2013年结构工程师考试辅导：不会倒塌的设计

　　结构工程师辅导：抗震设计需要掌握的原则

　　平面或竖向不规则的建筑结构，其计算模型有特别要求，计算工作量大，计算难度提高;而且，虽然计算手段增多了，但并不能保证其计算结果“准确”，造成结构安全度难以控制。因此，设计中(特别是建筑设计)应尽量避免采用不规则的设计方案，尤其不应采用严重不规则的设计方案，除非该方案的使用功能特殊需要或建筑效果是唯一最好的。

　　设置防震缝是解决体型复杂、平面立面特别不规则的建筑结构由于变形复杂而避免碰撞的一种好方法。但对于高层，尤其是超高层建筑宜选用合理的建筑结构方案而不设防震缝，同时采用合适的计算方法和有效的措施，以消除不设防震缝带来的不利影响;此外，要注意由于设置了防震缝而形成结构高宽比超限问题。防震缝同时又能兼作温度缝，对于超长建筑则是比较理想的选择。

　　“结构在两个主轴方向的动力特性宜相近”，体现在具体设计中，一是注意建筑平面的长宽比不宜过大，二是对于矩形平面，在剪力墙的布置、柱截面bh的摆向以及楼层结构布置中，应采取增强结构横向(短方向)刚度的设计方法而不是其相反，否则将本已有差距的两主轴动力特性进一步扩大，对结构的杭震不利。

　　抗震设计不是结构专业人员应该或能够全部包办的，其它专业人员也应有抗震设计的意识、责任和能力。

　　一般的建筑物通常都是采用抗震方法(设置抗震构件、抗震墙)和防震措施(如设置防震缝)来预防地震灾害的，隔震和减震仅适用于特殊要求和高烈度抗震结构。

　　由于强调“强剪弱弯”故需改变传统的做法――箍筋只用Ⅰ级钢，现在提倡用Ⅱ、Ⅲ级钢箍;砼强度越高，其脆性越大，抗裂性能越低，所以对砼强度等级的采用是有所限制的，不是越高越好，正确的设计方法是恰当、适用就行。在附录B中可体会到，采用高强砼时，有关构件剪力、轴压比、柱墙箍筋特征值都比普通砼要求严。

　　“部分框支抗震结构”指首层或底部两层框支抗震墙结构，意即不包括高位转换层框支结构，换句话说，即高位转换层结构的最大高度从严控制。

　　部分框支抗震墙结构的框支层框架，不管设防烈度高低也不管房屋高度如何，其抗震等级最低为二级，不存在三级，意即其结构计算及构造措施要求都较严。

　　与旧规范不同的是，出现“抗撞墙”的新概念，什么情况下需设置抗撞墙，如何合理设置，规范中都有明确规定。

　　框架―剪力墙结构中的抗震墙连梁刚度要求大，而在抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙连梁的刚度要求小，两种结构处理方法截然不同。

　　地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，从楼板厚度、砼强度等级、板的配筋率、楼层的侧面刚度等都有具体要求。此外，从规范条文说明中看到，地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，地下室层数不宜少于两层，这意味着对高层建筑来说，地下室层数或总深层不仅由地基基础埋深决定，还必须考虑上述因素。

　　角柱在结构中是最重要的构件之一，其受力复杂，故在其受弯受剪配筋上都要给予加强。

　　部分框支抗震墙结构属于复杂结构之一，故规范附录E1对框支层楼板厚度、砼强度等级、楼板的配筋率等都有特别要求，设计时务必给予满足。

　　扁梁楼盖的抗震性能并不优于传统梁板结构，因此扁梁楼盖不宜用于一级框架结构，即扁梁楼盖的应用是有一定限制的。只有当客观条件受到限制，比如房屋总高与层数关系、层高与净高关系等，才考虑采用扁梁楼盖。

　　框架梁面筋不再使用“贯通筋”名词，但从条文叙述上看，实际上还需有贯通筋，此方面的条文原则新旧规范没有根本区别。

　　对柱抗剪线刚度的要求不再是其结构尺寸简单比例的“短柱”概念，而是用内力形式―剪跨比λ=MC/VCH0≥2来衡量。

　　柱的轴压比可以通过加强复合箍筋和加芯柱的办法给予提高，轴压比最高可达1.05，即使是一级的框剪或筒体―框架结构的框架柱，其轴压比可达0.9，这对于缩小柱截面很有现实意义。

　　柱箍筋加密区的体积配箍率与柱的轴压比，砼强度等级和箍筋钢筋种类有并，ρV≥λVfc/fyv，不像旧规范简单的箍筋体积比的计算方法。

　　抗震墙端部和洞口两侧的边缘构件根据抗震等级和轴压比分为“约束边缘构件”和构造边缘构件“，两者的配筋范围和配筋量都有不同的规定，尤其约束边缘构件的箍筋配置决定于砼强度等级和箍筋钢筋种类，具体设计时颇为繁琐。边缘构件的形式除规范中列出的典型截面外，由于建筑平面开门洞的关系，会产生许多异型截面，设计时也颇费周折。

　　框架―抗震墙结构中的抗震墙的周边要设置梁(暗梁)和端柱，这条在设计中容易忽略，应特别注意。

　　房屋的屋盖和地下一层的顶板宜采用梁板结构而不宜采用无梁楼(屋)盖。

　　板柱―抗震墙结构的抗震墙承受结构的全部地震作用，另析柱部分承受20%的地震作用，即整体结构承受的地震作用等于或大于120%. 6.7.1条 核心筒与框架之间的楼盖不宜采用板柱体系;加强层的采用有所限制，而不是一遇到侧向刚度太弱就设加强层。

　　内筒角部应有翼缘，因此内筒角部开门洞应有所限制，不能随心所欲，否则将作为筒体的整体作用。

　　筒体楼层的结构布置有特别要求，角部不宜布置放谢性楼层梁，也不宜支承在洞口连梁上，后者尤其要避免。

　　筒体转换层在附录E.2有特别要求：不宜采用二次转换、厚板转换层有限制、转换层楼盖不应有大洞口、转换层的采用有限制。

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