结构常见问题(一)
北京市地方标准《建筑工程减隔震技术规程》DB11/ 2075-2022第5.3.2条中的“关键构件”应该如何确定?
答:现行相关规范、规程中对关键构件的定义基本一致,均指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏。关键构件应由结构工程师根据工程实际情况分析确定,可参照相关规范、规程中的说明。
对于隔震建筑,《建筑隔震设计标准》GB/T 51408-2021中第4.4.4~4.4.6条条文说明中,将“隔震层支墩、支柱及相连构件,底部加强部位的重要竖向构件、水平转换构件及与其相连竖向支承构件等”归为关键构件;第6.1.4条中规定:层间隔震结构位于地面以上的下部结构,其竖向投影向外延伸一跨范围内的所有竖向构件均属于关键构件;第6.3.18条条文说明中提出,隔震层上部结构采用抗震墙结构类型时,上部抗震墙与隔震支座相连的转换梁需按关键构件设计。
对于消能减震建筑,消能减震子结构的相关设计要求在《建筑工程减隔震技术规程》中已有明确规定,其他关键构件的确定可参照常规结构设计规范中的相关说明。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第3.11.2条条文说明中,将“底部加强部位的重要竖向构件、水平转换构件及与其相连竖向支承构件、大跨连体结构的连接体及与其相连的竖向支承构件、大悬挑结构的主要悬挑构件、加强层伸臂和周边环带结构的竖向支承构件、承托上部多个楼层框架柱的腰桁架、长短柱在同一楼层且数量相当时该层各个长短柱、扭转变形很大部位的竖向(斜向)构件、重要的斜撑构件等”归为关键构件。
(由中设安泰(北京)工程咨询有限公司——逯晔提供)
结构常见问题(二)
某项目工程场地内分布有可液化土层,岩土工程勘察报告将工程场地划分为对建筑抗震不利地段,是否需要按照《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021第4.1.1条第2款,考虑不利地段对水平设计地震参数的放大作用?
答:不需要。
《建筑与市政工程抗震通用规范》第4.1.1条第2款规定:当工程结构处于条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸与边坡边缘等不利地段时,应考虑不利地段对水平设计地震参数的放大作用。此条为考虑局部突出地形等不利地段对地震动参数的放大作用,而局部突出地形仅为建筑抗震不利地段的一种类型。液化土虽为《建筑与市政工程抗震通用规范》表3.1.2条规定的抗震不利地段,但其不属于第4.1.1条第2款规定的局部突出地形等不利地段范畴,故不需要考虑水平设计地震参数的放大。
对存在液化土层的地基,应根据工程的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的抗液化措施,具体措施可依据《建筑抗震设计标准》(2024年版)GB/T 50011-2010第4.3节相关内容执行。
(由北京国标筑图建筑设计咨询有限公司——崔美艳提供)
结构常见问题(三)
人防区混凝土顶板的两个板块间存在大于板厚的高差,变标高处梁的箍筋是否应满足《平战结合人民防空工程设计规范》DB11/ 994-2021第4.6.7条,人防钢筋混凝土受弯构件最小配筋率的要求?
答:应该满足。
当人防区混凝土顶板存在大于板厚的高差时,变标高分界处梁的侧面承受垂直梁侧方向的水平人防等效荷载。通常情况下相邻两板的净高差远小于梁跨的长度,所以梁侧面是以梁高方向为短跨的单向板结构,梁的外侧箍筋为主要受弯钢筋,依据《平战结合人民防空工程设计规范》第4.6.7条的规定,梁外侧箍筋单侧单肢的最小配筋率应不小于0.25%(C25~C35)、0.30%(C40~C55)、0.35%(C60~C80)。
(由建研航规北工(北京)工程咨询有限公司——马智英提供)
结构常见问题(四)
高层钢框架结构,二层地下室,嵌固端为地下室顶板,地上钢框架柱对应的地下室柱按钢筋混凝土柱计算,地上钢柱埋入地下室柱的深度按埋入式柱脚设计,即除满足计算要求外,埋入深度构造要求按照H形截面柱取不小于钢柱截面高度的2倍、箱型截面柱取不小于长边尺寸的2.5倍、圆管柱取不小于外径的3倍,是否可以?
