《建筑结构设计规范应用图解手册

新的结构设计规范已经施行，本次修订的各类结构设计规范总结了近年来国内科研成果和工程实践经验，同时借鉴国外规范和经验，对旧规范有很多调整和补充。 此外，各类结构设计规范涉及的部分内容相互重叠。 针对上述情况，编辑综合整理了广泛应用的结构计算和结构应遵守的规范规定，补充了必要的注释，转换解释了不便应用的计算公式和结构规定，形成了综合的规范应用手册，以便结构设计者更好地系统理解和应用新规范。本手册对建筑结构设计新规范综合应用手册(第一版)根据新规范修订并补充了相关内容。 以下对手册的适用范围、制作依据、制作意图和方式等进行说明一、适用范围本手册内容主要适用于非预应力混凝土多层和高层民用建筑结构，共性内容也适用于其他类型的建筑结构。二、编制依据本手册内容基于以下七条结构设计规范、规章和相关文件1 建筑结构荷载规范 (GB 50009-2001)以下简称为“负荷规范”2 建筑抗震设计规范 (GB 50011-2001)以下简称为“抗震规范”3 混凝土结构设计规范 (GB 50010-2002)以下简称为“混凝土规格”4 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ 3-2002)以下简称为“高级规程”5 建筑地基基础设计规范 (GB 50007-2002)以下简称“地基规范”6 建筑桩基技术规范 (JGJ 94-94)以下简称为“桩基规程”7 高层建筑箱形与筏形基础技术规范 (JGJ 6-99)以下简称为“箱底规格”。三、特征本手册将在以下六个方面为结构设计师提供帮助(1)表示适用新规范的全过程及其各部分的相关和连续关系上述六条主要结构规范相对独立。 本手册在设计的全过程中系统地应用了各种规范，考虑了载荷、载荷组合、结构计算方法和假定条件、内力调整、构件断面配筋计算、变形管理、地基承载力管理和基础计算等各方面的内容。 通过阅读本手册，设计者可以全面理解新规范，在工程设计全过程中适当应用，处理设计过程各计算部分的互联关系。(二)综合查阅有关同类性质的规定；在上述各规范的横向关系中，同类性质的计算公式和结构规定综合或合并的同时，期间的不同部分也排列在一起，应用时无需重复核对有关条文，采用集中的组件，设计者可避免规范的误用和有关规定的泄漏。(3)便于手工计算化学、电算技术条件的核对“新”规范相对于“老”规范，由于结构计算过程中相关系数的取值方式不同，在结构计算过程中需要尽量实现理化，希望本手册在这方面得到读者的启发。在应用根据新规范编制的电算时，与本手册相对照，很容易确定程序规定的技术条件，特别是程序还不能包络的“内力的增大和调整”部分。 它还有助于分析输入的数据和输出的结果。(4)建立更实用的计算公式为了尽可能实用本手册，不改变规范的规定，适当改写规范中难以适用的计算公式。 将钢筋混凝土截面强度的管理公式改写为惯用的钢筋面积计算公式，将耐震规格中的地震影响系数的模式具体化，使其容易适用。(5)在一些规定中增加了补充说明和计算概略图本手册对于一些规范规定，在不明确的情况下给出适当的展开，添加计算图。(6)结构规定用图形和表示除负荷规范外，其馀6条规范对结构构件及其连接有结构规定。 本手册除了综合总结了这些规范的结构规定外，为了理解和调查，还尽可能详细地和表格。四、本手册编写方法的说明(1)关于“说明”及“注”为了说明某些规范规定和本手册的应用，在各章前面增加了作者理解规范应用的“说明”，在需要说明某些特定问题的情况下，编辑内容以使作者能够区分规范理解的内容与完全符合手册规范规定的内容不同。(二)非抗震及抗震建筑设计与多层及高层建筑设计规定的区别应用本手册的内容涉及抗震性和抗震性建筑结构的设计、多层和高层建筑结构的设计等4个方面。 规范对此在计算和结构上有不同的要求，为了便于应用，本手册拟定如下1 .对于计算公式和规定，基本上是综合编制的，给出必要的说明。 计算多层和高层建筑结构的规定，在两者没有差别的情况下不作说明，有差别的情况下分别列举或说明。2 .结构结构规定，对于非抗震建筑和抗震建筑的结构设计，分别采用独立的章节作成，对于多层和高层建筑的结构设计，如有不同的规定，则分别进行说明。