新员工结构专业知识培训

1、新员工结构专业知识培训刚踏上工作岗位的结构设计人员， 面对建筑作业图，往往会有一 种不知从哪儿着手的感觉。在学校偏重于计算，规范上的内容较少涉 及；在专业软件的应用上，一些参数的选择会把握不住。下面，就从 这两方面来谈一谈。就常用的设计规范中常见问题、易疏忽的问题、 易混淆的问题作一些讲解和提示，以加深印象。结合我公司的项目情况，首先掌握几本常用规范：1、混凝土结构设计规范GB50010-20102、建筑地基基础设计规范GB50007-20023、建筑抗震设计规范GB50011-20104、高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20025、建筑结构荷载规范GB50009-2001 （2006年版

2、）面对建筑作业图，做些准备工作，分几个步骤进行：一、消化作业图1、平面超长问题的处理、设缝处理1 1）、伸缩缝（温度缝）：为使建筑物适应温度变化而设置。地面以上设置，基础受温度变化影响小，可不必断开。砌体建筑伸缩缝的最大间距砌体类型屋顶或楼层结构类别间距（m）各种砌体整体式或装配整体式钢筋给结构有保温或隔热层的屋顶、楼层50无保温或隔热层的屋顶40整体式无檀体系钢筋给结构有保温或隔热层的屋顶、楼层60无保温或隔热层的屋顶50整体式有橡体系钢筋给结构有保温或隔热层的屋顶、楼层75无保温或隔热层的屋顶60;占土砖、空心砖砌体黏土瓦或石棉水泥瓦屋顶、木屋顶或楼层、砖石屋顶或楼层100石砌体80赤酸盐

3、块砌体和混凝土块砌体_75钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距结构类别室内或土中（m）露天（m）排架结构装配式10070框架结构装配式7550现浇式5535剪力墙结构装配式6540现浇式4530挡土墙、地下室墙等类结构装配式4030现浇式3020不设缝米取措施：温度影响较大的部位提高配筋率（顶层、山墙、内纵墙端开间）施工中留后浇带加厚屋面隔热保温层做温度应力分析，配置预应力钢筋等2 2） 、防震缝（最小宽度见抗震规范 6.1.46.1.4）设置原则：1平面不规则2各部分结构刚度相差很远，采用不同材料和结构体系时3各部分有较大的错层防震缝在地面以上全高设置不作沉降缝时基础可以不分开在防震缝处，上部结构

4、与基础均应加强构造连接3 3） 、沉降缝设置原则：避免由于沉降差异而使结构产生破坏。层数相差很远，荷载相差很大。建筑物建造在不同的地基上，且难以保证均匀沉降时。建筑物相邻两部分的基础形式不同、宽度和埋深相差悬殊时。建筑物体型比较复杂、连接部位又比较薄弱时。新建建筑物与原有建筑物相毗连时沉降差处理的方法大致有三种：放一设沉降缝抗一米用刚性很大的基础，用基础本身的刚度来抵抗沉降调一调整沉降差例：先施工主楼，后施工裙房设沉降后浇带主楼采用桩基，裙楼采用筏基2、平面规则性按抗规3.4.2条、高规4.3.3条执行，严重不规则的设缝形成相当简单、规则的结构单元。3、房屋局部尺寸的限值 主要对砌体结构：悬挑

5、构件挑出尺寸限值构件类别6度7度8度9度无锚固女儿墙最大高度0.50.50.5-有锚固预制钢筋磔挑檐0.80.80.80.4房屋局部尺寸限值（砌体结构）部位6度7度8度9度承重窗间墙最小宽度111.21.5承重外墙尽端至门窗洞边最小距离111.52非承重外墙尽端至门窗洞边最小距离1111内墙阳角至门窗洞边最小距离111.524、房屋适用高度和高宽比多层和高层钢筋混凝土房屋：抗震规范6.1.1条、高规4.2.2、4.2.3条多层砌体房屋：抗震规范7.1.2条、7.1.4条二、专业间的沟通结构设计人员应尽早介入，主动配合，相互理解。不仅能及时配 合建筑功能的确定，而且对明显不合理的方案可予以否决，