答:不可以。
依据《建筑抗震设计标准》(2024年版)GB/T 50011-2010第8.1.9条:“钢结构房屋的地下室设置,应符合下列要求:1设置地下室时……钢框架柱应至少延伸至地下一层,其竖向荷载应直接传至基础。”
依据《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015第3.4.2条:“钢框架柱应至少延伸至计算嵌固端以下一层,并且宜采用钢骨混凝土柱,以下可采用钢筋混凝土柱。”
综上,钢框架柱应至少延伸至地下一层底板,以保证地上钢框架柱内力直接、可靠地传给地下室结构构件。
(由中京同合国际工程咨询(北京)有限公司——陈素云、杨晓艳提供)
某项目框架结构角柱纵向受力钢筋配筋率小于规范规定的最小配筋率问题解析
1.问题描述
某科技园区项目,共有研发建筑10栋,办公楼1栋,建筑高度15.75m到24.00m、层数为2层到5层不等,均采用钢筋混凝土框架结构。抗震设防烈度8度,设计基本加速度0.20g,框架抗震等级二级,纵向受力钢筋采用HRB400钢筋。多个子项、多个框架角柱配筋率不满足规范要求,如:5#7#9#楼三层角柱KZ1、KZ4、KZ13、KZ16,截面尺寸900×900mm,全部纵筋4C25+16C20,配筋率为0.86%、4#5#6#7#8#9#楼四层角柱KZ1、KZ4、KZ13、KZ16,截面尺寸800×800mm,全部纵筋4C25+12C20,配筋率为0.90%等,均小于规范规定的抗震等级二级,柱纵向钢筋采用400MPa级钢筋时,钢筋混凝土框架角柱全部纵向受力钢筋配筋率不应小于0.95%的要求。详见图1、图2、图3所示。
2.相关标准
《混凝土结构通用规范》GB 55008-20214.4.9 混凝土柱纵向钢筋和箍筋配置应符合下列规定:
1 柱全部纵向普通钢筋的配筋率不应小于表4. 4.9-1的规定,且柱截面每一侧纵向普通钢筋配筋率不应小于0.20%;当柱的混凝土强度等级为C60以上时,应按表中规定值增加0.10%采用;当采用400MPa级纵向受力钢筋时,应按表中规定值增加0.05%采用。
3.问题解析
框架柱纵向钢筋最小配筋率是抗震设计中的一项较重要的构造措施,由于在实际地震中地震作用的大小和方式具有一定的随机性,框架柱纵向钢筋最小配筋率的规定,对计算未能包括和预估的不利情况进行了补充,保证框架柱的抗震能力。规定框架柱最小配筋率,其目的是避免框架柱发生脆性破坏,适当提高柱的正截面承载力和变形能力,是对“强柱弱梁”抗震设计原则的补充。框架角柱在地震时处于更为复杂的受力状态,规范规定的最小配筋率要求比其它柱有所提高,是对框架整体抗震性能的保证措施。因此,框架柱需要严格控制纵向钢筋的最小配筋率。
4.改进措施
增加角柱的纵向受力钢筋配筋面积,使构件全部纵向钢筋的配筋率不小于《混凝土结构通用规范》第4.4.9条第1款中的规定限值0.95%,同时满足计算要求。整改后,相关构件配筋为:5#7#9#楼三层角柱KZ1、KZ4、KZ13、KZ16,截面尺寸900×900mm,纵筋4C25+16C22,配筋率为0.99%、4#5#6#7#8#9#楼四层角柱K Z1、K Z4、K Z13、K Z16,截面尺寸800×800mm,纵筋4C25+12C22,配筋率为1.02%,满足规范要求。见图4、图5所示。
(由建研航规北工(北京)工程咨询有限公司——刘玮提供)
结构计算书中作用分项系数取值错误问题分析
1.引言
作用分项系数是结构计算的重要计算参数,在市政工程结构专业施工图审查中,设计人员采用错误作用分项系数的情况时有发生,使结构计算结果出现偏差。
2.相关规范
《工程结构通用规范》GB 55001-2021
3.1.13 房屋建筑结构的作用分项系数应按下列规定取值:
1 永久作用:当对结构不利时,不应小于1.3;当对结构有利时,不应大于1.0。
2 预应力:当对结构不利时,不应小于1.3;当对结构有利时,不应大于1.0。
3 标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面活荷载,当对结构不利时不应小于1.4;当对结构有利时,应取为0。
4 除第3款之外的可变作用,当对结构不利时不应小于1.5;当对结构有利时,应取为0。
《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021
3.设计案例
某公交首末站用房:建筑面积5284m2,框架结构,地上六层,地下一层。标准设防类,抗震设防烈度8度,设计地震分组为第二组。计算书中作用分项系数取值见图1:
某再生水厂工程,该项目共有单体建、构筑物共13个,其中综合楼、污泥脱水车间分界室等多个单体建筑物计算书作用分项系数有误,图2为其中之一:
4.结束语
《工程结构通用规范》GB55001-2021、《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021将《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012及《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016年版)中部分作用分项系数进行调整。其中恒载分项系数由1.2调整为1.3,活载分项系数由1.4调整为1.5,水平地震作用分项系数由1.3调整为1.4。《通用规范》作为全文强条规范,设计人员应认真学习,在设计过程中严格执行,以确保结构安全。
(由北京中询国际工程顾问有限公司——梁东晖、孙建辉提供)
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