理方法。第6.2.13条，抗震设计时由于不同计算目的的剪力墙有效翼缘宽度取值问题，三条规定（抗震规范第6.2.13条、混凝土规范第10.5.3条和第7.2.3条）的不同适用条件。第6.3.7条，在注重轴压比限值的同时，避免出现非抗震设计计算时过大的轴压力问题。第6.3.10条，注意对长方形截面柱，箍筋计算的方向性问题，避免统一的配箍计算结果带来的设计困惑。第6.3.12条，柱箍筋加密区体积配箍率的计算问题，相关设计建议（箍筋长度的取值、核心区面积的计算、重叠箍筋的判别和把握等）。9度与“假9度”的把握及相关设计问题。第6.3.14条，核芯区箍筋配置与柱箍筋加密区的差距问题（小轴压比（≤0.45）时节点配箍得以加强而大轴压比时却减小节点配箍），框支梁柱节点的配箍问题，实际工程中的设计建议。第6.4.7条，对阴影区内“箍筋”按“以箍筋为主”确定的问题，关于阴影区箍筋、非阴影区箍筋和拉筋、墙体水平筋是否替代约束边缘构件箍筋、十字墙的边缘构件、边缘构件的最大配筋率、端柱的抗震等级等问题，及对“端柱有集中荷载”（什么情况下为有集中荷载”？）及“箍筋及纵筋构造按柱要求”（在框架-剪力墙结构中框架的抗震等级低于剪力墙，端柱配筋比墙小）的问题，边缘构件最大配筋率限制的问题，适合于实际工程的相应设计建议。为简化设计减少设计工作量而提出的区域配筋设计建议。第6.4.8条，纵向钢筋最小量是指钢筋面积、钢筋根数、钢筋直径还是都包括？提出现阶段适合通过施工图审查的设计建议。第6.4.10条，斜向交叉构造钢筋的配置问题，构造配置或计算配置均不符合“混凝土高规”的规定。综合“混凝土高规”要求提出交叉钢筋的设计方法及适应设计与施工管理的简化建议。关于剪力墙连梁跨高比的问题。第6.6.1条、第6.7.1条，板柱-抗震墙结构与框架核心筒结构的区别，多个框架核心筒组合平面的结构体系问题及相应设计对策。第6.7.2条，框架-核心筒结构、筒中筒结构内筒角部边缘构件的设置问题（对照混凝土高规第9.1.8条和混凝土规范第11.7.14条，关于混凝土高规规定的不完整性问题）。第7.1.2条，砌体结构的抗震性能分析，砌体结构的房屋总高度的确定和控制及总层数