高层剪力墙住宅设计统一技术措施 - 结构
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高层剪力墙住宅设计统一技术措施——结构
(第一版)
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前言
为提高结构设计质量,加强图纸统一性,不断提高公司技术水平,同时为校审提供依据,于2016年11月至2016年12月,根据之前各项目的结构统一做法进行总结及多轮讨论,制定结构专业统一技术措施第一版。
本措施含PKPM电算参数、图纸绘图标准、构件计算和构造措施等部分,请大家遵照执行。
实际工作中,各工程项目所制定技术措施将不再包含本措施已含内容。制定各工程项目统一技术措施时,专业负责人可以依据项目具体情况对本措施个别规定进行调整。调整内容根据工程不同级别,需报主任工程师、总工程师批准方可执行。
本技术措施使用过程中,欢迎大家提出宝贵意见和建议,以供本措施不断充实和完善。
二〇一七年二月十五日
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目次
1. 总则
2. 结构布置原则及一般规定
2.1 结构体系与抗震设计 2.2 结构布置的基本原则 2.3 剪力墙布置 2.4 现浇梁布置
2.5 现浇楼(屋)盖板布置
3. 荷载与作用
3.1 恒荷载 3.2 活荷载 3.3 墙体荷载 3.4 活荷载折减 3.5 其它
4 材料
4.1 梁板钢筋与混凝土强度 4.2 剪力墙钢筋与混凝土强度
5. 计算分析与参数选择
5.1 计算基本要求 5.2 计算参数的选取 5.3 计算结果的判断
6. 地基基础及地下室外墙
6.1 地基 6.2 基础
6.3地下室外墙设计
7. 结构构件(剪力墙梁
板楼梯节点)
7.1 剪力墙设计 7.2 梁设计 7.3 板设计 7.4 楼梯设计 7.5 节点设计
8. 经济指标的控
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1 总则
1.0.1 本措施主要适用于抗震设防6~8度地区,A级适用高度的高层剪力墙住宅结构设计,其他类型结构的设计可根据具体情况参照使用。
1.0.2高层剪力墙住宅结构设计应以安全性为原则,优化结构方案,做到经济合理。
1应从建筑方案阶段入手,进行必要的计算,对建筑方案,提出优化建议,使结构方案更加合理。力争结构规则、构件传力直接,有条件时积极与建筑和甲方
沟通协商,选择合适的立面线脚、节点造型的形式,减少二次结构的含钢量。
2从设备专业方案阶段着手,从结构方案出发优化设备专业方案。做到结构、设备专业统筹考虑,确定合理的结构设计。
3结构专业定案对剪力墙结构构件布置应细致推敲,尤其要充分重视剪力墙的数量和位置,争取最经济合理的结构方案。综合定案阶段,与设备专业配合,应从设备管井、留洞、消防栓的摆放等具体问题出发,分析结构剪力墙合理尺寸,对一些设备荷载的的大小和功能房间的设置位置提出合理化建议。
4地下建筑部分,分别控制钢筋和混凝土用量,结合工程的实际情况,确定适宜的楼屋盖结构方案和基础形式。
1.0.3在执行本措施时,尚应综合考虑住宅建设所在地区施工技术条件、当地常用做法及审图公司意见,存在与本措施不一致情况时,应由专业负责人提出,经审核、审定同意后方可调整。
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2 结构布置原则及一般规定
2.1结构体系与抗震设计
2.1.1高层剪力墙住宅结构的抗震设防烈度必须按照国家规定的权限审批颁发的文件(图件)确定。一般情况下,抗震设防烈度应按抗震规范确定,当在各县级及县级以上城镇中心地区以外的行政区域从事建筑工程建设活动时,应根据工程场址地理坐标查询《中国地震动参数区划图》18306-2015确定。
2.1.2高层剪力墙住宅结构的抗震设防类别:标准设防丙类。当住宅与大面积商业裙楼连成同一单元时,应根据建筑各区段的重要性不同划分抗震设防类别。 2.1.3结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布,并使结构在两个主轴方向的动力性能尽量相近;当差异较大时,应对主要抗侧力构件的布置进行调整。 2.1.4结构的竖向和水平布置宜使结构具有合理的刚度和承载力分布,避免因刚度和承载力局部突变或结构扭转效应而形成薄弱部位。扭转为主的第一振型与平动为主的第一振型周期之比不应大于0.9.
2.1.5当多个住宅单元组合的平面长度超过60米时,应优先在单元间设防震逢,尽量形成长度较小、平面规则的结构单元。
2.1.6结构平面及竖向布置应满足《高规》和超限审查部分相关内容。 2.1.7高层剪力墙住宅结构的抗震等级、最大使用高度(m)及适用的最大高宽比详见《高规》3.3.1、3.3.2及3.9.3条相关要求。
2.1.8按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高比⊿u/h应符合《高规》3.7.3条要求。
2.1.9嵌固端:依据《高规》5.3.7条判断±0.000(地下室顶板)是否满足嵌固端要求。当满足时±0.000(地下室顶板)为嵌固端,本层楼板按嵌固端要求设计。如不满足,当地下室层数不多于两层且无人防时,基础顶为嵌固端,有人防时可嵌固到人防顶板;当地下室层数为两层以上时,负一层地面为嵌固端,本层楼板按嵌固端要求设计。
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2.2结构构件布置的基本原则
2.2.1结构布置应充分结合建筑平立面的布置,结构方案及构件布置除满足结构承载力要求外,应尽量使建筑室内空间达到“无梁无柱”的效果,提高空间及平面的利用率,降低装修成本。
2.2.2客厅、餐厅及独立空间内尽量考虑不设梁或侧露梁,对必须的侧露梁,也应当将该梁露在次要的空间;户内空间主次顺序:客厅、餐厅→主卧室→次卧室→过道、厨房、卫生间→其他。
2.2.3外墙尽量全部采用混凝土剪力墙,防止外墙渗水。
2.2.4与商业相连部分的住宅层高应与商业层高协调,避免产生错层。
2.3剪力墙布置
2.3.1高层剪力墙住宅结构应具有必要的侧向刚度。一个独立结构单元内,平面布置易简单、规则;剪力墙的布置宜均匀﹑对称。抗震墙各墙肢的刚度不宜相差悬殊。
2.3.2建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和收进。
2.3.3结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化。剪力墙自下到上连续布置,避免刚度突变。剪力墙墙厚变化应与混凝土强度等级变化错开,不应同时改变墙厚及混凝土强度。
2.3.4剪力墙墙肢长度宜均匀,宜布置成长墙,墙段长度不宜大于8m。一片墙体内尽量不开洞或少开洞,因为剪力墙洞口两侧设暗柱、连梁、填充墙和拉筋,综合造价高。结构单元中不宜存在个别过长剪力墙,较长的剪力墙宜设置跨高比较大的弱连梁(对墙产生约束弯矩较小的弱连梁连接,弱连梁的跨高比宜大于6;但多肢墙或双肢墙的连梁跨高比宜≤2.5,且梁截面高度不宜小于400mm)将其分成长度较均匀的若干墙肢,各墙肢的高度与墙段长度之比不宜小于3。
2.3.5门窗洞口宜上下对齐成列布置,形成明确的墙肢和连梁;宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置;一、二、三级剪力墙的底部加强部位不宜采用上下洞口
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不对齐的错洞墙,全高均不宜采用洞口局部重叠的叠合错洞墙(当采用错洞墙和叠合错洞墙时,应按有限元方法仔细计算分析,并在洞口周边采取加强措施,或将叠合洞口转化为规则洞口)。
2.3.6独立结构单元不应全部采用短肢剪力墙;当采用具有较多短肢剪力墙结构时,应符合下列规定:
1在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;
2房屋的适用高度适当降低:7度不超过100m;8度(0.2g)不超过80m;8 度(0.3g)不超过60m。
3短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm,各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。(当墙厚较厚(≥300mm)具有较好的抗震性能,不属于短肢剪力墙;带有较长翼缘(其截面高度与厚度之比大于8)的短肢剪力墙比一字形短肢墙的抗震性能好,也可不计入短肢墙范围。)
当截面高度与厚度之比大于4但不大于8的墙肢两端均与较强连梁(连梁净跨与连梁截面高度之比La/hb≤2.5.且连梁高度hb≥400mm)相连时,可不作为“短肢剪力墙”。
4 具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构(其他为一般剪力墙或筒体承担)。
2.3.7当设防烈度为8度及以下,顶层设置大房间时,顶部大房间尽量设在结构单元的中部,刚度过渡层楼板厚度不宜小于150mm。宜进行弹性或弹塑性时程分析补充计算并采取有效的构造措施。
2.3.8 剪力墙布置以减少边缘构件(暗柱)的数量为原则,暗柱的数量直接影响钢筋含量。应控制剪力墙在端头、拐角的形状,与建筑沟通方案,优化剪力墙拐角处暗柱布置方式。当端头翼墙长度净尺寸小于等于200mm时,计算分析可忽略其影响,按构造节点配筋处理。
2.3.9 剪力墙结构中的长墙(截面高度与厚度之比大于8)应沿楼层竖向逐渐减薄,通过减小剪力墙厚度降低剪力墙构造配筋量。
2.3.10剪力墙内外墙交接部位宜布置沿外墙方向的翼墙,尽量加长翼墙的长度,