6、 避免建筑 设计定型后，产生结构专业许多难以着手的地方； 同时在施工图之前 就可以确定一些基本信息，如建筑物所在地、风雪荷载取值、设防烈 度和抗震等级、墙体材料、电梯选型、地质情况等，提前做些准备工 作。（电梯选型最好在施工图开始前让建设单位先定，拿到厂家的土 建资料，电梯大小的变化、圈梁位置变化、基坑深度、吊钩下净空等 都会对施工图有影响）结构设计与其它工种的关系：、建筑场地：地基的承载力、基础设计方案、场地土的类型、该地区设防标准、平面形状：不对称平面会产生扭转平面太长时温度缝的处理外伸长度的限制凹口、楼板开洞等是否形成不规则等、楼电梯间的布置：楼电梯间布置在端部、凹角部时必须加强偏置的楼

7、电梯间会产生扭转楼电梯间对楼板的削弱、层高：影响框架梁、连梁的截面尺寸及楼面结构方案、管道系统：次梁的布置方案、梁高的限制是否穿墙、穿梁、穿楼板管井布置、电缆：现浇板的最小厚度、结构留洞框筒结构核心筒角部500范围内不开洞。留洞避开剪力墙边缘构件。现浇板上开洞尽量避免留L形洞。建筑物的角部是需要加强的部位，避免在角柱周边开洞。梁上穿管：梁上穿竖管影响梁内布置一排钢筋的数量，要提醒结构专业设计人员注意；梁上穿横管尽量避开梁支座处，留在跨中 且开在梁高中央1/3梁高范围内。、设备荷载与结构有关的常用的设备荷载：1、配电间：地沟：土建设计时，通常位置未定。一般做法是楼板整开 间降下去一个地沟深度，再

8、考虑用填充材料回填并留出地 沟位置。这样，回填的材料的重量就成为配电间的恒载。因此，地沟的深度直接影响到垫层的厚度，即荷载的大小电柜等设备的重量另外，配电间的净高要求，决定结构层是否下降，电 柜的布置有时回影响到梁的布置。2、 如屋面水箱的布置和重量3、屋顶冷却塔以及大的空调机组等这些荷载及布置位置应尽早提供给结构专业。三、结构体系的选择及结构布置1、根据建筑物的功能及房屋适用的最大高度等选择合理的结构体系 目前，我公司常用的结构体系有：1、框架结构由梁、柱组成的结构称为框架结构，可同时抵抗竖向及水平荷载。优点：建筑平面布置灵活框架结构构件类型少，设计、计算、施工都比较简单。按延性要求设计的框

9、架具有较好的抗震性能。缺点：与其它抗侧力体系相比，框架结构抗侧刚度较小。用于较高建筑时，需要截面较大的梁、柱才能满足侧移限值，造成用钢指标较高，不经济。适用范围：多层或楼层不高柱网较密的高层。2、剪力墙结构用钢筋混凝土剪力墙抵抗竖向荷载和抵抗水平荷载的结构称为剪力墙结构。适用范围：住宅、旅馆、小开问办公特殊情况：底部大开问剪力墙结构和短肢剪力墙较多的剪力墙结构 优点和缺点现浇钢筋碌剪力墙结构整体性好；抗侧刚度大，承载力大，水平力作用下侧移小;通过合理设计，能设计成抗震性能好的延性墙;震害调查揭示，剪力墙结构破坏少。剪力墙间距小；平面布置不灵活；建筑空间受限值；3、框架一剪力墙（筒体）在结构中同

10、时布置框架和剪力墙，就形成框架一剪力墙结构。当中部两个方向的剪力墙围成筒体就成为特殊的框架一剪力墙，称为框架一 筒体结构（不是筒中筒结构）。剪力墙的布置：对称、均匀、分散、周边。建筑师与结构工程在方案阶段就应该 配合。优点：兼有框架结构较大空间，延性好的特点，乂有剪力墙结构刚度大，承载力高的优点。框架-剪力墙可以设计成双重抗侧力体系。第一道防线：剪力墙（筒体）第二道防线：框架。4、砌体结构适用范围：多层住宅、旅馆等。2、可在建筑作业图上初步布置结构构件、定结构方案3、梁柱截面估算：1、柱截面：根据规范规定的轴压比限值估算柱轴力：N Nc=YGWSNSG 16 2丫G：分项系数1.25W:单位面