一、建筑结构荷载规范GB 50009-2001第4.1.1条消防车载荷取值及其相关设计计算注意事项和设计建议地下室土压计算中的相关问题，合理确定土压数值和合理采用计算结果。第4.1.2条分析了目前结构设计中常用程序减轻载荷的方法，提出了程序计算中的相关问题(如计算阶段与实际阶段的关系等)和现阶段实用的设计建议。第4.1.3条，分析规范等效楼宇的负荷换算要求，常见的等效负荷值和注意事项。第4.3.2条分析了屋顶载荷(如屋顶卫星天线、屋顶广告、高屋顶女儿墙等)对主体结构的间接影响及其对相关结构构件的直接影响，并在结构总体计算和相关构件中补充了计算设计方法。在第7.1.1条和第7.3.3条中，对于构造构件和包围构造构件的区分，进行特殊构件的属性把握(主房是属于构造构件还是属于包围构造构件的问题分析)。二、建筑抗震设计规范GB 50011-2001第1.0.1条，抗震设计的“性能设计”与现行规范“三水准设计目标”的关系。 在实际工程中分析结构的关键部位和关键部件的性能设计事例。第2.1.9条、第2.1.10条、第3.3.3条、“抗震措施”和“抗震构造措施”的不同、实际工程中的把握尺度。第3.1.1条、建筑抗震设防分类标准相关规定的理解和把握、构造分类、支部、支部的抗震分类、结合实际工程进行相关工程的分类说明。第3.1.3条，不同抗震设计类别建筑抗震设计标准的调整要求，实际工程调整的相关注意事项和处理方法(如真9度与假9度的关系和相关设计对策，什么是“高于9度抗震设计的要求”，应如何把握和确定等)。第3.3.3条确定“抗震措施”和“抗震构造措施”时的防范标准调整原则、多项调整同时存在时的实用把握原则(如7度0.15g、8度0.30g、iii、iv等场所)，在确定“抗震措施”和“抗震构造措施”时，采用现有计算程序的注意事项分析。第3.4.1条、第3.4.2条、结构概念设计与设计计算的关系、结构方案对“好”和“坏”的基本评价原则。 在实际工程中，如何不采用“差”结构方案，弱层和弱层概念的区别及相应的抗震措施。第3.6.1条，采用结构设计常用计算方法比较与设计计算主要问题分析，不同计算方法计算结果规律分析，如何避免实际工程结构设计中的计算错误(计算建模误差、计算假设误差等)。第3.6.6条结合工程实例，分析了运用电算程序进行结构分析时的注意问题，主要对应参数的概念分析和计算取相应值要求的计算结果分析判断的基本技巧和常用方法分析重要计算指标和把握结构重点部位的局部分析和结构比较计算问题。第4.2.4条，地基抗震管理的“拟静力法”是地基的“拉伸应力”和“零应力区”问题。第5.1.1条“质量和刚性明显不对称”的理解和尺度把握，“斜交反侧力构件的构造”和“斜交构造”有所不同。 “大跨度”与“长臂”结构的决定原则。第5.1.2条，主要抗震计算方法(如底部剪力法、振动分解反映光谱法和时间分析法)的合理选择，是“质量和刚度沿高度分布比较均匀”、“剪力变形为主”和“统计一致”的理解和设计尺度把握。 灵活计划分析补充计算的实际操作要点和步骤。第5.1.3条“重力载荷代表值”和现行计算程序在抗震设计计算中采用的简化方法和相关问题，现阶段结构设计计算中应注意的问题。第5.1.4条，复杂结构和超高层建筑结构的设计总是要求“中震”(即防震)设计的问题，“中震弹性”和“中震不屈服”的区别和设计方法和要点。第5.2.3条，单向地震、双向地震的概念和相互关系，给出了直观的双向地震作用效应(内力和位移)计算公式。 水平地震作用的计算过程总结和与各情况相对应的计算要求(计算框图5.2.0 )。第5.4节，抗震断面管理与地震弹塑性变形管理的关系。第5.5.1条、第5.5.2条、抗震变形控制的基本目的、变形管理要点和关键工艺把握、关键管理指标管理问题、采取切实有效的结构措施后对层间位移的适当缓解限制问题。第6.1.2条、表6.1.2应用过程中的相关问题和应对措施(如8度乙级建筑、高度超过50米时的抗震等级)主楼为剪力墙结构同时具有局部框架裙的，剪力墙、框架抗震等级确定等)。第6.1.3条，分析实际工程中发生的问题，框架-剪力墙结构的最大适用高度调整问题，裙子的抗震等级的确定问题，各种地下室(没有嵌入地下室顶棚的地下室、纯地下室、面积大的地下室、多层地下室等)的抗震等级的确定问题。