结构设计必须经历的阶段

根据现行结构设计规范（规程）的有关条文叙述和地方建设行政主管部门的规定，现将结构设计过程中除常规的结构整体计算外必须进行的细节计算、设计报审和需经测试项目以清单形式详细列出，便于结构设计人员在具体工程的设计时按图索骥，既不至于遗漏又能做到符合要求，从而保证结构设计的完善性。
1、 细节计算
1． 1弹性时程分析计算
7~9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：
（1） 甲类高层建筑结构；
（2） 表1.1所列的乙、丙类高层建筑结构；
表1.1 采用时程分析法的高层建筑结构
设防烈度、场地类别 建筑高度范围
8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度 ＞100m
8度Ⅲ、Ⅳ类场地 ＞80m
9度 ＞60m
（3） 不满足《高规》第4.4.2~4.4.5条规定（即结构竖向布置不规则）的高层建筑结构；
（4） 《高规》第10章规定的复杂高层建筑结构（带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等）；
（5） 质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构；
（6） 结构顶层取消部分墙柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。
1． 2不同力学模型的结构分析软件的整体计算
体型复杂、结构布置复杂的高层建筑，应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。
B级高度的高层建筑结构和《高规》第10章规定的复杂高层建筑结构，应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力和位移计算。
1． 3应力分析补充计算
当整体计算中对转换层、加强层、连接体等做简化处理的，在整体计算后应对其局部进行补充计算分析。
1． 4扭转耦连作用计算
质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况应计算单向水平地震作用下的扭转影响；
B级高度的高层建筑结构和《高规》第10章规定的复杂高层建筑在抗震计算时，宜考虑平扭耦连计算结构的扭转效应。
1． 5薄弱层弹塑性变形验算
下列结构应进行弹塑性变形验算
（1） 7~9度楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构；
（2） 甲类建筑和9度抗震设防的乙类建筑结构；
（3） 采用隔震和消能减震技术的建筑结构；
下列结构宜进行弹塑性变形验算；
（1） 表1.1所列高度范围且不满足《高规》第4.4.2~4.4.5条的高层建筑结构；
（2） 7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度抗震设防的乙类建筑结构；
（3） 板柱—抗震墙结构。
1． 6竖向地震作用计算
8、9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和长悬臂结构（如结构转换层中的转换构件、跨度大于24m的楼盖或屋盖、悬挑大于2m的水平悬臂构件等）应考虑竖向地震作用。
1． 7结构顶点最大加速度限值计算
高度超过150m的高层建筑结构应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的10年一遇的风荷载取值计算顺风向与横风向结构顶点最大加速度amax不超过表1.6的限值。
表1.6结构顶点最大加速度限值amax
使用功能 amax（m/s2）
住宅、公寓 0．15
办公、旅馆 0．25
1． 8重力二阶效应及结构稳定性验算
（1） 高层建筑结构在水平力作用下，重力二阶效应的不利影响需满足下列要求：
（2） 高层建筑结构的稳定应符合下列规定：
（主要由程序自行计算，设计时必须查看计算结果是否符合要求）。
1． 9抗浮计算
（1）当建筑物的地面结构外边线与地下室外边线基本重叠时，地下室的抗浮设计按以下原则进行；
1） 当结构重量大于地下水的浮托力时，不必考虑地下水对地下室的整体浮托作用，但应在设计中提出施工过程必须采用隔水或降水措施降低地下水水位；
2） 当结构重量小于地下水的浮托力时，地下室底板应设置抗拔桩或抗拔锚杆，或采取其他等效措施（如顶板填土加压等）以平衡地下水对整体结构的浮托力；
3） 上述两种情况都必须考虑地下水浮力对地下室底板的作用，保证地下室底板构件在地下水作用下具有足够的强度和刚度，并满足构件的抗裂要求。必要时可设置抗拔桩或抗拔锚杆。
（2）当建筑物的地下室投影面积大于地面结构的投影面积而形成地下室周边外伸时，除按上述第（1）进行抗浮设计外，还需对地下室外伸部分构件进行浮力作用下的抗弯及抗剪强度验算。
（3）当与高层建筑相连的裙房部分的结构重量小于地下水的浮托力时，应考虑此部分结构承受水浮力作用。必要时可设置抗拔桩或抗拔锚杆。
1． 10受弯构件挠度验算和裂缝控制验算
（1） 扰度验算：对使用上需要控制变形值的结构构件，应进行变形验算；梁的高跨比h/L0、板的厚跨比h/L1超出正常数值范围时需考虑挠度验算；跨度较大，尤其是悬挑长度较大的悬臂构件需进行挠度验算。
（2） 裂缝控制验算：
一级——严格要求不出现裂缝的构件。如贮藏有毒性的气体