11、积重量1216kN/m2S:柱受荷面积NS：截面以上的层数6 1：系数，一、二级抗震角柱1.3,1.0（3 2：水平力使轴力增大的系数，76 2=1.0586 2=1.196 2=1.2梁截面：梁高 般取（1/8-1/12）LM口小进行挠度验鼻四、软件的应用：主要讲SATWE、TAT软件参数1、扭转耦连抗震规范5.2.3条提出，“规则构件不进行扭转耦连计算， 平行于 地震作用方向的两个边棉应乘以地震作用增大系数（短边1.15,长边1.05）。当扭转刚度较小时，周边各构件宜按不小于1.3采用。角部构 件宜同行乘以两个方向各白的增大系数。”有时软件难以区别边棉，因此，采用扭转耦连计算弥补。也就是说

12、， 任何建筑都可以扭转耦连 计算。2、双向地震作用抗震规范提出，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双 向地震作用下的扭转影响。“质量和刚度分布明显不对称的结构”判 别：看楼层最大位移与平均位移的比值。3、偶然偏心局规中提出的内容。多层不需考虑。4、斜交抗侧力结构时多方向地震作用 一般选择斜交棉方向和增加一组“最不利方向”注意多方向地震与总信息中的结构扭转角是不同的程序提供斜交抗侧力结构的附加地震数及相应的角度（角度 是成对的，如选择45，指45和90 一对）。5、有效质量系数用来判断振型数是否够，避免地震力大量丢失。如有效质量系数T 0.8,基底剪力误差一般小于5%对A级高度高层建筑，门A

13、 0.8对B级高度高层建筑，门 0.9（见TAT.out、SATWE中WZQ.out、PMSAP中的工程名.ABS）6、“刚度”的选择（高规附录E）剪切刚度一底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构 剪弯刚度一底部大空间大于一层的部分框支剪力墙结构 层间剪力比层间位移算法一一般结构7、重力二阶效应（P-效应）高规和混凝土规范中提到 80%的钢筋混凝土结构，尤其是多层，都不需要考虑P-效应考虑P-效应后，结构周期一般会变得稍长8、特殊构件定义软件可以指定不同的混凝土强度等级软件可以指定不同的抗震等级需要用户指定的部分：角柱：高规6.2.4条，抗震设计时，框架角柱应按双向偏心受 力构件进行正截面承载力

14、设计。一、二、三级框架角柱经按 本规程第6.2.16.2.3条调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不 小于1.1的增大系数新抗规6.2.6条，一、二、三、四级框架的角柱，经抗规6.2.2、6.2.3、6.2.5、6.2.10条调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值尚 应乘以不小于1.10的增大系数。错层柱：高规10.4.4条要求错层处框架柱抗震等级提高一级 短支剪力墙：“短支剪力墙较多时”的短支剪力墙框支剪力墙结构中的落地剪力墙：按高规10.2.5条定义抗震等级框支柱：应定义“框支柱”，因抗震等级及内力调整系数不同 转换梁：应定义“框支梁”，因抗震等级及内力调整系数不同 带加强层的高层建筑（高规10.3

15、.3条）框架柱及核心筒剪力墙的抗震等级在表4.8.2、4.8.3规定的基础上提高一级连接体与连接体相应的结构构件：抗震等级提高一级地下室各层的内力调整（地下室顶板作为上部结构的嵌固部 位时）：根据抗震规范6.1.3.3条指定地下室各层的抗震等级。9、楼板在结构整体分析中的考虑刚性板：面内刚度无限大，面外刚度为零适用范围：楼板不特殊的绝大多数工程梁刚度放大（乘以系数）：变相地考虑楼板的面外刚度弹性板6考虑面内刚度和面外刚度（程序真实计算）适用范围：板柱体系（针对板柱体系提出的） 一般不轻易采用，计算量大，因考虑了部分面外刚度，部分 荷载直接传给柱子，梁内力计算值偏小，影响梁配筋结果。弹性板3面内

