浅谈土木工程结构设计中存在一些问题的看法.docxVIP

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浅谈土木工程结构设计中存在一些问题的看法

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摘要：我国作为一个发展中的国家，每天都在发生的日新月异的变化，随着我国经济社会的不断发展和提高，对各行各业的人士的要求也变得更加严格。土木工程的目的是形成人类生产或生活所需要的、功能良好且舒适美观的空间和通道。它既是物质方面的需要，也有象征精神方面的需求。随着社会的发展，工程结构越来越大型化、复杂化，超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现，满足人们的生活需求，同时也演变为社会实力的象征。作为土木工程的核心专业结构设计也不停面临着挑战。作为一名结构设计师，笔者已经与结构设计走过了十个春秋，在结构设计的过程中，会遇到很多常见问题，但是规范却并拓展分析，笔者在文中提出一些自己的看法，以供大家作为经验交流。

关键词：土木工程，结构设计一、剪力墙结构住宅中转角窗、转角阳台设置问题

剪力墙结构住宅中常常设置转角窗、转角阳台等，单纯的从结构概念的角度来说，设置这些转角窗、转角阳台等破坏了结构的整体性，削弱了结构的抗扭转能力，在海口这种地震烈度为8度半强震区的高层建筑应避免设置转角窗、转角阳台，当结构的扭转效应明显（不考虑偶然偏心时，楼层扭转位移比不小于1.2）时，应限制转角窗、转角阳台的设置。B级高度的房屋不应设置转角窗。但随着人们对建筑美学意识的提高，民用建筑早已不是单纯满足结构安全的冰冷建筑了，转角窗、转角阳台常被要求必须要设置。如此，结构设计师针对必须设置转角窗和转角阳台的工程，应采取局部的加强措施，弥补由于设置转角窗、转角阳台对结构整体性及传力路径的削弱。在此，总结了如下三种加强措施：（1）在转角窗、转角阳台的上、下楼层应设置梁或暗梁，加强楼板的连接作用，及提高转角窗、转角阳台两侧的墙体稳定性。

（2）转角窗所在的楼层，有条件时应设置边梁（边梁截面宽度不宜过小，宽度不小于墙宽及200mm，截面高度不小于400mm）。楼板应适当加厚，并宜设置双层双向通长配筋。楼板内应设置暗梁或钢筋加强带，加强两转角墙的连接。

（3）转角窗、转角阳台两侧的墙体宜采用整墙肢，避免墙肢开洞，不应采用短肢剪力墙。墙肢宜加厚，并应适当加大墙肢的平面外配筋（建议钢筋直径比计算值提高一个等级，或同比增加钢筋的截面面积），提高墙肢的抗扭转能力、平面外抗弯能力及墙肢的稳定性。当墙肢截面面积过小时，计算中不应考虑该墙肢的作用。以上三种措施基本都是从结构概念出发，采取的构造加强措施，从具体项目出发计算时，并不能把用计算软件将这些构造措施真实的计算结果反映出来。所以，我们在具体项目的设计计算过程中总结出两种计算方法，第一种常会采取加宽转角窗、转角阳台周边剪力墙平面内截面来提高整体的抗震及看扭转能力，同时也会加宽与其连接的框架梁的宽度来加大整体看扭转能力。第二种方法将转角窗、转角阳台周边的剪力墙设置为剪力墙开洞的形式，增加剪力墙平面内刚度，能够良好的改善扭转情况，例如，在澜港壹号1号楼项目中，在结构计算阶段进行方案必选时，在楼房四角的转角窗采用框架梁连接的形式，第一扭转周期总是位于计算第二周期，采用剪力墙开洞连梁连接的方式计算，扭转情况得到了明显的改善。

二、框剪结构与配置少量剪力墙的框架结构

在钢筋混凝土框架结构的设计过程中，偶尔会采取带有少量剪力墙的框架结构，设置少量的剪力墙并没有改变框架结构的结构体系，带有少量剪力墙的框架结构属于一种特殊的结构形式，但仍是框架结构，一般常常存在下列两种情况时需要设置少量剪力墙：

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在多遇地震作用下，当纯框架结构的弹性层间位移角θc不能满足规范要求θc≤550的要求时，通过布置少量剪力墙使结构的弹性层间位移角满足规范θc≥550的要求。在此，设置少量剪力墙的目的在于满足规范对框架结构的位移限值要求，而并不是满足框架-剪力墙结构的位移值要求。如果要满足框架—剪力墙结构的位移的控制标准，则结构体系就应该是框架—剪力墙结构，而不是少量剪力墙的框架结构。

当纯框架的地震位移满足规范要求，即纯框架结构的弹性层间位移角θc能满足规范θc≥550的要求时，为提高结构的侧向刚度，减小结构在多遇地震作用下的变形，而设置少量钢筋混凝土剪力墙。在这里，设置少量剪力墙的目的在于适当改善框架结构的抗震性能。

在海口市菜篮子公益性大型农副产品批发市场（二期）—仓储项目设计过程中，在结构计算方案选取阶段，首先采取了框架结构形式，项目地点位于8度半的海口市，框架跨度达12米，且楼板承受荷载较大，在控制梁柱截面不再增大的条件下，多次调试均无法达到规范位移的控制范围内。采取少量剪力墙框架结构形式进行对比，根据《建筑抗震设计规范》6.1.3条规定：设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分所承担的地震