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使沿外墙布置的梁钢筋的满足锚固构造要求。
2.3.11 偏拉墙肢处理:双肢墙的一个墙肢为小偏心受拉时,墙肢全截面开裂,刚度降低,另一墙肢的地震水平剪力增大,使之也破坏,双肢墙的抗震性能退化。因此,应避免双肢墙的墙肢出现小偏拉。双肢墙的一个墙肢为大偏拉时,另一受压墙肢的弯矩、剪力设计值应乘以增大系数1.25(《抗规》6 .2.7条3款),以提高受弯、受剪承载力,推迟其屈服。由于地震为往复作用,因此,两个墙肢的弯矩、剪力设计值都要乘1.25 。判断墙肢偏拉类型方法:e0=M/N>(hw/2-as)时则为大偏心受拉,否则为小偏心受拉。
2.4现浇梁布置
2.4.1应减少布置与剪力墙垂直相交的现浇梁,可采取加大现浇板的跨度尺寸,或按异形板计算分析楼板。
2.4.2现浇混凝土结构的梁截面高度可根据荷载情况参考以下高跨比:
简支梁 (1/12~1/16) 连续梁 (1/12~1/20) 悬挑梁 (1/5~1/7)
注:1)在验算挠度时,可将计算所得挠度值减去构件的起拱值。
2)梁的荷载较大时,截面高度取较大值,必要时应计算挠度及裂缝宽度。 3)有特殊要求的梁,截面高度尚可较表列数值减少,但应仔细核算,并采
取加强刚度措施。如增设受压钢筋、梁内设置型钢、增设预应力钢筋等等。
4)在计算梁的挠度时,考虑梁受压区现浇板(翼缘)的有利作用。 5)连梁计算不满足时,减小连梁截面高度,设双连梁或多连梁,刚度折减
及弯矩调幅(竖向荷载或风荷载控制时不允许采取此措施)。
2.4.3梁截面宽度一般不宜小于150,框架梁不宜小于200;分隔井道、卫生间等的小梁梁宽可用120。外墙梁高结合门窗洞口顶标高及建筑做法确定,一般为结构板顶至洞顶高度。
2.4.4楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上。
2.4.5当剪力墙或核心筒墙肢与平面外相交的楼面梁刚接时,可沿楼面梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙扶壁柱或在墙内设置暗柱,并应符合下列规定:
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1设置楼面梁轴线方向与梁相连接的剪力墙,墙的厚度不宜小于梁的截面宽度;
2设置扶壁柱,其截面宽度不应小于梁宽,其截面高度可计入墙厚; 3墙内设置暗柱时,暗柱的截面高度可取墙的厚度,暗柱的截面宽度可取梁宽加2倍墙厚。
2.4.6剪力墙支承与其平面外相交的梁且非刚接时,荷载较大、跨度不小于5m或梁端高度大于2倍墙厚度的大梁时,宜设置扶壁柱或暗柱承受梁端弯矩,暗柱宽度可取梁宽加2倍墙厚,并设箍筋,也可按宽度为梁宽加2倍墙厚对应的暗柱刚度计算梁端所受弯矩。
2.4.7当单面有大跨梁与剪力墙中暗柱连接时,可对梁端弯矩进行调幅,但梁端顶部和底部纵向钢筋配筋率不应少于最小配筋率。
2.4.8梁端负弯矩调幅系数小于0.5时,宜按假定梁端与暗柱铰接计算的梁弯矩图核算梁其他部位截面受弯承载力;考虑对梁端弯矩进行调幅设计时,暗柱受弯承载力尚不宜小于梁端截面受弯承载力的1.1倍。
2.4.9在剪力墙支座处大梁纵向钢筋宜采用直径较小的钢筋以便于满足钢筋锚固要求,当锚固长度不满足时也可按有关规范要求在钢筋末端采用机械锚固或设置锚头以减小锚固长度.(说明:当现浇剪力墙或窗间墙作为跨度大于5m的梁的支座时,在地震作用下剪力墙上可能出现竖向裂缝,如果弯矩较大,而剪力墙平面外刚度和承载力不足,也会出现平面外破坏,而且目前有些计算软件未给出剪力墙平面外的内力和配筋,容易产生安全隐患,设计人应给予充分的注意。当单面有大跨梁与剪力墙中暗柱连接时,为避免梁端弯矩过大造成暗柱破坏,在尽量减少梁顶部和底部裂缝对正常使用影响的前提下,可对梁端弯矩进行较大调幅,但梁端顶部和底部纵向钢筋配筋率不应少于最小配筋率。考虑对梁端弯矩进行调幅设计时暗柱受弯承载力不应小于梁端截面受弯承载力的1.1倍,暗柱尚应满足正常使用极限状态下的要求。)
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2.5现浇楼(屋)盖板布置
2.5.1楼(屋)盖结构选型应满足房屋的使用功能和建筑造型的需要,满足建筑对楼层净高的要求。
2.5.2楼(屋)盖结构应满足承载力和刚度的要求,并应具有良好的整体性,有利于抗风和抗震。楼(屋)盖的梁、板构件钢筋保护层厚度尚应满足耐久性和有关防火等级要求。
2.5.3考虑结构安全及舒适度(刚度)防火、防爆等要求,在符合承载力极限状态和正常使用极限状态要求的前提下确定现浇板的合理厚度。同时满足构造需求控制现浇板最小厚度。实际工程中楼板厚度建议:普通3m跨度以内的楼板可取80~100mm;3m~4m跨度的楼板可取100mm;客厅处的异形大板可取120~150mm;普通屋面板可取120mm。板的厚度与跨度的最小比值见表表2.5.3-1。需要结构构造加强部位楼板厚度取值建议参见下表2.5.3-2:
表2.5.3-1 板的厚度与跨度的最小比值(h/l)
板的种类 项次 1 2 板的支撑情况 单向板 简支 连续 1/30 1/40 双向板 1/40 1/50 悬臂板 1/12 注:1 L为板的短边计算跨度;
2 跨度大于4m的板宜适当加厚。
3 表中双向板系指板的长边与短边之比等于1的情况,当大于1时,板厚度适当增加; 4 荷载较大时,板厚另行考虑。 5 板厚尚应满足防火要求。
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表2.5.3-2 常用楼板厚度:(以±0.000为嵌固部位为例+核6常6) 楼层 地下2层顶 地下1层顶 标准层 板厚 板厚:200mm(人防部分);120mm(非人防部分) 板厚:180mm(非嵌固部位时为:160mm) 3600mm(含)以下:板厚100mm; 3600~4000mm(含):板厚110mm 4000~4500mm(含):板厚120mm 边跨及接近单向板可适当调整(一般增减10mm) 大屋顶 电梯机房 塔楼顶 最小板厚:120mm(悬挑阳台处用100mm) 最小板厚:120mm,机房位置板厚150mm 最小板厚:100mm 备注 带裙房住宅的裙房顶 最小板厚:120mm(属于竖向收进的厚150) 电梯基坑板厚 板厚:250mm 注:根据情况局部可适当调整(一般增减10mm,调整较大时共同商定,以便于统一);在平面凹进处 设置连板厚度取180mm,在开洞多,需要加强处取120mm;楼层楼梯平台板不小于本层最小板厚。
2.5.4当楼板平面过于狭长或有较大的凹入或开洞而使楼板有过大消弱时,应在设计中考虑楼板变形产生的不利影响。结构分析中可根据开洞情况考虑采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型如弹性楼板模型等,同时应采取可靠措施予以加强。对双十字、井字形、Y型等外伸长度较大的建筑,应加强楼板以及外伸墙体根部连接处的构造节点,必要时可在外伸段凹槽外端设置拉梁或拉板。
1 设置拉梁或拉板沿竖向宜均匀布置。拉板厚取250~300mm,按暗梁的配筋方式配筋;拉梁、拉板内纵向筋的配筋率不宜小于1.0%(或按受拉考虑配筋)。纵向受拉钢筋不得搭接,并锚入支座内不小于laE。
2设置阳台板或不上人的外挑板,板厚不宜小于180mm,双层双向配筋,每层每向配筋率不宜小于0.25%,并按受拉钢筋锚固在支座内。
2.5.5楼板一般不宜开大洞,如楼板开大洞削弱后,宜采取以下构造措施予以加强:
1 加厚洞口附近楼板,提高楼板的配筋率,采用双层双向配筋,每层、每向配筋率不宜少于0.25%。
2 洞口边缘设置暗梁、边梁;暗梁宽度可取板厚的2倍,纵向钢筋配筋率不
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宜小于1.0%
3 在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。
2.5.6现浇板内埋设机电暗管时,管外径不应大于板厚的1/3.管子交叉处不受此限制(在暗管交叉处,两根暗管的外径相加值可以大于板厚的1/3,但此时暗管外皮的混凝土保护层厚度不应小于25mm)。板内预埋管道应分散布置,避免多根相邻管道并行布置,同时宜减少管道交叉设置,所铺设管线应放在板底钢筋之上,板顶钢筋之下(不能影响受力钢筋位置和保护层厚度),且管线的混凝土保护层不宜小于50mm,不应小于30mm。当小于50mm且该处无上部钢筋时,在管道上部建议设置附加抗裂钢筋。注意入户管线和电表箱子附近的楼板有较大直径或较多线管通过,楼板适当加厚,并且尽量不做异形板,避免楼板裂缝。
2.5.7当剪力墙采用滑膜法施工时,宜优先采用滑膜一层墙体浇筑一层楼板的方案;如采用先滑墙体,后浇楼板或搁置预制楼板的施工方案时,需验算墙体在施工期间的承载力及稳定性,仔细设计楼板与墙的连接大样。
2.5.8对有人防和消防(消防通道)要求的楼盖结构以及直升飞机停机坪的屋盖结构,应满足有关标准的要求。
2.5.9一个结构单元内的楼板厚度尽量均匀,不宜局部出现过厚或过薄的楼板,不利于力的平衡和经济性。
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3.荷载与作用
3.1恒荷载
3.1.1高层剪力墙住宅设计常用墙体和楼层重量根据所选材料按《荷载规范》计算 3.1.2当建筑楼层和外檐节点复杂且重量较大时,尤其对全楼重量影响较大的标准层外檐做法应按建筑专业提供的节点详图计算导荷。(外挑较大时应考虑梁的扭转效应)
3.1.3建筑材料应选用容重小的材料,减小填充墙和建筑做法的重量,达到降低结构的钢筋用量。
3.1.4结构计算填充墙荷载统计应对门洞和窗洞处墙体重量按实际情况折减。
3.2 活荷载
3.2.1一般活荷载按荷载规范取值,特殊用途房间可参考全国统一技术措施。
