建筑工程结构设计标准规范应用图解基础手册.doc

新构造设计规范已颁布施行，本次修订各类构造设计规范总结了近年来国内科研成果和工程实践经验，同步借鉴了国外规范和经验，相对于老规范有较多调节和补充。此外各类构造设计规范所涉及某些内容，彼此存在搭接和重叠。针对上述状况，为便于构造设计人员系统地理解和应用新规范，编者对广泛应用构造计算和构造构造需遵守规范规定，予以综合梳理汇编、补充必要注解、以及对不便应用计算公式和构造构造规定进行变换和阐明，从而形成一本综合性规范应用手册。 本手册已对“建筑构造设计新规范综合应用手册”（第一版），根据新规范对有关内容进行了修订和增补工作。现就手册合用范畴、编制根据、编制意图和方式等方面作如下阐明：一、 合用范畴本手册内容重要合用于非预应力钢筋混凝土多层及高层民用建筑构造，带有共性内容也合用于其她类型建筑构造。二、 编制根据本手册内容如下列七本构造设计规范、规程和关于文献为根据：1建筑构造荷载规范（GB 50009-）如下简称“荷载规范”；2建筑抗震设计规范（GB 50011-）如下简称“抗震规范”；3混凝土构造设计规范（GB 50010-）如下简称“混凝土规范”；4高层建筑混凝土构造技术规程（JGJ 3-）如下简称“高层规程”；5建筑地基基本设计规范（GB 50007-）如下简称“地基规范”；6建筑桩基技术规范（JGJ 94-94）如下简称“桩基规程”；7高层建筑箱形与筏形基本技术规范（JGJ 6-99）如下简称“箱基规范”。三、 特点本手册拟在下列六个方面对构造设计人员有所协助：（一）展示应用新规范全过程及其各某些有关和持续关系上述六本重要构造规范是相对独立。本手册考虑了设计全过程中要系统配套地应用各种规范，将述及荷载、荷载组合、构造计算办法及假定条件、内力调节、构件截面配筋计算、变形验算、地基承载力验算及基本计算等各方面内容。通阅本手册，可使设计人员全面地理解新规范，以便在工程设计全过程中确切地应用，以及解决好设计过程中各计算某些互相连接关系。（二）综合同类性质关于规定以便查阅对上述各规范横向关系中，同类性质计算公式和构造规定予以综合或合并，同步还并列期间差别某些，以使应用时免除重复对照关于条文麻烦，也因采用了集中汇编而也许使设计者避免对规范错用及漏用关于规定。（三）使手算条理化、电算易于核对技术条件“新”规范相对于“老”规范，构造计算过程中有关系数取值不同，因而有必要在构造手算过程中尽量实现条理化，愿本手册在这方面对读者有所启迪。在应用按新规范编制电算时，对照本手册，将易于逐项核定程序中所定技术条件，特别是程序中还不易均能包络在内“内力增大和调节”某些。此外，对输入数据和输出成果也便于分析应用。（四）编写成较实用计算公式为使本手册尽量实用，在不变化规范规定前提下，对规范中某些不便应用计算公式进行恰当改写。如对钢筋混凝土截面强度验算公式，改写成惯用配筋面积计算公式；将抗震规范中地震影响系数 图形详细化，使之便于应用。（五）对某些规定增长了补充阐明及计算简图本手册对某些规范规定，当其不够清晰时予以恰当展开，以及补加计算简图。（六）对构造规定将以图形及表格来表达除荷载规范外，别的六本规范均对构造构件及其连接有构造规定。本手册除对这些规范构造规定进行综合归并外，并尽量采用详图及表格表达，以便理解和查用。四、本手册编写方式阐明（一）关于“阐明”及“注”为阐明某些规范规定或本手册应用，每一章前面均专门增长一节作者对规范应用理解“阐明”，对某一详细问题需进行阐明时则增长一种专门“注”，以使这一某些属于作者对规范理解内容有别于手册中完全遵循规范规定，所编内容，以便读者辨别。（二）非抗震及抗震建筑设计和多层及高层建筑设计规定区别应用本手册内容涉及非抗震和抗震建筑构造设计，以及多层和高层建筑构造设计等四方面。规范对此在计算及构造均有不同规定，为便于应用，本手册采用如下编写安排：1关于计算公式及规定，基本上采用综合编写，但予以必要阐明。对多层及高层建筑构造计算规定，如两者无差别时不加阐明，如有差别时则分别列出或予以阐明。