第6.1.10条、加固部位高度规定的不合理问题(15m的限制问题，结合混凝土高度规定第10.2.4条的规定。第6.1.14条地下室顶板为上部结构嵌合部位时，地下室顶板结构和上部框架柱满足地下楼层配筋要求、实际工程中遇到的设计问题、规范要求的融通设计方法。 地下室顶板不是上部结构的嵌合部位时，侧向刚性比率控制指标的位置调整和实际工程中的其他辅助设计方法和结构措施。第6.2.7条、第6.2.8条针对剪力墙底部塑性铰链在其底部加固部位从下向上突出的问题和思考，对剪力墙强剪力弱弯曲问题(对规范式6.2.8-1的思考方法)在设计实践中改进了上述情况的设计方法。第6.2.10条、窗框支柱剪力按窗框支柱数量调整的问题(与窗框支柱的实际受力状况无关，受力越小，剪力调整(大)的幅度越大，受力越大，剪力调整(大)的幅度越小)以及结构设计实践中的对策和相关处理方法。第6.2.13条，抗震设计时不同计算目的的剪力墙有效凸缘宽度取值问题，3个规定(抗震规范第6.2.13条，混凝土规范第10.5.3条和第7.2.3条)的适用条件不同。第6.3.7条重视轴压比的限制值，同时防止非抗震设计计算时发生过大的轴压力问题。第6.3.10条注意矩形截面柱、箍筋计算的方向性问题，避免统一箍筋计算结果造成的设计混乱。第6.3.12条、柱环绕密码区体积配功率因数的计算问题、相关设计建议(环绕长度的取法、核心区面积的计算、重叠环绕的判别和把握等)。 9度和“假9度”的把握及相关设计问题。第6.3.14条、核心区环箍布置与柱环箍密码区的间隙问题(小轴压比(0.45 )时节点环箍得到加固，大轴压比时节点环箍减少)、框架支撑梁节点环箍问题、实际施工中的设计建议。第6.4.7条，关于将摄影区域内的“环箍”决定为“环箍中心”的问题，存在摄影区域环箍、非摄影区域环箍和钢筋、壁水平筋为约束边缘构件环箍、十字壁的边缘构件、边缘构件的最大配筋率、端柱的抗震等级等问题，以及“端柱存在集中负荷”(在什么情况下存在集中负荷) 及“箍筋和纵筋结构对柱的要求”(框架-剪力墙结构中框架抗震等级低于剪力墙，端柱配筋小于墙)问题、边缘构件最大配筋率限制问题，适合实际工程的相应设计建议。 为简化设计减少设计工时提出的区域钢筋设计提案。第6.4.8条，纵筋的最小量是指钢筋面积、钢筋根数、钢筋直径还是全部包括在内？ 出现阶段提出适合用设计图审查的设计建议。第6.4.10条、斜交钢筋布局问题、结构布局和计算布局不符合混凝土高规规定。 综合“混凝土高规”提出了适应交叉钢筋设计方法和设计与施工管理的简化建议。 关于剪力墙梁超过高度比的问题。第6.6.1条，第6.7.1条，板柱-抗震墙结构和框架核心筒结构的不同，多个框架核心筒组合平面的结构体系问题及相应的设计对策。第6.7.2条、框架-芯筒构造、筒中筒构造内筒角部边缘构件的设置问题(对照混凝土高标准第9.1.8条和混凝土标准第11.7.14条，关于混凝土高标准规定的不完整性问题)。第7.1.2条、建筑结构抗震性能分析、建筑结构房屋总高度确定与控制和总层数控制的根本目的、与钢筋混凝土结构相比采用的主要抗震设计手段不同等。第7.1.8条定量把握“对齐和基本对齐”、“均匀对称或基本均匀对称”、“底部和底部的第二层侧向刚性应该接近”，以及对侧向刚性比的规定(不能过强也不能过弱)的理解和共同的设计处理方法。第7.2.8条，端部、中部结构柱的作用和设计中的实际做法。第8.1.5条，各类支持介绍和工程常用支持分析。第8.1.7条结合实际设计工程，说明冲压钢板的使用、地板水平支撑的设置和节点的做法。第8.2节，钢结构房屋各构件屈服过程分析，钢筋混凝土结构差异分析，抗震设计的重要关注问题。第8.2.3条结合实际设计工程设计计算的全过程，说明结构分析过程和简化的结构计算方法(着重于钢结构剪力调整)。第8.2.8条分析了构件连接法兰全熔焊的极限承载力要求，分析了一般满足公式(8.2.8-1)的基本条件，以及在柱边连接中需要加盖的原因，说明了实际工程中常用的柱外悬臂拱桥连接的必要性和优缺点。 一般建议不采用柱边接头(图8.3.4-1 )，钢构件与混凝土的连接一般不采用埋入材料，而采用混凝土牛脚连接，结合第8.3.4条、第8.5.5条的规定，