16、刚度无限大，考虑楼板的面外刚度适用范围：面内刚度很大且不可忽略面外刚度的结构，针对 厚板结构提出的弹性膜程序真实楼板考虑面内刚度，面外刚度为零（不减少梁配筋， 比刚性板柔）适用范围：要考虑面内刚度，可忽略面外刚度的结构，如楼 板开大洞、工业厂房等空旷结构。几点说明：1）、楼层扭转位移比诉=UMAX/U。其中UMAX、U分别为 单向地震作用下，在楼层角点处竖向构件的水平位移或层间水平 位移的最大值和平均值。2）、楼层扭转位移比是判别结构规则性的重要计算指标， 抗震规 范第3.4.3条的条文说明中明确规定 乂寸于扭转不规则，按刚性楼 盖计算”。3）、理论上讲，任何刚度的结构和构件受力后都会有变形，

17、 结构 中没有绝对的刚性楼板，所谓 刖性楼板”只是工程中的一种简化 和假定。当楼板的刚度足够大，其变形小到可忽略不计时（工程 中，在水平地震作用下，当楼板的面内变形不大于1/12000时）, 可确定为符合刚性楼板的假定，也就是楼盖范围内各构件的水平 变形符合平动时一起平动，扭转时共同扭转”的规律。4）、弹性楼板假定计算的最大位移，可能是平面中某点的局部位 移，不能反映楼层结构的整体扭转状况，其数据不全面和不真实。结论：无论是否符合刚性楼板的假定，在进行楼层位移比计算并 对结构进行规则性判别时，都应采用刚性楼板假定。弹性板一般 只用于结构或构件的内力设计计算中。基础设计（JCCAD）软件有几个问

18、题要提醒一下：1、选择荷载种类墙下条基：PM荷载或砖混荷载柱下独基、桩承台：采用尽可能多的荷载组合筏板、基础梁：同一组工况（如TAT或SATWE,不同时选）2、双柱基础地基承载力计算没有问题，计算时荷载和柱的几何形心重合。要判断是否进行冲切计算（两柱离得较远的情况）两柱离得较远，上部出现拉应力，因此要设拉梁基础底面积没有放在基础合力中心3、电梯井范围的板要进行冲切计算（手工复核）五、计算结果合理性的判断：、参数WMASS。OUT偏心、层刚度比WZQ。OUT一周期、周期比。扭转系数、剪重比框架T1= （0.10.15） Ns,框剪T1= （0.080.12） Ns,剪力墙T1= （0.040.0

19、8） NsWDISP。OUT位移比、层间位移角等、振型、地震力：剪重比一抗震规范5.2.5条表5.2.5、对称性：对称结构在对称荷载下，对称点的内力和位移也对称六、关于“内力调整”内力调整包括结构整体内力调整及构件内力调整。（一）、结构整体内力调整1、 楼层最小地震剪力控制高规3.3.13条及抗规5.2.5条：VEKi X EGj2、 薄弱层地震剪力放大（抗规3.4.4-2竖向不规则）3、 框剪结构中，框架部分地震剪力调整（0.2Q调整）高规8.1.4条，抗震设计时，框架一剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力Vf0.2V。，不满足时应按0.2V。和1.5Vf,max二者较小值采用。4

20、、 框支结构中框支柱地震剪力调整抗规6.2.10条，框支柱承受的最小地震剪力：当框支 柱的数目多于10根时，框支柱承受的地震剪力之和不应小 于该楼层地震剪力的20%;当少于10根时，每根柱承受 的地震剪力不应小于该楼层地震剪力的2%。高规10.2.7条，框支柱承受的最小地震剪力：每层框 支柱的数目多于10根的场合，当框支层为12层时，每层 框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20%;当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力 的30%。每层框支柱的数目不多于10根的场合，当框支 层为12层时，每根柱承受的地震剪力应至少取基底剪力 的2%;当框支层为3层及3层以上时，每根柱承受的

21、地 震剪力应至少取基底剪力的3%。5、 边棉调整抗规5.2.3条，规则结构不进行扭转耦连计算时，平行 于地震作用方向的两个边棉，其地震作用效应应乘以增大 系数。一般情况下，短边可按1.15、长边按1.05采用；当 扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。角部构件宜同时 乘以两个方向各白的增大系数。（二）、构件内力调整1、 按抗震等级确定的内力调整系数指定楼层、构件抗震等级的七种情况：框支结构，底部加强取以上的一般部位，允许按剪力墙结构确定抗震等级；底部加强部位剪力墙及框支框 架抗震等级提供一级。（高规表4.8.2）忿高规7.1.2条，短肢剪力墙较多时，短肢剪力墙的抗震 等级提Wj 级。3高规10