2关于构造构造规定，对于非抗震和抗震建筑构造设计，采用分别独立成章编写，对于多层及高层建筑构造设计，如有不同规定则分别列出或予以阐明。一、建筑构造荷载规范 GB 50009-第 4.1.1条，关于消防车荷载取值及其有关设计计算注意事项和设计建议；地下室土压力计算中有关问题，土压力数值合理拟定和计算成果合理取用。第4.1.2条，当前构造设计惯用程序关于荷载折减办法分析，程序计算中有关问题（如计算楼层与实际楼层关系等）及现阶段实用设计建议。第4.1.3条，对规范等效楼面荷载换算规定分析，常用等效荷载取值及注意事项。第4.3.2条，屋顶荷载（如屋顶卫星天线、屋顶广告、出屋顶高大女儿墙等）对主体构造间接影响及对有关构造构件直接影响分析，对构造整体计算和有关构件补充计算设计办法。第7.1.1条和第7.3.3条，关于构造构件和围护构造构件划分，对特殊构件属性把握（如：檩条是属于构造构件还是围护构造构件问题分析）。二、建筑抗震设计规范 GB 50011-第1.0.1条，抗震设防“性能设计”与现行规范“三水准设防目的”关系。实际工程中对构造重要部位和重要构件性能设计实例分析。第2.1.9条、第2.1.10条、第3.3.3条，“抗震办法”与“抗震构造办法”区别，实际工程中把握尺度。第3.1.1条，对建筑抗震设防分类原则有关规定理解与掌握，构造分区段、分部位、分构件抗震分类，结合实际工程进行有关工程分类阐明。第3.1.3条，不同抗震设防类别建筑抗震设防原则调节规定，实际工程中调节有关注意事项及解决办法（如真9度与假9度关系及有关设计对策、“比9度抗震设防更高规定”究竟是什么规定，应当如何把握和拟定等）。第3.3.3条，“抗震办法”与“抗震构造办法”拟定期设防原则调节原则，多项调节同步存在时实用把握原则（如：7度0.15g、8度0.30g，、类场地时），当“抗震办法”与“抗震构造办法”拟定抗震级别不同步，采用既有计算程序注意事项分析。第3.4.1条、第3.4.2条，构造概念设计与设计计算关系，对构造方案“好”与“不好”基本评价原则。实际工程中如何避免采用“不好”构造方案，软弱层与薄弱层概念区别及相应抗震办法。第3.6.1条，构造设计惯用计算办法比较及设计计算中重要问题分析，采用不同计算办法计算成果规律分析，在实际工程构造设计中如何避免计算差错（计算模型化误差、计算假定误差等）。第3.6.6条，结合工程实例，分析采用电算程序进行构造分析时注意问题，重要计算参数相应概念分析及相应取值规定；对计算成果分析判断基本技巧和惯用办法；重要计算指标分析和把握；构造重点部位局某些析和构造比较计算问题。第4.2.4条，地基基本抗震验算“拟静力法”，地基“拉应力”和“零应力区”问题。第5.1.1条，对“质量和刚度明显不对称”理解和尺度把握， “有斜交抗侧力构件构造”与“斜交构造”区别。“大跨度”和“长悬臂”构造拟定原则。第5.1.2条，重要抗震计算办法（底部剪力法、振型分解反映谱法和时程分析法等）合理选用，对“质量和刚度沿高度分布比较均匀”、“以剪切变形为主”和“记录意义上相符”理解与设计尺度把握。弹性时程分析补充计算实际操作要点和环节。第5.1.3条， “重力荷载代表值” 及现行计算程序在抗震设计计算中采用简化办法及有关问题，现阶段构造设计计算中应注意问题。第5.1.4条，在复杂构造及超限高层建筑构造设计中，常被规定按“中震”（即按设防烈度地震）设计有关问题，“中震弹性”与“中震不屈服”区别及设计办法和要点。第5.2.3条，单向地震、双向地震概念及互有关系，给出直观双向地震作用效应（内力和位移）计算公式。水平地震作用计算过程汇总及各状况下相应计算规定（计算框图5.2.0）。第5.4节，抗震截面验算与地震作用下弹塑性变形验算关系。第5.5.1条、第5.5.2条，抗震变形控制主线目、变形验算要点和重要过程把握，重要验算指标控制问题，采用切实有效构造办法后对层间位移恰当放宽限制问题。第 6.1.2条，表6.1.2在应用过程中有关问题及应采用相应办法（如8度乙类建筑，当高度不不大于50m时抗震级别；主楼为剪力墙构造同步有局部框架裙房时，其剪力墙、框架抗震级别拟定等）。 