房间名称 制冷机房 水泵房 变配电房、发电机房(带变压器) 通风机平台(8号通风机) 通风机平台(10号通风机) 商业 住宅电梯前室(首层前室不小于3.5) 设水冲按摩式浴缸的卫生间 有分隔的蹲厕公共卫生间(包括填料、隔墙) 电梯底坑
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活荷载标准值(kN/m2)(kN/m2)(kN/m2) 8 ≥5,或按实际 10,或按实际 8 10 3.5 2.0 4 8,或按实际 按实际
3.3 墙体荷载
3.3.1 以下所列墙体荷载适用于建筑墙面一贴一抹、双面抹灰、双面贴砖的做法。每单侧贴、抹均按0.5 kN/m2计算。抹灰作法:20水泥砂浆,贴砖作法:20水泥砂浆+10面砖。
3.3.2 当外墙面为干挂石材时,挂石材一侧荷载取为1.0 kN/m2,墙体荷载按下表增加0.5 kN/m2。
烧结多孔砖(孔洞率20% 蒸压(粉煤灰)加气混凝土砌块(γ=7.5kN/m3) 100厚加气块 1.75kN/m2 150厚加气块 2.13kN/m2 200厚加气块 2.50kN/m2 250厚加气块 2.88kN/m2 300厚加气块 3.25kN/m2 注:1.以上所列荷载乘以净高后,荷载值精确至0.5kN/ m2,例如4.5,5.0,5.5 3.3.3计算线荷载时应扣除梁高,但荷载种类宜适当归并不宜过多。 3.3.4计算线荷载时应减去窗洞口面积并加上门窗荷载,但荷载种类宜适当归并不宜过多,门窗荷载按0.5 kN/m2考虑。 3.3.5当为同一小区(有多栋楼)的项目时,各栋楼应先统一荷载数值再输入模型。 3.4 活荷载折减 3.4.1 活荷载折减只适用于设计梁,墙,柱和基础,设计楼板时不能折减; 3.4.2 活荷载折减只适用于楼面活荷载,屋面活荷载不能折减; 3.4.3 执行《荷载规范》表5.1.2时的注意事项: 1. 本表仅适用于表5.1.1第1(1)项的功能类别。 14 3 2. 对于表中“计算截面以上的层数应特别注意: 1) 不包括屋面以上的机房水箱间等设备用房、屋顶造型等; 2) 有错层时电算信息中的层数是虚假的,不能直接采用; 3) 应为同一类别的层数。例如:某工程为23层高层建筑;1~5层为商场,6~23层为办公用房。1~5层商场不能采用表5.1.2,应按规范5.1.2-2-2规定采用,6~23层不能按23层查表(折减系数0.55),应按18层查表(折减系数0.60),计算地下构件时,其楼层折减系数取1~5层的折减系数与6~23层折减系数的加权平均。 3.5 其它 3.5.1按《工程结构可靠度设计统一技术标准》GB50153-2008的规定,水位不变的水压力按永久荷载考虑,而水位变化的水压力按可变荷载考虑。 抗浮验算公式:Gk/Nwk≥1.05,(式中Gk、Nwk均为标准值) 注意以下事宜: (1)需要进行抗浮设计时,应要求地勘单位在报告中明确施工期间的抗浮设防水位和设计基准期的抗浮设防水位; (2)施工图中应有明确的降水要求; (3)施工阶段停止降水时间,应按施工期间的抗浮设防水位确定,建筑自重应不考虑建筑做法,例如:基础上的回填土、楼面做法、梁抹灰、后砌隔墙等。 3.5.2房屋高度大于60m的高层建筑或对风荷载比较敏感的其它高层建筑承载力设计时应按基本风压值的1.1倍采用。 3.5.3固定隔墙的自重,应考虑门窗洞口进行荷载折减后按恒荷载计算。 3.5.4方案设计时,可参考下列单位楼层面积的平均结构自重值估算结构总重标准值及竖向构件承受的结构自重标准值。 1 钢筋混凝土结构多层建筑 13~15 kN/m2 2 砌体结构 20~22kN/m2 3 钢筋混凝土结构高层建筑 14~16kN/m2 4 轻钢结构房屋 6~8kN/m2 5 地下室 25kN/m2 3.5.5当建筑平面为矩形时,其风荷载体形系数可按下列原则取用:当高宽比H/B 15 ≤4时,取1.3,高宽比H/B>4时,取1.4.(式中H为建筑物高度,B,L为迎风面宽度).B,L分别为迎风面宽度和长度),其他情况详《高规》附录B 3.5.6挡土墙计算中,地面竖向活荷载一般取5.0 kN/m2 16 4 材料 4.1梁板钢筋与混凝土强度 4.1.1 梁板混凝土强度等级一般采用C30,作为上部结构嵌固部位的地下室楼盖的混凝土强度等级不宜低于C30。由于受力构件采用C25时,钢筋保护层须增大,故不经济,一般很少采用。 4.1.2梁板受力钢筋可采用HRB400、HRB500、CRB600H级钢筋,楼板分布钢筋可采用HPB300级钢筋。注意目前CRB600H钢筋直径范围6~12mm。 4.1.3吊钩(吊环)采用Q235B级圆钢或HPB300级钢筋,不应采用冷加工钢筋。 4.2剪力墙钢筋与混凝土强度 4.2.1剪力墙分布钢筋宜优先采用采用HRB400级钢筋。 4.2.2 剪力墙住宅底部加强区范围,可采用提高混凝土强度等级的方法降低剪力墙墙肢轴压比,从而减少约束边缘构件数量,达到节省钢筋用量的目的。 4.2.3 剪力墙混凝土强度等级不宜超过C40,高强度混凝土易开裂。 4.2.4 人防地下室墙体混凝土强度等级不宜大于C35,受拉钢筋构造配筋率小。 4.2.5 当地下室外墙位于车库内时,非挡土墙施工缝可不设止水条或止水挡板,不用抗渗混凝土。混凝土抗渗等级应根据地下室埋深分层确定。 17 5 计算分析与参数选择(PKPM v3.1.5版) 5.1 计算基本要求 5.1.1使用PKPM、YJK等软件进行结构计算时,必须首先了解程序的假定并注意核查计算结果的正确性。 5.1.2进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚性,当楼板可能产生较明显的面内变形时,计算时应考虑楼板面内变形影响。 5.1.3对结构分析软件的计算结果,应进行分析判断,确认其合理、有效后方可作为工程设计的依据。 5.1.4联肢墙各墙段高度与墙段长度之比不宜小于3,剪力墙段长度不宜大于8m。 5.1.5跨高比小于5的连梁按《高规》第7章连梁的有关规定设计,跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。剪力墙中开设门窗洞口时需依据上下层洞口间梁的跨高比、梁端约束程度在PKPM软件中按照以下原则进行。剪力墙洞口上方跨高比小于2.5的梁在PM中按洞口输入;跨高比大于等于2.5的梁在PM中按节点输入,当参数计算确实需要时,连梁可以按照洞口输入。跨高比小于等于5的梁按连梁计算;跨高比大于5的梁按框架梁计算。 5.1.6在集中荷载作用下,剪力墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力验算。 5.1.7应注意特殊构件的补充定义,包括但不限于以下几项:角柱的补充定义;次梁与剪力墙垂直相交主梁铰接端定义;特殊构件的混凝土强度、抗震等级补充定义;多塔楼补充定义;偏拉墙(双肢墙)补充定义。 5.1.8应注意建模准确性与计算简化的准确性,包括但不限于以下几项:图纸与模型的一致性、净尺寸小于等于200mm的剪力墙跺可不输入模型;夹层梁、板准确输入(新增功能);跨层构件的准确输入(新增空间标准层功能);楼板局部线、面、点荷载准确输入(新增功能)。 5.1.9整体分析和构件计算时,楼板上填充墙荷载应按实际情况予以考虑。 5.1.10楼板上填充墙荷载参考计算方法: 1整体电算时,填充墙下输虚梁,填充墙荷载按虚梁上线荷载输入。 18 2楼板配筋计算时,填充墙荷载应按弯矩等效的原则等效为板上均布荷载,具体等效方法按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录C的规定;板上有填充墙的楼板计算也可采用盈建科进行。 5.2 计算参数的选取 5.2.1 总信息 1水平力与整体坐标夹角(度):缺省为0度,建议需改变风荷载作用方向时才采用该参数。若结构存在与地震力方向≥15°的抗侧力构件,只增加一组斜交方向的附加地震数即可。 2混凝土容重(kN/m3):混凝土容重框架结构取26,框剪、剪力墙结构取27。 3裙房层数: 裙房层数仅用作底部加强区高度的判断,规范针对裙房的其它相关规定,程序并不能自动考虑。可按地上裙房层数据实填写,填写时应从结构最底层起算:例地下室2层,裙房2层,裙房层数应填4。 4转换层所在层号:应按PMCAD楼层组装中的自然层号填写,程序不能自动识别转换层,需人工指定。 5地下室层数:按地下室实际层数填写。 6嵌固端所在层号:按实际嵌固层号填写,嵌固端的判定按2.1.9条确定。 7墙元、弹性板细分最大控制长度:一般按缺省1m。 8转换层指定为薄弱层:当有转换层时勾选。 9全楼强制采用刚性楼板假定:计算结构周期、位移时勾选,其他情况不选。 10整体指标计算采用强刚,其它指标采用非强刚:V3.1版新增参数,勾选此项,同时计算强制刚性楼板假定和非强制刚性楼板假定两种模型,无需二次计算。 11地下室强制采用刚性楼板假定:V3.1版已取消此参数。 12墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点:建议勾选。勾选后墙梁一般比不勾选内力大,结构整体刚度变大,周期变短。 13计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘:建议勾选,勾选此项后,墙所承担的倾覆力矩将进行折减。 14考虑梁板顶面对齐:V3.1新增参数,不建议勾选。 19 15构件偏心方式:V3.1新增参数,建议缺省值传统移动节点方式。 16结构材料信息:按实际选定。 17结构体系:按实际选定;当高层住宅底层带有商业裙房时仍应按剪力墙结构体系计算。 18恒活荷载计算信息:一般选“模拟施工加载3”。 19施工次序:当有跨层梁、斜撑、坡屋面等应注意定义正确的施工次序。当模拟施工3不能正常计算时,应注意检查模拟施工次序的定义是否正确。 20风荷载计算信息:一般选择“计算水平风荷载”。 