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结构工程师必须知道的108个设计要点

发布于：2023-08-15 15:28:15 来自：建筑结构/结构资料库 [复制转发]

方案阶段

1.建设场地不能选在危险地段。

由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方，因此，在结构方案及初步设计阶段，应特别注重对建设场地的再判别。对不利地段，应根据不利程度采取相应的技术措施。

2.山地建筑尤其需要注意总平布置。

山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程; 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。

当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6 范围内采用。

此条为强条; 台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上, 有时边坡支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将 18~33层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡, 这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。

3.是否有地下室。

高层建筑宜设地下室；对无地下室的高层建筑，应满足规范对埋置深度的要求。

4.高度问题

室内外高差是多少，房屋高度是多少，房屋高度有没有超限。

5.结构高宽比问题

设计规定，6、7度抗震设防烈度时，框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过 6。高宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性（主要影响结构设计的经济性，对超高层建筑，当高宽比大于7时，结构设计难度大，费用高）的宏观控制。

6.结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置。

采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。当必须设置时，应符合现行规范有关缝的要求，并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。

各缝宜合并布置，并应按规范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽，防止地震时发生碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架结构为 55m, 剪力墙结构为 45m。

7.结构平面布置不规则问题

1）扭转不规则，规定水平力作用下位移比大于1.2；

2）凹凸不规则，平面凹进的尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%；

3）楼板局部不连续，楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。

8.限制结构长宽比

结构长宽比6、7度不应大于6。限制长宽比，其目的就是要在结构设计中控制长矩形平面的使用，当平面的长宽比大于3时，虽然未超过规范规定的限值，但已对抗侧力构件（如剪力墙等）的设置及楼盖结构的整体性提出了较高要求。框架抗-震墙及板柱-抗震墙结构以及框支层中，楼板的整体性对结构的协同工作影响很大，结构设计时应特别注意加强楼板的整体性及面内刚度。

9. 不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。

10. 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞时, 应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。

楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半; 楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%; 在扣除凹入或开洞后, 楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5m, 且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于 2m。

11. 艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑, 当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时, 应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施, 必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。

12.建筑平面不规则、凹凸多、周长必然长, 建筑及结构以及节能造价必定较建筑平面规则的高, 更不用说结构为克服平面不规则产生的造价提高。

13.结构竖向布置不规则问题

1）侧向刚度不规则，该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。

2）竖向抗侧力构件不连续，竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。

3）楼层承载力突变，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。

14. 楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

15.地下室顶板覆土问题

建筑为考虑景观需要, 往往要求在地下室顶板上要求较厚的覆土考虑绿化, 而结构往往因甲方造价或用钢量的要求, 希望覆土较薄以减轻荷载, 因为地下室顶板考虑抗裂要求, 梁板的配筋都很大, 且覆土越厚,地下室底板及外墙也越在地面以下, 底板及周边侧墙承受的水压力越大。

一般情况下, 覆土0.6m 以上可植草、1.5m 以上可种树, 若地下室较大, 考虑水专业走管坡度、覆土至少 0.8~ 0.9m; 建筑总平面布置时, 消防车道大部分尽量布置在地下室顶板以外, 减少顶板承受的荷载, 以节约造价。

16.地下水位问题

在满足基础埋置深度及地下室净高的前提下, 地下室底板标高越高越好, 底板及周边侧墙承受的水压力越小, 底板及周边侧墙厚度及配筋也越小, 造价越低。

17.地下室集水坑布置

尽量布置在承台边缘、不要布置在外墙边缘, 尤其是消防电梯的集水坑, 可加大长宽、减小深度, 以利于施工,确保边坡安全。

曾经有一个工程, 消防电梯的集水坑从地下室底板再往下挖 3.2m 深, 布置于地下室外墙边缘,经建筑、结构与水专业配合后, 将集水坑移置地下室的中部, 既保证边坡安全, 又加快施工进度, 节约施工造价。

18.地下室及上部管道井布置

须注意结构柱、梁偏位问题,建筑、设备专业须确认, 以保证管道井的净尺寸; 有的工程建筑认为梁为 200 宽, 而实际地下室或上部的梁往往大于 200, 柱或混凝土大梁有向管道井内偏, 影响了管道井的尺寸, 造成后期平面调整(平面布置紧凑时往往不好调整) 或影响使用。

19.梁、柱偏位问题

注意核对建筑外立面、停车、管道井、电梯井等, 不能影响停车、管道井、电梯的使用, 部分柱外凸时, 为保证立面统一, 柱断面不能收缩。

20.地下室及架空层停车位问题

须注意柱网布置、柱尺寸大小及偏位, 停3部车至少柱净距 7.2m, 2 部车至少柱净距4.8m, 建筑轴线尺寸须注意柱子大小, 必要时柱子可布置为长方形, 要注意地下室顶有覆土及消防车道时, 柱子不可能太小。