第6.1.3条，实际工程中浮现问题分析，框架-剪力墙构造最大合用高度调节问题，裙房抗震级别拟定问题，各类地下室（嵌固部位不在地下室顶板时地下室、纯地下室、面积较大地下室、多层地下室等）抗震级别拟定问题。第6.1.10条，关于加强部位高度规定不合理问题（15m限制问题，结合“混凝土高规”第10.2.4条规定）。第6.1.14条，本地下室顶板作为上部构造嵌固部位时，地下室顶板构造及上部框架柱在地下一层配筋规定，实际工程中遇到设计问题，满足规范规定变通设计办法。本地下室顶板不作为上部构造嵌固部位时，侧向刚度比值控制指标位置调节和实际工程中其她辅助设计办法及构造办法。第6.2.7条、第6.2.8条，关于剪力墙墙底塑性铰在其底部加强部位由下而上浮现问题及思考，关于剪力墙强剪弱弯问题（对规范公式6.2.8-1思考），设计实践中改进上述状况设计办法。第6.2.10条，框支柱剪力按框支柱数量调节带来问题（与框支柱实际受力状况无关，受力越小，剪力调节（加大）幅度越大，受力越大，剪力调节（加大）幅度越小）及构造设计实践中对策和有关解决办法。第6.2.13条，抗震设计时由于不同计算目剪力墙有效翼缘宽度取值问题，三条规定（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）不同合用条件。第6.3.7条，在注重轴压比限值同步，避免浮现非抗震设计计算时过大轴压力问题。第6.3.10条，注意对长方形截面柱，箍筋计算方向性问题，避免统一配箍计算成果带来设计困惑。第6.3.12条，柱箍筋加密区体积配箍率计算问题，有关设计建议（箍筋长度取值、核心区面积计算、重叠箍筋鉴别和把握等）。9度与“假9度”把握及有关设计问题。第6.3.14条，核芯区箍筋配备与柱箍筋加密区差距问题（小轴压比（0.45）时节点配箍得以加强而大轴压比时却减小节点配箍），框支梁柱节点配箍问题，实际工程中设计建议。第6.4.7条，对阴影区内“箍筋”按“以箍筋为主”拟定问题，关于阴影区箍筋、非阴影区箍筋和拉筋、墙体水平筋与否代替约束边沿构件箍筋、十字墙边沿构件、边沿构件最大配筋率、端柱抗震级别等问题，及对“端柱有集中荷载”（什么状况下为有集中荷载”？）及“箍筋及纵筋构造按柱规定”（在框架-剪力墙构造中框架抗震级别低于剪力墙，端柱配筋比墙小）问题，边沿构件最大配筋率限制问题，适合于实际工程相应设计建议。为简化设计减少设计工作量而提出 区域配筋设计建议。第6.4.8条，纵向钢筋最小量是指钢筋面积、钢筋根数、钢筋直径还是都涉及？提浮现阶段适合通过施工图审查设计建议。第6.4.10条，斜向交叉构造钢筋配备问题，构造配备或计算配备均不符合“混凝土高规”规定。综合“混凝土高规”规定提出交叉钢筋设计办法及适应设计与施工管理简化建议。关于剪力墙连梁跨高比问题。第6.6.1条、第6.7.1条，板柱-抗震墙构造与框架核心筒构造区别，各种框架核心筒组合平面构造体系问题及相应设计对策。第6.7.2条，框架-核心筒构造、筒中筒构造内筒角部边沿构件设立问题（对照混凝土高规第9.1.8条和混凝土规范第11.7.14条，关于混凝土高规规定不完整性问题）。第7.1.2条，砌体构造抗震性能分析，砌体构造房屋总高度拟定和控制及总层数控制主线目，与钢筋混凝土构造相比所采用重要抗震设计手段区别等。第7.1.8条，对“对齐与基本对齐”、“均匀对称或基本均匀对称”、“底层与底部第二层侧向刚度应接近”定量把握，及对侧向刚度比值规定（不能太强也不能太弱）理解及惯用设计解决办法。第7.2.8条，端部、中部构造柱作用及设计中实际做法。第8.1.5条，各类支撑简介及工程中惯用支撑分析。第8.1.7条，结合实际设计工程，阐明压型钢板使用、楼层水平支撑设立和节点做法。第8.2节，钢构造房屋中各构件屈服过程分析，与钢筋混凝土构造不同点分析，及抗震设计重点关注问题。 第 8.2.3条，结合实际设计工程设计计算全过程，阐明构造分析过程及简化构造计算办法（重点在钢框架剪力调节）。 第8.2.8条，构件连接翼缘全熔透焊缝极限承载力规定，分析普通状况下满足公式（8.2.8-1）基本条件，及柱边连接常需要增长附加盖板因素，阐明实际工程中常采用柱外悬臂梁段连接必要性和优缺陷。