21地震作用计算信息:按需要选择,一般选择“计算水平地震作用”。 22“规定水平力”的确定方式:一般选择“楼层剪力差方法(规范方法)”。 23墙梁转框架梁的控制跨高比:建议填5,程序自动将跨高比大于5的墙梁转换成框架梁。 24框架连梁按壳元计算控制跨高比:缺省值为0,当填入2.5时,跨高比小于2.5的框架连梁转成墙梁,采用壳元计算。 25楼梯计算:一般选缺省“不带楼梯进行计算”。 26多塔:V3.1新增参数,如有多塔时,可选定此参数进行包络设计。 5.2.2 风荷载信息 1地面粗糙度类别:B类或C类(A类、C类、D类)按《荷载规范》8.2.1据实选取。省内工程一般情况下,当工程所在地为省地级市区时应选择C类、当工程所在地为县级市及以下时应选择B类。 2修正后的基本风压:按《荷载规范》附录E.4中50年一遇基本风压填写。 3X向、Y向结构基本周期:可在SATWE计算完成后,将准确的自振周期回代至此再算。 4风荷载作用下结构的阻尼比:混凝土结构及砌体结构5(5%),有填充墙钢结构2(2%),无填充墙钢结构1(1%)。 5 承载力设计时风荷载效应放大系数:对于高度大于60m的高层建筑,取1.1,一般情况取1.0。 6结构底层底部距离室外地面高度:按实际情况填写,可填入正值或负值。 7用于舒适度验算的风压:舒适度验算的风压与风荷载计算时的基本风压不 20 同,需单独填写。 8用于舒适度验算的结构阻尼比:混凝土结构取2(2%),混合结构取1~2。 9考虑顺风向风振影响:一般应勾选。 10考虑横风向风振影响:一般不勾选。根据《荷规》8.5.1 条,对于高度超过 150m 或高宽比大于 5 的高层建筑、以及高度超过 30m 且高宽比大于 4 的构筑物,宜考虑横风向风振的影响。 11考虑扭转风振影响:一般不勾选。根据《荷规》8.5.4 条,对于建筑高度超过 150m、且同时满足式8.5.4的高层建筑,宜考虑扭转风振的影响。 12体形分段数:对于迎风面规则的建筑取体型分段数为1,当有裙房等迎风面不规则的情况应据实分段填写。 13风荷载体型系数:按《荷载规范》8.3.1或《高规》4.2节填写;一般为1.3或1.4。 5.2.3 地震信息 1结构规则性信息:一般按不规则。 2设防地震分组:根据结构所处地区按《抗规》附录 A 选用。 3设防烈度:根据结构所处地区按《抗规》附录 A 选用。 4场地类别:根据相应工程的地勘报告选用。 5 抗震构造措施的抗震等级:一般按缺省值不改变,当有实际需要时按需选定提高或降低。 6 重力荷载代表值的活载组合值系数:0.5周期折减系数:0.8~1.0,根据填充墙是否与主体刚接及填充墙量多少取用,一般可以取0.85~0.95,单项工程由专业负责人确定。 7 斜交抗侧力构件方向附加地震数:一般为0,若结构中有相交角度大于15度的斜交抗侧力构件可增加一组附加地震数,最多可增加五组地震数。 8考虑双向地震作用:一般不勾选。下列情况之一时应勾选:1.复杂结构;2.多数楼层位移比≥1.2;3.特别不规则的结构。 9考虑偶然偏心:是。 10 悬挑梁默认取框梁的抗震等级:一般不勾选。 11按《抗规》降低嵌固端以下抗震构造措施的抗震等级:一般不勾选。当0.00 21 嵌固且多层地下室时可勾选。 12部分框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:程序缺省勾选。当总信息中结构体系选为部分框支剪力墙结构时此参数才起作用。 13计算阵型个数:一般可取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数,3的倍数。一般情况可取15个阵型,当有较高塔楼时建议取高阵型计算。 结构的阻尼比(%):混凝土结构可取5%,钢结构可取3%,钢混混合结构取中间值。 14特征周期Tg(秒):按《抗规》5.1.4填写。 15区划图:程序整合了2016年6月版的中国地震动参数区划图数据。新《抗规》公布后并没有完全采用。一般不定义此项。 16 《抗规》(修订):程序整合了2016年修订版新《抗规》的地震动参数数据。可直接搜索工程地点检索出需要的地震动参数。此参数和新《抗规》一致。 17 按主阵型确定地震内力符号:一般不勾选。 18 程序自动考虑最不利水平地震作用:一般应勾选。 5.2.4 活荷信息: 1柱、墙设计时活荷载:根据《荷规》5.1.2 条 2 款对全楼活载进行折减。注意:《荷规》中活载折减仅适用于民用建筑,对工业建筑则不应折减;且仅符合《荷规》表5.1.1第1(1)项的按表5.1.2折减,即限于住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园。如商场活载不能按表5.1.2折减。 2传给基础的活荷载:折减。 3考虑活荷载不利布置的最高层号:建议多层考虑活载不利布置;高层建筑中楼面活载>4kN/m2时,考虑楼面活荷载不利布置,详见《高规》5.1.8 条。 4柱、墙、基础活荷载折减系数:按《荷规》表 5.1.2 填写。程序隐含值仅适用于表5.1.1中1(1)项。 5考虑结构使用年限的活荷载调整系数:《高规》5.6.1条,设计使用年限为50年取1.0,设计使用年限为100年时取1.1。 5.2.5调整信息: 22 1梁端负弯矩调幅系数:建议一般取默认值 0.85。{梁端负弯矩调幅系数}对纯钢梁不起作用,但是对钢与混凝土组合梁起作用。 2梁活荷载内力放大系数:1。 3梁扭矩折减系数:建议一般取默认值 0.4,详见《高规》5.2.4 条。但对结构转换层的边框架梁扭矩折减系数不宜小于 0.6。 注:(1) 若考虑楼板的弹性变形,梁的扭矩应不折减或少折减。 (2) 梁两侧有弹性板时,{梁刚度放大系数}及{扭矩折减系数}仍然有 效。 4托墙梁刚度放大系数:一般缺省值1.0。有“托墙梁段”时,可填入放大系数100。 5梁刚度调整:一般选定“梁刚度放大系数按2010规范取值”。 6砼矩形梁转T形:一般不勾选。 7梁刚度放大系数按主楼计算:新增参数,宜勾选。勾选后程序按整个主楼搜索并据此计算刚度系数,更准确。 8连梁刚度折减系数:地震作用:0.5~1.0 由专业负责人确定。 9采用SAUSAGE-CHK计算的连梁刚度折减系数:一般不勾选。 10按《抗规》(5.2.5)调整各楼层地震内力:一般均勾选,且按默认值。 11薄弱层调整:一般均勾选,且按默认值。 12受剪承载力突变形成的薄弱层自动进行调整:不建议勾选。薄弱层宜根据刚度计算结果手动指定。 13指定薄弱层个数及相应层号:按实际刚度计算结果手动指定。 14 二道防线调整:在程序中,0.2 V0 是否调整与“总信息”栏的“结构体系”选项无关。调整分段数及起始、终止层号:按实际填写。调整系数上限:缺省值为2.0,当不满足规范要求时可自行修改。一般框剪结构应首先填写一个较大的数值或负值,如5.0。 15 考虑弹塑性内力重分布计算调整系数:V3.1版新增参数,当结构平、立面布置复杂时可考虑勾选。 16 调整与框支柱相连的梁内力:一般不勾选。 17 框支柱调整系数上限:一般取缺省值5.0。 23 18 指定加强层个数:(默认值:0,一般不需改)及各加强层层号(默认值:空白,一般不填)见《高规》10.3.1条、10.3.2条、10.3.3条及9.1.11条。 注:加强层是新版 SATWE 新增参数,由用户指定,程序自动实现如下功能: (1)加强层及相邻层柱、墙抗震等级自动提高一级。 (2)加强层及相邻轴压比限值减小 0.05。 (3)加强层及相邻层设置约束边缘构件。 5.2.6设计信息: 1结构重要性系数:一般默认缺省值1.0,详见《砼规》3.3.2条。 2钢构件截面净毛面积比:缺省值0.5(用于钢结构,一般混凝土结构不需要修改)该值仅影响强度计算,不影响应力计算。 3钢构件材料强度执行《高钢规》JGJ99-2015:新版高钢规修改了Q235 Q345 Q390 Q420四种钢材的设计强度,新增了Q345GJ,高层钢结构勾选此参数。当不勾选时钢材强度仍执行钢结构规范GB50017-2003。 4按《高规》或高钢规进行构件设计:按实际需要点选此项。 5结构中框架部分轴压比限值按纯框架结构的规定采用:根据《高规》8.1.3条,对于框剪结构当框架部分承担的地震倾覆力矩大于50%时应勾选此项。 6按混凝土规范 B.0.4 条考虑柱二阶效应:一般不勾选,对排架结构柱,应勾选。 7梁按《高规》5.2.3-4条进行简支梁控制:高层时一般点选“仅主楼执行此条”。多层时点选“均不执行此条”。 8主楼进行简支梁控制的处理办法:分段计算。 9梁保护层厚度(mm): 20。柱保护层厚度(mm): 20。环境类别特殊时详见《砼规》8.2.1 条,构件所属的环境类别见《砼规》表 3.5.2。 10梁柱重叠部分简化为刚域:一般建议勾选“梁端简化为刚域”,不勾选“柱端简化为刚域”。 11柱配筋计算原则:一般建议勾选“按单偏压计算”;角柱需进行双偏压验算校核配筋。 12柱剪跨比计算原则:一般建议勾选“简化方式”。 13一阶、二阶弹性设计方法:V3.1版新增参数,根据高钢规7.3.2条,当结 24 构的二阶效应系数大于0.1时,结构宜采用二阶弹性设计方法。 14剪力墙构造边缘构件的设计执行《高规》 7.2.16‐4条:一般不勾选。当连体结构、错层结构以及 B级高度高层建筑结构中的剪力墙(筒体)时才勾选此项。详见《高规》7.2.16条。 15当边缘构件轴压比小于《抗规》 6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件:一般需勾选此项。 5.2.7配筋信息: 1梁、柱、墙主筋级别:一般按HRB400[360]。 边缘构件箍筋级别:HRB400[360],(当为构造边缘构件时,可考虑用HPB300钢筋)。 2墙水平分布筋间距(mm):根据实际配筋确定,当实际配筋间距与计算间距不同时需进行代换。 3墙竖向分布筋配筋率(%):一般取0.25,也可根据实际配筋确定,当实际配筋率与计算相差较多时需重新修改此参数进行计算。 