22、.2.5条,底部带转换层的高层建筑，转换层在3层及3层以上时，框支柱、剪力墙底部加强区提高 一级。4高规10.3.3条，带加强层的高层建筑，加强层及其相 邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级提高一级。（用户指定）5高规10.4.4条，错层结构，错层处的框架柱抗震等级 提局级。6高规10.5.5条，连体结构，连接体与连接体相邻的结 构构件抗震等级提高一级。枣地下室各层的内力调整：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， 地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或 更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体 情况采用三级或更低等级。（用户需要指定部位）2、

23、框支梁和框支柱等设计内力调整系数框架柱、底层柱、框支柱、角柱?框架柱：体现强柱弱梁抗规6.2.2条，柱端弯矩增大 系数：对框架结构，一、二、三、四级分别取：1.7、1.5、1.3、1.2;对其它类型结构中的框架，一级取1.4,二级取1.2,三、四级取1.1。?底层柱：推迟柱底出现塑性较的时间，适用于框架结构柱底调整。抗规6.2.3条，一、二、三、四级框架 的底层柱下端弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3、1.2?柱端剪力增大系数：抗规6.2.5条，一、二、三、四 级框架柱和框支柱组合的剪力设计值，应分别乘以增大系数：对框架结构，一、二、三、四级分别取：1.5、1.3、1.2、1

24、.1;对其它类型结构中的框架，一级取1.4,二级取1.2,三、四级取1.1。?角柱：抗规6.2.6条，一、二、三、四级框架的角柱， 经抗规6.2.2、6.2.3、6.2.5、6.2.10条调整后的组合弯 矩设计值、剪力设计值尚应乘以不小于1.10的增大系 数。（用户要定义角柱）一般剪力墙的调整?抗规6.2.7条，抗震墙各墙肢截面组合的弯矩设计 值：一级抗震墙的底部加强部位以上部位，墙肢的组 合弯矩设计值应乘以增大系数1.2。?抗规6.2.8条，一、二、三级抗震等级的抗震墙底部 加强部位，其截面的组合剪力设计值应分别乘以增大系数1.6、1.4、1.2?高规7.1.2条，短肢剪力墙较多时，短肢剪力

25、墙的剪 力设计值除按上条（抗规6.2.8）或高规7.2.10条调整 剪力设计值以外，其它各层短肢剪力墙的剪力设计值， 一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.23带转换层结构剪力墙设计内力调整系数薄弱层地震剪力放大1.15抗规6.2.10条，框支柱承受的最小地震剪力：当框支 柱的数目多于10根时，框支柱承受的地震剪力之和不应 小于该楼层地震剪力的20%;当少于10根时，每根柱承 受的地震剪力不应小于该楼层地震剪力的2%。高规10.2.7条，框支柱承受的最小地震剪力：每层框 支柱的数目多于10根的场合，当框支层为12层时，每层 框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20%;当框支层为3层及3层以

26、上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力 的30%。每层框支柱的数目不多于10根的场合，当框支层 为12层时，每根柱承受的地震剪力应至少取基底剪力的2%;当框支层为3层及3层以上时，每根柱承受的地震剪 力应至少取基底剪力的3%。4框支结构中框支梁内力调整A、 薄弱层地震剪力放大1.15。（V）B、框剪结构框架总剪力（0.2Q0）调整（M、V）C、高规10.2.6条,转换构件水平地震作用计算内力（M、V）放大系数，特一级1.8,一级1.5,二级1.25D、 梁剪力调整（V），抗规6.2.4,一、二、三级的框 架梁和抗震墙的连梁，其梁端截面组合的剪力设计 值应分别乘以增大系数1.3,1.2, 1.1七、需要提高抗震等级的情况1、房屋总高度超过抗震规范6.1.1条使用高度2、7度（0.15g） 8度（0.3g）m W类场地的结构（GB5011-2010第3.3.3条；仅提高构造的抗震等级。施工图中注明计算 及构造两个抗震等级。3、短肢抗震墙较多的高层建筑的短肢墙（高规7.1.2.3条）4、高位转换的框支和相邻落地抗震墙（高规10.2.5条）5、核心筒一框架结构的加强层及其相邻层的框架柱、核心筒抗震墙（不含框架梁）（高规10.3.3条）6、连接体本身及其支