21.地下室及上部层高问题

净高须满足建筑规范要求, 梁高1/10~1/ 15L, 跨度大、荷载大、又有裂缝要求的梁, 梁高至少1/10~1/12L, 其他部位宽扁梁可做到 1/ 15L, 但宽扁梁造价会增大; 预应力梁可做到 1/15~ 1/18L, 但须注意梁两端柱头很大, 可能影响建筑的平面布置, 比如影响走道宽度布置等。

净高须考虑设备走管问题, 一般空调管至少 0.45m, 电桥架至少0.15m, 喷淋至少0.10m; 当梁较高时可考虑穿梁, 穿梁洞口结构有相应的位置与尺寸的要求, 需要建筑、结构、设备各专业配合; 梁开洞问题:洞口大小< = 1/3 h 梁高, 尽量布置在梁高中部, 梁剪力最小的部位即梁 1/3 跨度位置。

22.剪力墙开洞问题

建筑开的门洞或窗户及设备的穿墙洞口都爱沿着柱角或墙角, 结构则要求洞口不能影响到剪力墙暗柱、端柱、翼墙等主要受力构件, 洞口上下对齐, 建筑与设备需要了解在柱或剪力墙拐角外边缘算起 300 范围内为剪力墙约束边缘构件或构造边缘构件, 是高层结构的竖向主要受力构件, 不能破坏。

23.柱的问题

注意尽量避免短柱, 例柱边尽量不布置门窗, 否则常为短柱, 短柱柱箍筋须全长加密, 造价提高且抗震不利。

24.楼梯净高问题

尤其地下室、商场层、顶层等注意核对,特别三、四跑梯, 建筑设计此部分时须注意核对剖面并与结构核对梯梁跨度、高度, 必要时可要求结构调整梯梁位置或要求做折板梯；

半层处梯梁须注意核对: 与建筑立面是否矛盾, 有的建筑立面窗户全对齐与半层处梯梁布置矛盾; 若梯梁外有幕墙等,须注意梯梁内退; 有些楼梯半层梯平台板在房屋内部, 半层处梯梁须注意核对: 与半平台处消火栓、配电箱内嵌布置是否矛盾。

25.屋顶栏板、女儿墙问题

建筑物大屋面以上仅靠悬臂受力的女儿墙高度不应超过 3m, 不应采用砌体的女儿墙, 应采用钢筋混凝土女儿墙。悬臂受力的女儿墙高度大于 1.8m 栏板已至少15cm, 不太经济, 建议加斜撑或构架以受力合理且降低造价。

26. 弧形墙、悬挑加悬挑梁不利, 墙体易开裂。

27.是否有较大跨度。

28. 是否有较大的荷载。

29.确定设防烈度、设防类别。

30. 结构体系选型、楼盖选型。

31. 确定抗震等级、确定嵌固部位。

32.建模试算看看参数，而不是拍脑袋决定。

画图之前

1）楼梯、错层是否有和常规项目异同之处，楼梯间的梁是否碰头。楼梯间休息平台下面的净高是否满足要求。

2）是否有幕墙，是否有特殊造型需要结构处理和避让。

3）电梯井净宽是否达到极限，梁柱均不能偏里。

4）电梯机房净高是否影响屋面梁。

5）上层剪力墙是否落地，是否影响了地下室车库道路或者出口。

7）基础是否有软弱下卧层，桩型选择是否和甲方沟通。

8）是否有层高太小，柱子太大形成的短柱。

9）特殊的梁标高需要降低的，应注意。

10）角柱是否点上。

11）一二级框架角柱应全高加密。

12）节点核心区验算。

13）雨棚、空调板、天沟、飘窗的梁的地方，要增加抗扭钢筋。

14）构造柱是否画上。

15）特殊地方是否加强，楼板开洞等等。

16）后浇带是否考虑。

画图

1）首先做好模板之后套在建筑图上看一遍，梁的位置是否影响下一层的观感，有没有在下一层填充墙的顶端（墙是不是顶到板），板开洞位置是否和建筑一致，柱子、墙上下截面是否对齐，和建筑的偏心是否一致。