4墙最小水平分布筋配筋率(%):一般取0.25, 也可根据实际配筋确定,当实际配筋率与计算相差较多时需重新修改此参数进行计算。 5梁抗剪配筋采用交叉斜筋方式时,箍筋与对角斜筋的配筋强度比:1 5.2.8地下室信息: 1室外地面与结构最底层的高差:一般情况应按实际填入正值。 2土层水平抗力系数的比例系数(m值):一般情况下,都应按照真实的回填土性质填写相应的 m值,以体现实际的回填土约束。m的取值范围一般在2.5——100之间,当主楼带车库时,m值建议填3~5。注意当判定嵌固端时m值应填0。 3回填土刚度折减系数:主楼地下室回填土的刚度折减系数。 4除地面以下几层的回填土约束:按实际输入。 5回填土容重:18。 6室外地坪标高(m):按实际输入。 25 7回填土侧压力系数:按实际输入。 8地下水位标高(m):按实际输入。 9室外地面附加荷载(kN/m2):5。 5.2.9 基础计算信息 1 基础设计需考虑上部活荷载折减。 2 筏板基础宜考虑结构上部刚度。 3筏板计算一般按输入正确地质资料下的弹性地基梁有限元法(需考虑上部刚度)。满足本措施6.6.2.3条所列条件时可按倒楼盖有限元法计算。 4 有限元网格控制边长1m。 5板单元内弯矩剪力统计依据:V2.2版本开始提供两种方案,第一种取单元高斯点的最大值,第二种是平均值。当有限元网格控制边长1m时建议选择第二种平均值。 附JCCAD中弹性地基梁模型和倒楼盖计算模型说明: 弹性地基梁板模型:是工程设计常用模型,虽然简单,但受力明确。当考虑上部结构刚度时将比较符合实际情况。如果能根据经验调整基床系数,如将筏板边缘基床系数放大,筏板中心基床系数缩小,计算结果将接近单向压缩分层总和法-弹性解模型。 倒楼盖模型:为早期手工计算常采用的模型,对于上部结构刚度较高的结构(如高层剪力墙结构、没有裙房的高层框架剪力墙结构,其受力特性接近于倒楼盖模型。 5.2.10楼板计算信息 1楼屋面板计算推荐采用YJK计算。 2按PKPM计算时:屋面板按弹性计算,人防顶板、±0.00楼板、标准层楼板等均按塑性计算。相邻板厚差值大于20mm时,相邻支座厚板铰接薄板。相邻板跨跨度相差50%以上时,大跨板边宜按简支计算。错层楼板高差大于20mm时按简支计算。边缘梁、剪力墙按简支计算。 3楼板应进行裂缝、挠度验算。 26 5.3计算结果的判断 5.3.1 应对电算整体布置先进行直观感官判断,内容包括:长墙布置的均匀性,各层荷载的连续性,梁高、墙厚的取值,梁墙配筋有无局部很大的计算配筋,标准层配有无异常突变等。 5.3.2结构整体性分析及判断: 1Gmass (总质量):结构总质量包括恒载产生的质量、活荷载产生的质量和附加质量,结构总质量与总建筑面积的比值(重量/平方米)应在合理的范围。 2结构整体抗倾覆验算结果:基底不宜出现零应力区。 3结构整体稳定验算结果:EJd/GH2大于1.4,可以满足整体稳定验算;EJd/GH2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应。对于弯剪型的剪力墙结构、框剪结构、筒体结构,当刚重比大于1.4时,结构能够保持整体稳定;当刚重比大于2.7时,重力二阶效应导致的内力和位移增量仅在5%左右,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。当高层建筑的稳定不满足刚重比规定时,应调整并增大结构的侧向刚度。 4 楼层抗侧力结构的层间受剪承载力与相邻上一层的比值≥0.8时,满足规范要求。 5 扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期之比应小于0.9。在高层结构设计中,应使扭转振型不应靠前,以减小震害。SATWE程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能,通过参数Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比)可以判断出那个振型是X方向或Y方向的主振型,并可查看以及每个振型对基底剪力的大小。周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。即周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性。考虑周期比限值以后,以前看来规整的结构平面,从新规范的角度来看,可能成为“平面不规则结构”。一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求,说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是要加强外圈结构刚度、增设抗震墙、增加外围连梁的高度、削弱内筒的刚度。 27 扭转周期控制及调整难度较大,要查出问题关键所在,采取相应措施,才能有效解决问题。 (1)扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关,只与楼层抗扭刚度有关; (2)剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时,较易满足;周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足; (3)当不满足周期限值时,若层位移角控制潜力较大,宜减小结构竖向构件刚度,增大平动周期; (4)当不满足周期限制时,且层位移角控制潜力不大,应检查是否存在扭转刚度特别小的层,若存在应加强该层的抗扭刚度; (5)当不满足扭转周期限制,且层位移角控制潜力不大,各层抗扭刚度无突变,说明核心筒平面尺度与结构总高度之比偏小,应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚,增大核心筒的抗扭刚度。 (6)当计算中发现扭转为第一振型,应设法在建筑物周围布置剪力墙,不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施来调整结构的抗扭刚度。 6底部总剪力应在合理范围,底部总剪力与总重力荷载代表值的比值应大于《抗规》表5.2.5的规定。 7X 、Y方向的有效质量系数应≥ 90%。 8关于位移,参考点位移曲线应上下渐变,不应出现大的突变,双向地震作用下最大楼层层间位移与层高的比值应小于1/1000,考虑偶然偏心影响的位移比不应大于1.4。 5.3.3结构规则性分析及判断: 1 Eex,Eey: X,Y 方向的偏心率。 2 Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧向刚度小于相邻上一层相应塔侧移刚度的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%,侧向刚度不规则。 3 Ratx2,Raty2 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%、110%或者150%比值。框架剪力墙、剪力墙结构竖向不规则判定条件,该值大于1满足规范要求。 4在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大水平位移和层间位移,不宜大于该楼层平均值1.2倍, 不应大于该楼层平均值1.4倍。 28 5当结构各楼层计算剪重比超过规范限值的楼层数较多时,应调整结构布置或增大地震力影响使其满足规范规定。. 5.3.4结构构件分析及判断: 1构件超配筋信息文件中不应有超配筋构件。 2 剪力墙构件轴压比、稳定性验算应符合规范要求。 3 主体构件的配筋不宜有配筋明显过大的部位。 29 6地基基础及地下室外墙 6.1地基 6.1.1 基础埋置深度 建筑物应根据《地基基础》5.1及《高规》12.1.8、12.1.9并结合地勘报告、设备出户管线、相邻建筑基础埋深等因素综合确定基础埋深。在确定埋深前,应结合地勘报告及建筑总图,确定天然地面与设计室外地坪的竖向关系。当地勘报告采用相对标高时,应落实钻孔基准点与绝对标高的关系。建筑条件图无±0.000的绝对标高时,应待建筑专业确定绝对标高后再确定最终的基础埋深。 6.1.2天然地基承载力计算地基承载力计算一般按《地基规范》5.2.4条确定修正后的地基承载力特征值,同时应注意以下要求: 1天然地基宽度、深度修正系数按《地基规范》表5.2.4取值; 2处理后的地基,宽度修正系数为0,深度修正系数为1; 3土的重度土一般取18kN/m3,土的浮重度一般取11kN/m3; 4基础埋置深度d取值:无地下室时,一般从室外天然地面标高算起;有地下室时,采用箱基和筏基时,一般从室外天然地面标高算起;采用独基、条基时,一般从地下室地面标高算起。 对于上述埋置深度从室外天然地面标高起算的情况,应注意以下情况的影响: 1 在填方地区,修正深度一般从天然地面标高算起;当填土在上部结构施工前完成时,可从设计室外地面标高算起(一般不建议采用,施工很难保证),此时应在施工图注明“基础及地下室施工完后,应将室内外填土分层夯实至设计室外地面标高,然后才能进行上部主体结构的施工。” 2 主楼相邻地下车库或裙房的地下室,当车库或裙房地下室采用独基或条基加防水板时,主楼即使采用箱基和筏基,其埋置深度仍应从较低的地下室地面标高算起;当车库或裙房地下室采用筏基且宽度大于主楼基础宽度两倍时,主楼的埋置深度应取室外天然地面标高和地下车库或裙房的恒载折算土重的较小值。 6.1.3地基处理 1当天然地基不能满足上部结构的地基承载力、变形、稳定性要求时,可通过地基 30 处理满足上述要求。应根据结构类型、荷载大小和使用要求,结合当地经验、土层条件、地下水情况、周边环境和对临近建筑影响,充分考虑各种地基处理方法的适用范围、加固机理、经济性、工期、地勘建议的处理方案等因素综合确定地基处理方法。 