結構工程師一定要了解的基礎知識（六）

結構工程師一定要了解的基礎知識（六）

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1、剪力墻結構平均重度的經驗數(shù)據(jù)？

工程設計中最常見的高層剪力墻住宅項目（采用輕質隔墻材料），其平均重度規(guī)律一般如下：

（1）6度設防地區(qū)：20層為13.0KN/㎡；30層為14.0KN/㎡；40層為15.0KN/㎡；

（2）7度設防地區(qū)：20層為14.0KN/㎡；30層為15.0KN/㎡；40層為16.0KN/㎡；

（3）8度設防地區(qū)：20層為15.0KN/㎡；30層為16.0KN/㎡；40層為17.0KN/㎡；

戶型較小，隔墻較多時平均重度將偏大；戶型較大，隔墻較少時平均重度將偏小。

若SATWE計算結果中平均重度與上述規(guī)律相差超過10%時，應到PMCAD“②平面荷載顯示校核”仔細校核荷載輸入是否正確。當計算結果中平均重度偏大時，一般可能是荷載輸入偏大或重復輸入線荷載；當計算結果中平均重度偏小時，一般可能是荷載輸入遺漏。

2、高層住宅框剪結構，地震作用下的樓層最大值層間位移角X方向1/2900，Y方向1/1900是否滿足要求？

從位移角數(shù)值看，說明X、Y向的剛度不等且差別較大，宜按照規(guī)范控制結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近，一般控制到兩個方向相差20%以內。宜進行結構布置調整。

3、什么是短肢剪力墻？

（1）《高規(guī)》7.1.8條注1規(guī)定“短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm（小于或等于300mm）、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻；”。例如200X1500就屬于短肢剪力墻，但200X1650就是一般剪力墻，而墻厚大于300的剪力墻350X1750則屬于一般剪力墻。

（2）必須注意《高規(guī)》7.1.8條條文說明規(guī)定“對于L形、T形、十字形剪力墻，必須是各肢的肢長與截面厚度之比最大值大于4且不大于8時，才劃分為短肢剪力墻”。例如L形一個墻肢長厚比大于8，另一個墻肢長厚比小于8應屬于一般剪力墻。

（3）此外，《高規(guī)》7.1.8條條文說明還規(guī)定“對于采用剛度較大的連梁與墻肢形成的開洞剪力墻，不宜按單獨墻肢判斷墻肢其是否屬于短肢剪力墻”。

4、框架-剪力墻的傾覆力矩的合適范圍是多少？

要使得框架-剪力墻成為具有二道防線的有機組合結構體系，就應該合理設計剪力墻和框架，使得剛度特征值處于合理范圍1~2.5 。根據(jù)相關研究和設計實踐，當剛度特征值處于合理范圍1~ 2.5 時 ，地震作用下最大樓層位移角的樓層高度約為0.6H 左右，對于20 層高的建筑框架部分承受的傾覆彎矩為40% 左右，對于30 層高的建筑框架部分承受的傾覆彎矩為30% 左右，對于40 層高的建筑框架部分承受的傾覆彎矩為20% 左右，此時框架-剪力墻設計最為合理、協(xié)同工作最有效，結構造價最為經濟。

5、部分框支剪力墻中框支框架承擔的傾覆力矩比值是看“規(guī)定水平力框架柱及短肢墻地震傾覆力矩百分比(抗規(guī))”對應的數(shù)據(jù)嗎？

不是

部分框支剪力墻中上部剪力墻的剪力通過轉換層變化為框支柱的軸力，因此，框支框架承擔的傾覆力矩比值是看“規(guī)定水平力框架柱及短肢墻地震傾覆力矩百分比(軸力方式)”。如果按抗規(guī)模式計算的傾覆力矩進行判斷將會得出錯誤的結論，對結構安全造成重大隱患。

6、部分框支剪力墻轉換層上一層剪力墻老是超筋怎么辦？

在部分框支剪力墻結構中經常會出現(xiàn)轉換層上一層剪力墻老是超筋的情況，而且一般都是水平筋超，也就是抗剪超。其根本原因是由于PKPM中框支梁采用梁單元模擬，上部剪力墻采用墻元模擬，梁單元與墻單元的連接情況與實際情況不符造成的。真實情況是轉換層上一層剪力墻水平剪力比計算結果要小很多，因此PKPM的計算結果是不太合理的。解決辦法有兩種：

（1）采用墻元模擬框支梁，即框支柱和框支梁用剪力墻開洞的方式生成。

（2）框支梁仍然用梁單元模擬，但將轉換層分成兩層建模。如轉換層層高6米，框支梁2米高，則將其分為一個5層高的轉換層+（0.5框支梁梁高=1.0米）的上部標準層，上部標準層計算結果以轉換層上第二層計算結果為準。

7、獨立基礎一般采用錐形基礎還是階梯形基礎？

錐形獨基和階梯形獨基在實際工程中均有做的。錐形基礎支模工作量小，施工方便，但對混凝土塌落度控制要求較嚴格。階梯形獨基支模工作量較大，但對混凝土塌落度控制要求較松，混凝土澆筑質量更有保證，因此階梯形獨基應用范圍更大。

8、階梯形獨立基礎最小配筋率如何計算？

可以按最危險截面控制最小配筋率。一個設計合理的階梯形獨立基礎一般都是第一階最危險（長高比一般為2），因此當設計合理的階梯形獨基可按第一階截面控制最小配筋率，而不必按全截面控制。

9、筏板合理厚度如何取值？

（1）一般按50mm每層估算一個筏板厚度，其實這只是一個傳說。筏板厚度與柱網間距、樓層數(shù)量關系最大，其次與地基承載力有關。一般來說柱網越大、樓層數(shù)越多，筏板厚度越大。

（2）根據(jù)經驗研究，對于20層以上的高層剪力墻結構，6、7度可按50mm每層估算，8 度區(qū)可按35mm每層估算；對于框剪結構或框架-核心筒結構，可按50~60mm每層估算。局部豎向構件處沖切不滿足規(guī)范要求時可采用局部加厚筏板或設置柱墩等措施處理。

10、筏板沉降如何計算？

筏板基礎沉降計算應按勘察報告輸入地質資料，并采用單向壓縮分層總和法-彈性解修正模型進行計算。需要注意的計算沉降調整系數(shù)需要根據(jù)工程經驗進行合理取值，一般土質較差時可取0.5，土質較好時可取0.2。

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