钢筋混凝土房屋设计中有关结构分析的若干问题探讨

摘要：结构设计直接关系结构安全，建立正确、合理的结构计算模型是进行结构设计的最基本前提，结构参数的合理选取是结构分析正确与否的重要保证。本文就钢筋混凝土房屋设计中经常遇到的有关结构分析的若干问题进行了探讨。结构设计质量的优劣直接关系到结构的安全，针对当前某些设计人员对规范条文理解不深、对强制性条文贯彻未给予高度重视、代写工程管理硕士毕业论文 对抗震概念模糊不清、对设计计算软件理解不深以及规范本身可能存在的问题等原因，本文就钢筋混凝土房屋设计中经常遇到的有关结构分析的若干问题进行了探讨。
l、计算模型不合理多层框架房屋独立基础埋深较大时，为了减小底层柱的计算长度及底层位移，可在地坪以下适当位置设置基础拉梁，这时应将基础拉梁以下按一层来考虑。然而，有些设计人员假定框架嵌固在基础拉梁顶面，基础拉梁按构造设计，基础按中心受压计算。显然，选取这样的计算简图是不合适的。首先，按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩；其次，按《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)第7．3．11条规定，框架结构底层柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。根据《建筑抗震设计规范}(GBS001 l一200~)第6．2．3条，框架柱底层柱脚弯矩 十值应乘以增大系数1．25。当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，按有无地下室二次计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。此外，由于基础拉梁层无楼板，用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时，楼板厚度应取零，并定义弹性节点，用总刚分析方法进行分析计算。如果仅仅是定义楼板厚度为零且也定义了弹性节点，但未采用总刚分析，程序分析时仍然按刚性楼面假定分析，显然与实际情况不符。尤其当结构平面不规则时，更要特别注意。
2．结构计算中几个重要参数的合理选取结构分析计算时，除了有合理的结构方案、正确的结构分析模型及荷载简图外，有关结构分析参数的合理选取也是非常重要的。
2．1结构的抗震设防分类及抗震等级少数设计人员建筑抗震设防分类概念不清，不能正确地对建筑物进行抗震设防分类。或者虽然建筑抗震设防分类正确，但结构抗震计算是否需要提高一度判断有误。如对乙类工程也将其地震作用提高一度计算，这显然不符合现行抗震规范的规定。对于乙类建筑，地震作用应按本地区设防烈度计算，只是当该地区设防烈度为6—8度时，其抗震措施应提高一度。还有设计人员在确定抗震等级时忽~z_-Iz体与裙房之间有无设缝，笼统地按高层部分来定抗震等级。当高层部分与裙房之间不设缝时，应按高层部分来定抗震等级；而当两者之间设缝时，则高层部分与裙房应按各自的情况分别来定抗震等级。此外，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下部分的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。 t建筑结构抗震设防类别的划分是关系到国计民生的政策性很强的技术规定，应严格按《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—95)的规定执行，设计者应深刻领会其内涵，分析任务的性质、规模、特点及对社会的影响等因素，合理进行分类。建筑结构的抗震等级应根据烈度、结构类型和建筑物高度按《建筑抗震设计规范)(GB50m 1—2001)表6。1．2确定。
2．2抗震计算振型数的确定在地震荷载计算中，擐型数取值的多少关系到结构计算结果的精度。对于平面不规则、刚度不均匀的复杂结构，尤其对于多塔结构、大~0_At结构，在考虑扭转耦联计算时，振型数的合理选取就更为重要，若振型数取少了，则会漏算某些高振型地震力；反之，则又会增加很多计算工作量。一般来说，抗震计算的振型组合数，对于高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于结构的层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联计算时，对于高层建筑，计算时振型数应不小于9；当结构层数较多或结构较复杂时，振型数应适当多取，如结构有转换层、顶部有小塔楼或多塔结构等，振型数不宜少于12，但也不能大于结构层数的三倍。只有当定义了弹性楼板且采用总刚分析时，振型数才可以取得更多。此外，由于考虑耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算的地震剪力，所以，只有当结构明显偏心时才采用耦联计算，但必要时应补充非耦联计算。
2．3结构周期折减系数框架结构及框架抗震墙结构，由于填充墙的存在，结构的实际刚度大于计算刚度，从而结构的实际周期小于计算周期，所以按计算周期计算的地震力偏小，使结构便于不安全，因而对结构的计算周期进行适当的折减是必要的。但对框架结构的计算周期不折减或折减过大都不合适。对于框架结构，采用砌体填充墙时，周期折减系数可取0．6—0．7；砌体填充墙较少或采用轻质砌块时，可取0．7—0．8；完全采用轻质墙体板材时，可取0．9；对于无填充墙或填充墙很少的纯框架结构，计算周期不折减；对剪力墙结构一般不折减，只有当剪力墙开洞较大时，可取折减系数0．9—0．95。周期折减系数不改变结构的自振特性，只改变地震影响系数。
2．4连梁刚度折减系数剪力墙之间的连梁在实际设计中超筋现象经常遇到，这是由于连梁往往很大造成的。一般工程连梁折减系数可取0．7，若连梁超筋太多，也可按0．5折减其刚度。《高层建筑混凝土结构技术规程》(征求意见稿)第7．2．26条作了新的规定。2．5梁扭转刚度折减由于目前对梁板整体工作的机理研究不多，楼板对梁的约束肯定存在(有资料认为有楼板约束的梁不存在扭转)，但这种约束究竟有多大无法定量。所以目前结构计算程序给出的梁扭转刚度折减系数范围比较宽，可取0—1．0，设计人员一般都取0．4。需要注意的是建研院的TAT计算软件没有考虑梁与楼板之间的连接，对所有梁的扭转刚度都进行了折减。所以在计算弧形梁时应重新复核其抗扭配筋；对边梁也应复核其抗扭配筋。但建研院的SATWE结构计算软件对不与楼板相连的梁不作扭转刚度折减。
3、地下室的计算处理地下室大都作为设备层、地下车库、人防工程等而设置的，空间大、隔墙少，一般均满足不了箱基的条件，所以地下室顶板大多不能作为嵌固端来考虑，此时，应将地下室作为上部结构的一部分共同进行计算。同时，通过对层间侧移刚度比的分析比较，可以正确判断和调整结构的嵌固位置，并采取相应的抗震构造措施。当然进行地下室外围墙体配筋计算时，应加上外侧土压力的作用进行补充计算。如果地下室内钢筋混凝土墙体较多，刚度大，土体提供的侧向约束充分，埋深满足要求，同时又满足规范规定的上下层抗侧刚度比的要求，这是可将地下室顶板作为底层嵌固点，但应慎重考虑。
4、忽视了对有薄弱层结构的弹塑性变形分析一些商主楼、写字楼的底部几层均作为商业用房，层高较大，到了标准层层高减小，在层高变化处容易引起楼层刚度的较大变化；底层的框架柱计算长度算到基础顶，计算长度一般较上一层大得多，从而也会在变换处引起侧向刚度的变化，当该楼层的侧向刚度／J、于相邻上一层侧向