2换填垫层法:换填厚度不宜过大,一般小于3m,否则造价高、工期长、质量不好控制。 1)换填垫层底面宽度满足压力扩散,按地基处理规范执行;换填深度应满足设计要求,不符合设计要求的土层必须全部清除,尤其基底以下的杂填土。 2)满足下卧层承载力要求; 3)换填材料需因地制宜同时考虑环境因素的影响。当冬季、雨季施工和槽底土层含水量高时,换填材料优先选用级配砂石,不宜采用灰土;当换填处理湿陷地基时,优先选用灰土,不应采用级配砂石、中砂、粗砂等渗透系数高的材料。 4)换填垫层质量采用压实系数和承载力控制,图中应明确。压实系数不小于0.97(灰土压实系数不小于0.95)。 3 复合地基: 1)对地基处理设计单位提出的基本要求: 地基处理后应满足的地基承载力特征值fspk(不考虑深度修正);地基处理后应满足的地基变形最大值;地基处理后应满足的地基整体倾斜(筏形基础);沉降差(独立基础和局部筏板);局部倾斜(条基);地基处理土层以下未处理的天然土层应满足下卧层承载力要求:对湿陷性黄土的处理应采用挤密桩。混凝土桩复合地基的设计、施工和检测应满足现行《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)《建筑地基基础设计规范》(GB50007)《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程(DB13(J)/T123-2011)的规定。 2)对地基处理单位提出的建议要求: 增强体类型;桩端持力层土层名称及土层编号。 3)向地基处理设计单位提供的技术条件: 基础平面图;基础类型、基础高度、基底标高(含相对及绝对标高)和基底下防水层垫层的做法;±0.000、绝对标高及地勘报告假定标高三者间关系;标准组合下的基底压力和准永久组合下的基底附加压力;筏板基础范围内的电梯底坑、消 31 防集水坑和人防集水坑等的大小、定位、底标高,暂不能明确时应予提醒。湿陷性黄土地基平面处理范围应满足《湿陷性黄土地区建筑规范》6.1.2条的要求。 4复合地基其他有关注意问题: 1)首先应以压缩系数不大于0.5MPa-1的土层(即非高压缩土层)和承载力较高的土层作为桩端持力层,同时桩端持力层应按《地基规范》5.2.7-1进行承载力计算,附加压力一般不考虑扩散(即桩端附加压力为基底附加压力,不考虑桩侧阻影响;软弱下卧层的验算时,特殊情况根据工程需要,对有粘结强度的增强体复合地基,按其荷载传递特性,可按实体深基础法验算,压力扩散角最大4o,可参考桩基础规范5.4.1条),一般也不考虑基础宽度修正,再根据变形计算结果和当地工程变形经验数据确定最终持力层。 2)夯实水泥土桩复合地基用于荷载较小的多层及小高层建筑,处理深度范围内无地下水和砂土,桩长不应大于10m,地基承载力特征值fspk不宜过高,一般不宜超过200kPa。超过200kPa先应充分调研并应得到结构总工同意,图纸中应明确通过试验确定适用性和处理效果,并提前用纸质联系单通知甲方。 3)水泥土搅拌桩不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土,以及地下水渗流影响成桩质量的土层。 4)软弱地基不宜采用复合地基,例如淤泥质土、新近素填土、高压缩土(压缩系数不小于0.5MPa-1的土层或压缩模量Es1-2不大于4MPa)。 5)复合地基增强体优先考虑夯实水泥土桩,不满足要求时再考虑混凝土桩,例如:基底压力大、有地下水、处理范围内有砂土层等情况。 6)总说明中地基部分应加注《地基规范》10.2.10条和10.3.2条要求:“10.2.10复合地基应进行桩身完整性和单桩竖向承载力检验以及单桩或多桩复合地基载荷试验,施工工艺对桩间土承载力有影响时还应进行桩间土承载力检验。”“10.3.2基坑开挖应根据设计要求进行监测实施动态设计和信息化施工。” 6.1.4 地基变形计算 1地基变形控制是地基基础设计的重要原则,地基基础设计过程中应避免重视承载力忽视变形控制的设计方法。 32 2所有进行地基处理的工程,均应进行变形验算。 3所有进行地基处理的工程,施工期间和使用期间均应进行沉降变形观测。此要求应在施工图中注明。(此条为规范强条,见《地基规范》10.3.8条第3款)。 4天然地基变形计算按《地基规范》5.3节有关规定执行,复合地基变形计算除满足上述要求外,还应注意《地基规范》7.2.10~7.2.12条要求,例如:计算深度大于处理深度;沉降计算经验系数与地基处理规范不同;压缩模量的当量值的计算可依据地基处理规范7.1.8条。 6.1.5 其他 1地岩土工程勘察报告是地基基础设计的重要依据,地基与基础设计必须要有本工程岩土工程勘察报告,不允许参考相邻建筑物的地勘报告。岩土工程勘察报告提供的参数不完整、不准确时,应通知甲方要求勘察单位补充岩土工程勘察报告,不能个人假定设计依据。例如压力段的压缩模量、地基处理增强体侧阻和端阻的参数、预制桩和灌注桩侧阻和端阻的参数等,必要时还应有深基础回弹再压缩的参数。 2当地质条件较复杂时,如软弱地基,山区地基,可液化地基,湿陷性黄土地基以及膨胀土地基等,应按规范要求并结合当地的实际情况,采取有效的加强措施。对于外地工程,应了解当地的具体条件、工程经验和习惯做法等。遇到以前未接触过、规范不明确或有可能涉及结构安全的情况,不要随意表态和做出决断,应征得专业负责人或总工办的意见。 3当地下水位较高,施工中需要降水时,在施工图中必须注明“施工基础前应先降水,并应采取地基土在施工时不受扰动的措施,降水应有相应资质的单位进行设计和施工。停止降水时间应符合设计要求。降水期间,应采取可靠措施,避免因降低地下水而影响临近建筑物、构筑物、地下设施等的正常使用和安全。” 4基坑开挖和施工,应根据实际情况,采取支护措施并经有相应资质的单位进行专门设计与施工。开挖时应注意对原状土的保护,严格均衡分层开挖,严禁在坑内或坑边堆积土体。对采用桩基和复合地基的工程,应注意坑底土回弹隆起和大片密集挤土桩对已施工桩的不利影响。这方面的工程事故较多,为此进行地基基础设计时应引起重视,必要时应在施工图中注明。根据不同情况可参考以下规范: 1) 淤泥和淤泥质土,见《地基规范》7.1.4条; 33 2)深基坑,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》6.1.2条; 3)桩基础,见《地基规范》8.5.2条9款和10款、《桩基规范》8.1.5条和8.1.6条; 4)基坑开挖见《地基规范》9.1.9条。 5)对基坑回填的要求应予明确,总的要求是:密实、无杂质,并能对主体提供可靠侧限。具体要求见《地基规范》8.4.24条、8.4.25;《高规》12.2.6及条文说明以及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》的6.3节和《桩基规范》8.1.9条。 6.2 基础 6.2.1基础设计的一般规定 1)基础优先采用天然地基下的平板式筏基; 2)天然地基下的平板式筏基不满足要求时,可进行地基处理后采用平板式筏基;不宜地基处理时,采用桩筏基础。 3)高层建筑与其裙房地下室(或地下车库)之间,一般不设沉降缝,以便保证高层建筑的侧限和埋深,并有利于防水。对于明显软弱的地基及《地基规范》7.3.2条所列情况,一般应设置“沉降缝”。 4)当主楼与裙房(或地下车库)间不设沉降缝,应在裙房(或地下车库)一侧设置沉降后浇带。沉降后浇带的位置按下列原则确定: ①主楼筏基仅在主楼范围(包括外围外挑部分)内设置时(即外围采用独基或条基),沉降后浇带应在与主楼相邻的裙房(或地下车库)的第一跨内设置。 ②对满足《地基规范》8.4.20-2所列三个条件的情况,可将主楼筏基外扩一跨,此时筏板基底平均压力可取主楼及外扩一跨裙房(或地下车库)的总竖向力除以扩大后的筏基面积,这样做的好处是降低了基底压应力,减小了主楼的沉降。在这种情况下,沉降后浇带应在与主楼相邻的裙房(或地下车库)的第二跨内设置。 5)当建筑长度超过规范允许值时,原则上30~40m设置筏板伸缩后浇带一条,具体工程视具体情况灵活调整;后浇带设置范围,当地上建筑分缝时,可仅在基础~?0.000处设置,当不分缝时,全楼均设。 6.2.2筏形基础 1筏形基础形式:分为梁板式筏基和平板式筏基。应根据主体结构层数、剪力墙布 34 置、地下室层数等并结合地质条件、基础埋深、结构荷载、建筑体型、工期及施工条件等综合比较确定,一般采用平板式筏基。 2单幢建筑物下的筏形基础,在荷载准永久组合下,基底平面形心与结构竖向永久荷载重心的偏心距宜符合e?0.1w/A ,其中A为基础底面积,w为与偏心距方向一致的基础底面边缘的抵抗矩。 3筏板基础计算均采用桩筏、筏板有限元计算。同时满足以下几个条件的筏形基础,可按“倒楼盖”假定设计。即:不考虑房屋的整体弯曲,筏基只考虑局部弯曲,基底反力按直线分布。 (1)地基土较均匀; (2)无软弱或可液化土; (3)上部结构刚度较好; (4)对于平板式筏基,考虑其厚跨比时,应有明确的“跨度”概念,即板有明确的“支座”,例如剪力墙或框架柱。当建筑物内部墙体较少、较短,形不成板的支座,则不符合“倒楼盖”的假定,应按弹性地基梁计算。若这仅是个别情况时,可在相应位置设暗梁或明梁。 满足以上条件时应尽量按“倒楼盖”设计,受力合理,计算简便,并可降低造价。平板式筏基按“倒楼盖”计算方法见规范8.4.16条。 4筏形基础的承载能力验算应符合以下要求。 1)筏形基础的所有构件(板、梁)均应进行正截面抗弯计算,并据此配筋。 2)筏形基础的所有构件(板、梁)均应进行斜截面抗剪计算。柱和内筒作用下的筏板均应按规范式(8.4.10)验算。其中的验算截面位置、截面宽度bw以及剪力Vs取值详见8.4.10条的条文说明。 5筏形基础的抗冲切验算。 内筒下筏板抗冲切验算按规范8.4.8条进行。 