2）总说明内容要改完全，考过来的层高表，说明等信息要过一遍核对改全，增加这次需要的比如吊筋说明，构造柱说明等。

3）画节点大样的时候，建筑可能不了解结构布置，自己要结合结构主体的梁柱，看是否能实现，复杂地方看怎么实现更好，有的需要返提给建筑。

4）注意pkpm计算结果中的轴压比，接近限制时，应在画图时人为加强。

5）外围框架梁未到窗顶时，注意是否留够180mm过梁高度。

6）降板降梁的位置，标高。

7）大样节点图，得对好。

8）地基处理方式是否正确。

9）结构对楼梯是否碰头最好也顺便检查下，建筑结构主动配合，可以减少很多工作量。

10）注意各个构件的标高。

建模之前

1）洞是否超限。

2）体型是否超限。

3）外围窗户留给结构梁的高度。

4）楼面荷载是否确定电梯机房是否7.0 屋面是否为上人屋面。

5）地震作用和场地类别抗震等级是否匹配。

6）楼层净高要求对梁高影响。

7）出屋面电梯间是否体量太小，有没有从上到下的不贯通的柱子。

8）建模之前是否考虑建筑超长是否需要加伸缩缝，伸缩缝宽度还应满足抗震缝的要求，抗震设防烈度、设防类别、结构形式、房屋建筑高度确定建筑抗震等级。

9）建模前需要和建筑碰下需要降板区域的降板高度。

10）要求建筑确定填充墙体的位置、材料。

11）还有一定要看地勘，参数保证正确。

12）跟建筑要地面做法，自己计算楼面恒载，梁上荷载开洞的和不开洞的区别对待。

13）合理选择首层高度，复杂造型提前沟通。

14）建模前梁柱墙布置和建筑沟通好。

15）屋顶是否有水箱。

16）有浴缸，坐厕的卫生间，活载取4.0的。

17）基本风压，风压是否需要放大1.1。

18）是否有空调机房及消防水池。

19）女儿墙高度为多少。

20）外墙是否有特殊做法如外挂大理石，玻璃幕墙等。

21）是否有电梯，以及电梯的净尺寸和电梯基坑的深度。

22）造型与结构是否有矛盾冲突的地方。

建模

1）先设置好本层信息，自动计算板重的朋友，在计算之前一定要检查下，是否点了自动计算板重。

2）要注意剪力墙两侧不能同时开洞，遇到此类情况时，要与建筑协商修改。常见于：楼梯间剪力墙一侧为楼梯，一侧楼板开风井洞；剪力墙两侧楼板均开风井洞；外侧剪力墙兼挡墙时内侧楼板开风井洞。实在无法调整的情况下，如果楼梯间剪力墙两边均无楼板拉结时，将楼梯斜板钢筋锚入剪力墙，作为平面外支撑。

3）模型调整过程中有梁的删减之类的操作，记得重新把板厚和板恒活荷载过一遍，有时候会忘。

4）特别注意降标高的地方次梁的高度要保证两侧能搭住。

5）板标高错的不大的按同一标准层建，相差大的按两个标准层建。

6）一般我们建模的时候，拿的都是方案图，所以等全套建筑图出来的时候，要和模型对一下，如果建筑变动比较大的，一定要核算下，不能乱拍脑袋。

7）在计算板配筋的时候，板的信息读取的是pmcad里面的，而我们一般修改楼层的混凝土等级的时候都是在多塔立面立面，尤其是高层需要注意在多塔里修改时，算板的时候看看是否和设计一样。

8）卫生间的恒载为楼面恒载，活载为4.0。

9）楼梯恒载为8，活载为3.5。

10）走廊及门厅是采用3.5还是2.5。

11）阳台是采用3.5（可能出现人员密集）还是2.5（普通阳台）。

12）特殊房间的荷载查荷载规范以及技术措施。

13）房间较大，以后是否会隔墙。

14）墙的偏心是否影响梁的布置。

15）水箱间的尺寸及重量。

16）空调机房的设备及布置位置。

17）消防水池的水位高度以及需要的层高。

18）通风管道等的净高要求。

19）造型荷载的布置及调整。

出图之前

1）图框是否和建筑统一出图编号、出图日期，对于不同绘图比例的图是否标注出现了错误。

2）序号是否排对，图纸说明是否为最新的。

3）每张图纸的的专项说明是否正确，是否有不是针对本项目的说明。

4）女儿墙、天沟、电梯吊钩、雨棚、屋面上人孔、水池、空调板、局部次梁定位、是否有遗漏定位。

5）屋顶是否有多余的次梁。

6）出图前和建筑轴号核对。

7）出图纸之前，我都会把建筑图落在结构图上一一校对，每一层都要校对，柱子，墙梁偏心什么的。

8）出图前，一定要看字体是否都显示正常！

9）出图前，再次确定建筑还有没有地方修改了没有通知结构，设备开动是否改变了，特别是地下室的风井洞。

结构工程师设计要点结构工程结构工

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