建议普通状况下不采用柱边接头（图8.3.4-1），钢构件与混凝土连接普通不采用埋件连接而改用混凝土牛腿连接问题，结合第8.3.4条，第8.5.5条规定，阐明狗骨式连接、消能梁段侧向支撑等。第8.3.3条，因条件限制时，设立三角隅撑工程实例，不设隅撑时设计办法。第13.3.3条，按墙长高比设立构造柱明显不合理性、实际工程中设计做法。三、高层建筑混凝土构造技术规程 JGJ 3-第3.1.4条，屋顶擦窗机设计荷载取值及有关设计建议。第4.2.2条，某些框支剪力墙构造底部大空间层数问题、短肢剪力墙量化问题、框架-剪力墙构造中剪力墙“过少”把握、高度恰当增长定量把握问题，关于板柱构造在非地震区应用及其高度限制问题等。第4.3.6条，楼板开洞超过规定规定带来设计计算及有关构造问题。第4.3.13条，后浇带作用分析，解决构造温度应力问题有关设计解决办法。第4.6.3条，楼层位移计算假定、脱开柱计算中计算成果鉴别与调节办法。第4.8.2条，房屋高度对框支剪力墙构造抗震级别影响问题、沿房屋高度分不同区段（框支剪力墙和普通剪力墙）拟定抗震级别问题，单片墙是短肢剪力墙先决条件（其她形状墙应不属于短肢墙）。短肢剪力墙与短肢剪力墙构造问题。第4.9.1条，采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱良好经济性指标。第5.1.4条，高层建筑构造分析惯用计算程序及模型，相应计算假定和合用条件，代表性计算程序比较。第5.1.9条，现行重要构造计算程序模仿施工加载过程及对计算成果影响，不同加载模型计算成果与构造实际受力状况误差分析，实际工程中为较为真实地反映构造实际受力状况而采用经验调节法。第6.1.7条，少量剪力墙框架构造应属于框架构造，通过倾覆力矩比对“少量剪力墙”数量把握问题，实际工程中框架和剪力墙设计计算办法（全包络设计、框架包络设计而剪力墙构造设计、框架包络设计而剪力墙按既有截面最大承载力设计）。第7.1.2条，剪力墙分类、“所有为短肢剪力墙剪力墙构造”、“短肢剪力墙较多”把握、工程设计中对“短肢剪力墙构造”控制要点，综合考虑短肢剪力墙布置均匀限度、承受竖向荷载面积比例及倾覆力矩比等因素实用鉴别办法。以倾覆力矩比作为“短肢剪力墙构造”惟一鉴别原则做法是不全面也是不安全。第7.1.9条，当剪力墙高度在120m188m之间时，底部加强区高度计算问题，有关设计建议。第7.1.10条，“楼面主梁”把握问题。第7.2.21条，剪力墙水平和竖向分布筋一次性搭接问题、范畴纵筋搭接问题，实际工程中解决办法。第7.2.25条，连梁实用解决技术（连梁截面调节、连梁调幅计算、连梁按铰接设计计算有关问题、连梁强剪弱弯设计原理及过程、连梁最大配箍计算分析，实际工程连梁设计举例）。第8.2.4条，楼板洞口2与3尺寸限制原则问题，工程设计中把握尺度。第10.2.1条，转换层构造形式，转换构件实际受力与理论计算差别分析，计算中常用问题及解决问题重要途径。现行规范按建筑功能和规模来拟定建筑防火分类，而对影响建筑安全特殊构造构件则无专门加强办法，转换构件耐火极限原则过低引起有关问题，构造设计中应采用有效办法提高转换构件耐火极限。第10.2.3条，结合第8.1.8条，关于长矩形平面中落地剪力墙间距控制问题，工程设计中实用做法。第10.4.3条，错层构造量化原则问题、错层构造“楼层梁截面高度”问题、错层构造计算中程序应用问题、错层构造楼层位移比调节计算问题，消除错层有效办法。第10.6.1条，多塔楼建筑构造布置规定，大底盘地下室多塔楼和多塔楼建筑异同点分析。第12.1.8条，主楼与裙房不设沉降缝设计办法、减小主楼沉降重要技术办法、加大裙房沉降重要技术办法。第12.1.9条，地下工程防水技术规范GB 50108-与“混凝土高规”规定不一致问题、当有关规范规定不一致时，工程设计中如何执行问题。四、混凝土构造设计规范 GB 50010- 第 3.1.4条，关于抗浮设计水位再研究调节问题、水压（浮）力荷载特性把握问题、不同状况下水压（浮）力计算实例。