柱下筏板抗冲切验算按规范8.4.7条进行,需注意两点:第一,需考虑不平衡弯矩产生的剪应力;第二,基础边、角柱的冲切力应分别乘以1.1和1.2的增大系数(注意此处是“基础”的边角柱,即同厚度整体计算的一块筏板上的边角柱,不一定是主体结构的边角柱)。 6筏形基础的局部受压承载力应符合规范8.4.18条要求。 35 7主楼与裙房采用整体筏形基础时,应注意以下两点。 1)主楼下筏板的整体挠度不宜大于0.05%; 2)主楼与相邻的裙房柱的差异沉降不应大于其跨度的0.1%。 3)上部楼层的楼板配筋应加强,见规范8.4.23条。 8基础配筋及构造: 1)筏板的砼强度采用C30,当柱、墙砼强度大于等于C50时,可采用 C35;筏板砼应采用防水砼,抗渗等级:埋深小于10米时P6,埋深大于等于10m小于20m时P8; 2)基础尽量少外挑;基础存在抗浮问题的尽量不外挑;小高层不外挑或外挑小于等于500mm;高层如筏板计算配筋过大可稍多挑些,但最大不宜大于1200mm。 3)板下通筋均伸至筏板外边沿,并从边沿布起;外挑部分板上皮不必设置受力钢筋,仅配置12@200的抗裂构造分布钢筋。 4) 筏板下柱墩的柱墩范围内,顶部配筋无需满足局部厚筏板的最小配筋率(即考虑柱墩上部为受压区,无需满足PKPM计算书中柱墩范围内筏板顶部的构造计算值),但须布置必要的抗裂构造钢筋。 5)住宅楼项目基础厚度建议取值: 平板式筏形基础: 9~11层:筏板厚600~700; 13~18层:筏板厚700~800; 18~26层:筏板厚800~1000 26~33层:筏板厚1000~1100; 注:以上仅为参考,专业负责人应根据项目具体情况进行调整。 6)筏板上下皮钢筋拉通;通长钢筋间距宜取200~250;板顶及板底的附加筋与通长钢筋均间隔布置; 7)筏板内电梯底坑、集水坑局部下沉构造满足16G101-3要求,尽量选用图集;集水坑侧挡墙图集未表示清楚时应增补剖面图。筏板内不合理的布置局部下沉井、坑会给施工带来很多麻烦,同时增加投资。因此结构专业必须会同建筑、设备共同确定平面布置、坑深,并适当合理归并,以方便施工并降低投资。 6.2.3桩基 36 1目前采用较多的桩基础主要分两种:现浇钢筋混凝土钻孔灌注桩和预制预应力管桩。前者分为采用或不采用后注浆技术;后者分为静压和锤击沉入。 2 单桩承载力的检测分为两类: 1)施工前为确定承载力特征值对试验桩的工艺及承载力进行试验检测;按规定,应加载至破坏。 2)基桩施工完后对工程桩实际承载能力的验收检测,加载量不应小于设计单桩承载力特征值的两倍。 3确定单桩承载力特征值时,注意同时应对桩身截面抗压承载力进行验算。计算方法见“桩规”5.8.2~4条以及“地规”8.5.10~11条。验算时应注意以下几点: 1)两本规范公式中的承载力N和Q均为设计值,换算成单桩承载力特征值时应除以分项系数1.35. 2)符合规定条件时,可考虑桩内纵筋的抗压作用。 3)新的《地基规范》对工作条件系数(桩基规范称为成桩工艺系数)ψC 重新修订,减小很多,应予以重视。例如预应力管桩,标准图10G409参考《桩基规范》采用ψC=0.7计算,若按《地基规范》新规定取0.55,标准图中的“桩身轴心受压承载力设计值”均应乘以0.55/0.7=0.79的折减系数。 4)对桩身穿越可液化土层或高承台基桩,桩身抗压承载力尚应乘以稳定系数,详见《桩基规范》5.8.4。 4对于符合一定条件的摩擦型桩基易考虑承台效应,当承台底为可液化土、湿陷性土、新填土、欠固结土,确定单桩承载力时,不应考虑。 5当桩身穿越可液化土层、自重湿陷性土、较厚松散填土、欠固结土层时,计算桩基侧摩阻力时应予以特别对待,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,应计入桩侧负摩阻力。 6承台内纵筋保护层厚度不应小于70mm,有垫层时不应小于50mm,且不应小于桩头嵌入承台内的长度。桩嵌入承台内的长度对中等桩不宜小于50mm,对大直径桩不宜小于100mm。 6.2.4门厅与裙房下独基、条基设计基本要求 应根据平面尺寸、地基情况选择适宜的地基基础方案,必要时应与建设方沟通确定。 37 1首先能浅埋尽量浅埋座于原状土层上,但要考虑基础对主楼地下室外墙的附加压力。 2若不能浅埋从主楼基础外按1:2.0放坡座于回填土上,回填土厚度不应超过3m。此时应对回填土提出严格的质量要求,例如压实系数、回填范围。也可采用先回填再采用水泥土桩加固地基。 3基底降至与主楼基底持平,在±0.000及以下适当高度采用拉梁拉结框柱以便减小框柱计算高度。 6.3地下室外墙设计 6.3.1在地下室外墙结构设计中,墙体的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载引起的弯矩来确定,而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用,仅按墙板弯曲计算墙的配筋。荷载分项系数除地面活荷载的分项系数γQ=1.4 外,其余均为1.2。 6.3.2地下室外墙受到的荷载主要有: 1 土压力。关于土压力的计算,见《全国民用建筑工程设计技术措施2009-地基基础》第5.8.11条:计算地下室外墙的土压力时,当地下室施工采用大开挖方式,无护坡或连续墙支护时,地下室承受的土压力宜取静止土压力,静止土压力系数K0,对正常固结土可取1-sinφ(φ—-土的内摩擦角),一般情况下可取0.5,适用于墙后填土较好的情况,对于如可塑、软塑及流塑的黏性土等特殊土体(k0大于0.5)取值偏小,不安全,故应该区别填土的不同情况,合理取值。当地下室施工采用护坡桩或者连续墙支护时,地下室外墙的土压力计算中,可以考虑基坑支护与地下室外墙的共同作用,可按静止土压力乘以折减系数0.66近似计算,(0.5×0.66=0.33)。 2水压力。如果位于地下水位以下,就需要考虑水压力了,水压力也是与深度有关;结构构件的设计计算一般情况下取历史最高水位(可结合当地具体情况综合确定)。地下水位以下的土重度,可近似取11KN/m3. 3.地面活荷载。考虑地面活荷载可能会传来一部分侧向压力到挡土墙上,一般可取5kN/㎡。如室外地面为通行车道则应考虑行车荷载. 4当考虑人防荷载时,还应在荷载组合中加入人防等效静荷载。 5由于地下室内墙和边柱的平面布置存在多种形式,以及地下室外墙与顶板和底板 38 抗弯刚度比值的不同,对于不同的工程或者同一工程的不同位置的地下室外墙的支承条件不尽相同。地下室外墙的支承条件可以按照以下原则进行简化: 1)当地下室内墙为钢筋混凝土墙体时,内墙可视为地下室外墙的固定支座,当地下室外墙内存在上部结构需要的框架柱(附壁柱)时,且框架柱垂直于墙面的截面高度小于2.5 倍墙厚时候,地下室外墙的计算可不考虑附壁柱的支承作用,按单向板设计。 2)地下室顶板可以视为地下室外墙的铰支座,当地下室底板≥1.5 倍墙厚时,地下室底板可视为外墙的固定支座,否则,按铰支座进行计算。 3)多层地下室的中间楼板视为地下室外墙的中间支座。 4)地下室外墙可考虑塑性变形内力重分布,对弯矩进行调幅,以便于配筋构造和节省钢筋。按塑性计算不仅在有建筑外防水的墙体中可以使用,在考虑混凝土自防水的墙体中也可以采用。因为考虑塑性内力重分布,只有受拉区的混凝土会产生弯曲裂缝,裂缝细微,不会贯通整个截面厚度,墙体仍有足够的抗渗能力。计算时,不宜调幅太大,建议0.95. 5)窗井外侧墙顶部敞开无顶板相连,其计算简图可根据窗井深度按三边连续一边自由,或水平多跨连续板计算,如按多跨连续板计算时,因为荷载上下差别大,可上下分段计算弯矩确定配筋。 6.3.3普通地下室外墙的厚度不应小于250mm,地下室外墙的混凝土强度不宜低于C30。 6.3.4当有防水要求时,地下室外墙混凝土抗渗等级应根据基础埋置深度,按照《高规》表12.1.10 采用,且不应小于0.6Mpa。 6.3.5地下室外墙迎水面钢筋保护层厚度应根据环境类别按《混凝土规范》表8.2.1取用,对于衡水地区的项目地下室外墙迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm,且均应做裂缝验算,非迎水面钢筋保护层厚度不小于15mm。《全国民用建筑工程设计技术措施2009--混凝土结构分册》第2.6.5-2条及其说明,地下室挡墙的允许裂缝宽度可以放宽至0.4mm。 6.3.6地下室外墙顶部或底部不用设置暗梁或基础梁,仅在相应位置配置三根直径不小于20mm 的水平通常构造筋即可。 6.3.7地下室外墙的竖向和水平钢筋,除按计算确定外,每侧均不应小于受弯构件 39 的最小配筋率。当外墙长度较大时,考虑到混凝土硬化过程及温度应力可能产生的收缩裂缝,水平钢筋配筋率应适当增大,钢筋的最大间距不宜大于200mm。外侧水平钢筋与内侧水平钢筋应设拉结钢筋,其直径可选6mm,间距不大于600mm,梅花形布置。 40 7结构构件 7.1剪力墙设计 7.1.1剪力墙墙体配筋 1正负零以上普通剪力墙配筋见下表。 表1:一级、二级、三级剪力墙配筋表 标高 墙厚 160 180 竖向/水平分布筋 8@250/8@250 8@220/8@220 8@200/8@200 8@150/8@150 10@200/10@200 双向拉筋 6@500@500 6@440@440 6@600@600 6@600@600 6@600@600 配筋率 0.25% 0.25% 0.25% 0.27% 0.26% 加强区/ 非加强区 200 250 300 表2:四级剪力墙配筋表 标高 墙厚 160 180 加强区/ 非加强区 200 250 300 8@250/8@250 8@200/8@200 8@150/8@150 6@500@500 6@600@600 6@600@600 0.20% 0.20% 0.22% 竖向/水平分布筋 8@250/8@250 8@250/8@250 双向拉筋 6@500@500 6@500@500 配筋率 0.25% 0.22% 注:温度应力大的部位应当增大配筋量,详见《高规》7.2.19。 