结构设计中必须运用的“掌控”和“归并”方法

结构设计中必须运用的“掌控”和“归并”方法

“掌控”顾名思义，就是掌握和控制。在结构设计初始阶段以至于整个设计过程都必须遵循结构受力规律、应用结构概念设计原理，在结构选型、结构布置、结构计算和构件设计四大环节中，掌握和控制结构设计大方向，使每一步的结构设计沿着正确、合适、合理的方向发展，不至于需要作颠覆性的更改或出现原则性错误、偏差。

“归并”即是归纳和合并。整个结构中，同一类结构构件处在不同部位，其受力状态和受力大小均不同，为了使设计更好操作、施工更易实施、使用更显简洁，必须将内力相近的同类构件按一定的变化规律归并为同一截面甚至同样配筋的构件，既达到各构件的受力状态又减少和简化构件种类，不至于整体结构出现毫无规律、杂乱的五花八门的构件类型。通过科学有效地归并，结构造价更经济，而非其相反。

“掌控”的主要表现

△结构选型方面

1.居住建筑的住宅或公寓，通常应选择剪力墙结构体系，底部有大空间要求的选择框支剪力墙结构。剪力墙尽量少出现短肢剪力墙，某些部位由于使用限制可设柱，成为少柱的剪力墙结构。

2.大型多层商业建筑，非抗震或低烈度地区采用框架结构，高烈度地区采用框架 - 剪力墙结构。

3.高层或超高层写字楼及酒店，通常选择框架 - 核心筒结构体系。当能采用钢筋砼结构的框架核心筒就不选用钢 - 砼混合结构，更要避免采用带伸臂桁架加强层的混合结构，尤其是抗震结构。

△结构布置方面

1.框架结构的柱网及框架 - 剪力墙结构的墙柱

柱网疏密有序，使每根框架柱都承担大小相当的轴压力；框架 - 剪力墙中的墙宜分散、均匀。

2.剪力墙结构的剪力墙

剪力墙的间距匀称，同方向的剪力墙尽量形成联肢墙，两方向的剪力墙提供的侧向刚度大致相同；框支柱间距不宜过大，框支梁上的剪力墙宜为一次转换。

3.框架核心筒结构

核心筒外壁厚度取值由结构侧移限值及墙轴压比控制，内壁分布应分散匀称，使其均匀承担筒内竖向荷载并与外壁组成 T 字型截面提供足够的侧向刚度；外框架柱位置满足里面要求，柱距力求均匀。

4.高层住宅建筑的楼梯、电梯间为闭合或半闭合筒体，内壁宜少不宜多，墙肢平面形状简洁。

5.单体建筑平面为长方形的楼层，应使短方向为主框架梁，长方向为次框架梁，次梁平行于次框架梁，梁高相同，形成典型的交梁楼盖。

6.框架 - 核心筒结构的楼层梁为平行布置的主次梁，主次梁同高不同宽，外围框架梁比内部框架梁高 50~100mm 。

7.大空间的砼结构楼层为井字梁或双重井字梁楼盖；大空间平面为矩形时为斜向正交或斜向斜交井字楼盖。

8.教学楼的教室宜布置为井字楼盖。

9.砼结构大跨度部位宜采用钢 - 砼组合楼盖，与砼楼盖相接处应为组合楼板的非受力支承边。

10.全钢 - 砼组合楼盖的钢梁节点宜少不宜多，钢梁的架设应充分发挥钢梁的强度和刚度性能。

11.住宅建筑切忌有分隔墙就布置梁，小空间多隔墙部位应以厚板布置之。

12.注意大悬臂梁内跨梁的截面高度选择。

13.多层地下室的中间楼层宜采用有斜柱帽的无梁楼盖，人防顶板宜为柱上板带加厚的无梁楼盖；地下室顶板室外部位为有框架梁的整间加腋平板，室内部位为宽扁框架梁的整间平板；地下室底板为厚平板。

△结构计算方面

1.结构计算的大参数（基本风压值、地面粗糙度、体型系数、抗震设防类别、设防烈度、场地类别等）的确定必须正确准确。

2.上部结构计算的嵌固端一般应选择在首层。特别是在结构方案及初步设计阶段更应以首层为嵌固端，以较真实地反映结构的变形状态。

3.结构材料（砼强度等级、钢筋类别、钢材类别）选取合适、合理。

4.竖向构件截面确定及分级要科学、合理。

5.侧移控制、轴压比控制、剪重比控制要满足规范要求。

6.上部结构单位面积重度要处于正常、合理范围。

7.抗震设防的框架结构楼梯间，板式楼梯起步处取滑动支座，避免结构计算复杂化。

△构件配筋方面

1.楼层梁的配筋率应处于合理正常的范围内，框架梁的底筋ρ =0.4%~1.0% ，支座负筋ρ =0.8%~1.5%

2.框架梁，尤其是首层室外框架梁的配筋率过高时，应检查梁截面选择是否合适，荷载取值是否正确。

3.端跨梁支座配筋应考虑制作的支承条件。

4.注意主梁集中力处的抗冲切配筋。

5.框架柱通常为小偏心受压构件，其配筋率一般不需太高，异常时应检查结构布置、荷载取值、结构模型等方面是否合理正确。

6.同截面的框架柱的箍筋规格应相同。

7.剪力墙配筋严格区分约束边缘构件和构造边缘构件。

8.无梁楼盖配筋采用双层双向通长筋，柱帽周边加短面筋。

9.柱承台及柱扩展基础配筋率ρ =0.15% 。

10.基础底板配筋，双层双向通长配筋加支座底短筋。

11.大直径灌注桩桩身配筋根数， D<1600 为 4n ，长短筋为 8n,D 1600 为 3n ，长短筋为 6n 。

“归并”的主要表现

1.高层建筑的墙柱截面分级一般为 8~10 层；多层建筑的框架柱分地下室及上部结构两个截面。

2.楼层梁截面种类不宜太多，同使用功能的楼层梁截面宜相同，内力不同时由不同内力区分之。

3.楼板厚度在同一楼层的种类不宜太多，相邻板跨的板厚不宜出现仅相差 10mm 的现象；特别加厚的楼层板（转换层、跨层柱上层等）中的下沉板及悬臂构件楼板一般仅相差 10mm 即可。

4.板式楼梯板厚度按（ 1/30~1/32 ） 取值，且最小为 100 ，余为 120 、 140 、 150 、 160 、 180 等。

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