第 3.3.2条，混凝土构造挠度验算中应考虑因素、预应力混凝土构造挠度验算中应考虑有关因素、预应力梁预起拱实用计算办法（单跨直线预应力反拱计算、单跨曲线预应力反拱计算等）。第3.3.4条，构件实际裂缝宽度与计算裂缝宽度关系问题、保护层对构件裂缝宽度影响问题、保护层越厚其裂缝宽度越不能满足规定与构造耐久性设计相矛盾问题、裂缝控制原则与预应力度不挂钩形成控制原则严重跳跃问题、如何结识和把握规范中“预应力构件”问题及相应设计建议和工程设计中惯用办法。第3.4.1条，关于建筑外防水材料对构造耐久性影响问题，区别可更换和不可更换等不同状况提出相应设计建议。第5.3.1条，考虑塑性内力重分布构造构件如何满足正常使用极限状态规定问题，既有程序计算及计算绘图一体化设计办法所引起，考虑塑性内力重分布分析办法与正常使用极限状态规定矛盾问题，适合现阶段构造设计现状实用解决办法。第7.3.1条，轴压比控制不能完全含盖轴压力过大时有关设计问题（由于轴压比控制是地震作用组合下轴压比，有关信息中不能反映地震作用组合以外计算问题）。第7.3.9条、第7.3.12条，二阶效应简化计算办法应用及计算成果分析判断，不同计算办法合用范畴分析，弹性计算办法带来有关问题及设计解决办法。第7.3.14条，双向偏心受压柱正截面承载力近似计算法和直接设计法应用建议。第7.5.15条，实际工程中圆形截面柱等效成矩形后箍筋配备问题。第7.6.12条，工程设计中剪扭箍筋配备原则及简化设计解决做法。第9.2.1条，关于基本拉梁、地下室外墙等构件中受力钢筋保护层取值问题。第9.2.4条、第9.2.5条，保护层超过40mm时构造问题及有关设计办法；对特殊构造，规范防火原则还应大大加强（如转换梁防火规定应高于比普通梁大大提高等）。第9.5.1条，构件最小配筋与“抗震规范”第6.1.14条关系问题、避免在构造设计中违背强制性规定设计办法。第10.1.2条，楼板长宽比在23之间时构造设计计算建议。第10.1.11条，工程界对厚板中部配备构造钢筋不同观点、工程设计中结合筏板暗梁设计综合解决办法（结合地基规范第8.4.9条）。第10.4.3条、第 10.4.4条，结合实际工程对梁柱钢筋有关搭接和锚固做法设计优化。五、建筑地基基本设计规范 GB 50007-第3.0.2条，地基重要受力层及重要压缩层问题。第3.0.3条，关于勘察报告问题（应包括重要内容、对勘察报告分析判断、设计水位和抗浮设计水位问题、重大工程地震安全性评价问题等）。第5.2.4条，不同状况下基本计算埋深拟定问题，基本埋深对地基承载力特性值修正问题、填土先后对地基承载力影响问题，当主楼裙房不分开时和当主楼裙房分开时，裙房荷载对主楼地基承载力影响问题，有关工程实例比较分析。第5.3.8条，深基坑回弹再压缩设计计算问题、实用简化计算假定及计算重要过程等。第5.3.10条，基本与上部构造设计计算脱节问题、对上部构造与基本共同作用计算假定、程序应用和成果分析问题，规范强制性规定执行问题。第5.4.1条，最危险滑动面拟定问题及简化计算办法。第6.6.3条，土压力设计取值问题（普通挡土墙和地下室外墙中，积极土压力、静止土压力和被动土压力在工程设计中取值及综合应用问题）。第8.4.15条，在裙房第二跨设立后浇带引起有关技术经济问题，构造设计中有关设计技巧与办法。第8.5.5条、第8.5.9条，各种状况（普通状况下、初步设计时、特殊工程及特殊地质条件等）时单桩竖向承载力拟定、各种不同受力状况下与否均应考虑桩工作条件系数问题、在相应各项计算中各设计指标取值问题、工程设计中实用做法。扩底墩设计规定，扩底墩与桩受力特性及计算要点异同分析。无地下室深基本保证嵌固在0时应采用技术办法。第8.5.11条，实体深基本法（考虑扩散角法和考虑外围土摩擦力法不同合用范畴）应用分析。第8.5.15条，基本拉梁设计内力拟定原则，举例阐明不同基本形式时不同拉梁设计规定。第10.1.7条、第10.2.9条，桩基设计与施工各项详细规定、实际工程设计阐明举例、关于沉降观测规定和时机问题。