2短肢剪力墙,其水平分布筋应符合表1、表2规定,竖向钢筋应符合《高规》7.2.2-5规定。一般可将其作为一个边缘构件整体绘图,且边缘构件的纵向配筋率应满足规范要求。 3正负零以下:与筏板相连的内墙竖向分布筋为10@200,水平分布筋 12@200,拉筋6@600@600(人防时:拉筋6@400@400);不与筏板相连的内墙竖向分布筋为10@200,水平分布筋10@200,拉筋6@600@600。 4人防临空墙、人防隔墙和门框墙满足人防规范4.11.7条受弯构件配筋率不 41 小于0.25%要求,当采用C40级以上等级混凝土时,配筋率提高到0.3%,见表3。滤毒室,防毒通道等处的混凝土墙体按照正常内墙配筋即可。拉筋间距应小于500mm。 表3:人防临空墙、单元隔墙配筋表 混凝土等级 墙厚 250 C30~C35 300 500 C40及以上 250 300 500 竖向/水平分布筋 12@150/12@150 12@150/12@150 16@150/16@150 12@150/12@150 14@150/14@150 18@150/18@150 梅花拉筋 6@450@450 6@450@450 6@450@450 6@450@450 6@450@450 6@450@450 配筋率 0.30% 0.25% 0.27% 0.30% 0.34% 0.34% 5错层处剪力墙取250mm,抗震等级提高一级采用,水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.5%。 6底部加强部位范围: 1)底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起。 2)底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值。 3)当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时,底部加强部位宜延伸至计算嵌固端。 4)当建筑四周室外地坪存在高差时: 42 7.1.2约束边缘构件设计 1根据《高规》7.2.14条要求,检查地上一层的轴压比,判断是否需要设置约束边缘构件。当约束边缘构件比例占到边缘构件总数80%以上时,全部设置约束边缘构件。约束边缘构件应按照《高规》7.2.15条设计。约束边缘构件沿竖向布置的范围:嵌固端到底部加强区以上一层。 2嵌固端位于不同标高时,边缘构件按下述原则沿竖向设置: 1)±0.000嵌固时:地上按一层轴压比设置边缘构件,地下室设置构造边缘构件。负一层构造边缘构件顺延地上一层暗柱纵筋,箍筋按构造要求设置;以下各层根据墙体布置按照规范要求设置构造边缘构件(不受地上窗洞口影响)。 2)负一层地面嵌固时:地上按一层轴压比设置边缘构件;地下一层按上层下延同时考虑本层轴压比设置边缘构件;以下各层根据墙体布置按照规范要求设置构造边缘构件(不受地上窗洞口影响)。 3)基础顶嵌固时:地上按一层轴压比设置边缘构件;地下一层按上层下延同时考虑本层轴压比设置边缘构件;地下二层按本层轴压比设置边缘构件,且外墙按照规范要求设置边缘构件(不受地上窗洞口影响)。 3阴影区纵筋 1)纵筋间距150~200mm,间距150、200均可时,优先考虑200。(遇错层墙等特殊部位时尽量不大于墙竖向分布筋间距)。 43 2)纵筋不满足构造(二级616、三级614)或计算时: ①约束边缘构件,优先加强端部钢筋,且满足直径≤1/10墙厚。 ②合并的边缘构件,端部、角部优先采用16,18,20,22,25加强钢筋,同时满足直径≤1/10墙厚,即xxx+x16(二级)、xxx+x14 (三级)。端部2根不足时,可单排3根(墙厚≥250);仍不足时,可两排4根(5根,墙厚≥250),再不足时,统一加大直径,再按上述方法调整。总之,不可笼统统一加大直径,造成浪费。加强钢筋位置见加强钢筋示意图。边缘构件种类较多,原则就是加强钢筋应布置在按受弯计算钢筋力臂最大处,同时节约钢筋。 ③边缘构件间净距≤200时,边缘构件合并。 ④钢筋直径规格不宜多于2种,禁止多于3种。 44 注:“墙肢不满足构造和计算”指配筋由计算值控制。 4阴影区箍筋 1)墙厚bw≤300,顺墙长方向2肢箍;墙厚300<bw≤400,顺墙长方向3肢箍。 2)采用大套箍、小套箍、拉筋组合型式。箍筋采用外部一个大套箍,内部加设拉筋或箍筋。不再根据长短拆分成几个小套箍。箍筋为主,拉筋为辅,小套箍宜放于端部。 3)体积配箍率ρv(不考虑箍筋重叠部分)不足时,优先提高大套箍的直径,采用两种直径,墙水平分布筋不计入体积配箍率ρv中。若甲方含钢量要求严格,则可考虑体积配箍率中计入墙水平分布筋,但不能超过总体积配箍率的30%。 5非阴影区长度按照《高规》7.2.15条计算,以50mm为模数,非阴影区长度不超过100mm时,将非阴影区并入约束边缘构件中。T型约束边缘构件(有翼墙时),直接把翼墙端取为2倍墙厚,不再设置非阴影区。 6设计中hw取值应注意以下几点: 1)剪力墙墙肢高度应为墙肢截面的总高度。 2)剪力墙洞口较大、连梁跨高比较大(大于2.5)剪力墙为双肢墙或多肢墙时,hw取一个独立的墙肢高度计算lc。 45 3)剪力墙洞口较小、连梁跨高比较小,剪力墙为整体小开口墙时,小洞口边缘只设置构造边缘构件,整片墙肢端部设置约束边缘构件,取整片墙肢的总高度hw计算lc。可参考以下几个图例确定hw。 46 7约束边缘构件非阴影区内配筋做法详见下图。 7.1.3构造边缘构件设计 1边缘构件纵筋 1)纵筋间距150~200,间距150、200均可时,优先考虑200。 47 2)纵筋不满足计算及构造(二级剪力墙加强区614、二级剪力墙非加强区612、三级剪力墙加强区612、三级剪力墙非加强区412、四级剪力墙加强区412、四级剪力墙非加强区412)时,加强方法同7.1.2条第三款规定。 3)构造边缘构件纵筋加强区采用x12+x14或者x14(二级)、x12(三、四级)。 非加强区中优先选用xx12的组合,当甲方特殊要求时,也可采用xx12+xx10的组合。此组合的大直径筋的放置位置示意如下图,原则是大直径筋放于墙端头,同时在图纸中注明。独立边缘构件(即无长墙连接的短肢剪力墙)及墙长≤4bw的墙肢,不应采用10钢筋(即钢筋最小直径为12)。另外应在说明中注明10应采用焊接接头。 4)边缘构件净距≤200时,边缘构件合并,遇墙水平筋通过两边缘构件间短墙时,可不合并,如下图所示两边缘构件可不合并。 5)钢筋直径规格不宜多于2种,禁止多于3种。 2边缘构件箍筋 1)直径,间距要求见《高规》表7.2.16。 48 2)墙厚bw≤300,顺墙长方向2肢箍;墙厚300<bw≤400,顺墙长向3肢箍. 3)加强区采用大套箍、小套箍、拉筋组合型式。箍筋为主,拉筋为辅,小套箍应放于外侧;非加强区采用大套箍、拉筋组合型式,且肢距不大于300mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。 4)独立边缘构件(无墙水平分布钢筋通过),大套箍不小于墙水平筋及计算结果。 3墙肢净长度≤200,建模不考虑,纵筋按上述第一条要求即可,箍筋满足 8@150及计算。 4剪力墙的墙肢长度不大于墙厚的4倍时,应按框架柱进行截面设计。独立墙肢纵筋直径不小于12,小墙肢箍筋二、三级抗震加强区8@100/150,四级抗震加强区以及二、三、四级抗震非加强区按8@100/200,且不小于计算结果。 7.1.4其他 1地上剪力墙下沿至基础顶,仅地下部分开洞的剪力墙,洞口两端设置暗柱,并加强。暗柱纵筋618,箍筋10@100。地下室新增的人防墙和风井等混凝土墙,可不设置边缘构件。 2嵌固端位于地下一层底板时,地下二层及以下均设置构造边缘构件,并按照非加强区要求设计。 3与上层对应的地下室通长外墙中部的边缘构件,当边缘构件边无洞口时应取消。 4厚度为300的暗柱端部(指无墙体顺接的端部)钢筋应设置3根。如下图示意: 5小屋顶架子起的异形柱和短肢剪力墙按其相应规范控制配筋。 6转角窗设置及处理原则:抗震设防烈度为7度和8度,高层剪力墙结构不宜在外墙开设角窗,必须设置时应采取加强的抗震措施,如: 49 1)角窗两侧墙肢厚度不宜小于250mm。 2)角窗房间的楼板宜适当加厚,宜取不小于板跨的1/30及120mm,配筋适当加强,并宜配置双层双向拉通受力筋。角窗两侧墙肢间的楼板宜设暗梁。 宜提高角窗两侧墙肢的抗震等级,并按提高后的抗震等级满足轴压比限制的要求。 3)抗震计算时应考虑扭转藕联影响。 4)角窗两侧墙肢长度hw,除强度要求外尚应满足8倍墙厚及角窗悬挑长度1.5倍的较大值。 5)加强角窗窗台挑梁的配筋和构造。挑梁按照折梁进行设计。 6)角窗两侧墙肢沿全高设置与本工程抗震等级相同的约束边缘构件。暗柱长600mm宽同墙厚。 7当剪力墙支承与其平面外相交、荷载较大、跨度不小于5m或梁高大于2倍墙厚度的大梁时,应设置扶壁柱或暗柱承受梁端弯矩,暗柱宽度可取梁宽加2倍墙厚。 8墙肢较短时的设计处理 1) 符合下列情况之一时,墙身与边缘构件合并绘制: 墙肢截面高度hw≤4×bw; 墙肢扣除边缘构件后,剩余的墙身长度hw≤400。 2) 合并绘制的边缘构件纵筋率和配箍特征值,应满足截面配筋率和配箍率要求; 3) 墙肢截面高度hw≤(4×bw)时,边缘构件纵筋应配置在墙端,一排布置不下时可布置多排;(4×bw) 4) 外箍采用封闭箍;一、二级抗震底部加强部位,截面端部第二个纵筋间距采用小封闭箍,其他墙厚度方向的可采用拉筋,长向内部可采用拉筋;一、二抗震的其他部位和三、四级抗震的全部,截面内部均可采用拉筋。 9地下伸缩缝处双墙局部构造详见11G329-1第3-9页。 10临空墙和人防隔墙顶部设置320通长筋。悬臂型挡土外墙顶部设置220通长筋。 11主楼周围为车库,当车库搭在主楼上梁长不小于4m时,则在主楼上设置 50
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