結(jié)構(gòu)設(shè)計基本流程

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一、 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和基本流程 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容主要包括： 1.合理的體系選型與結(jié)構(gòu)布置 2.正確的結(jié)構(gòu)計算與內(nèi)力分析 3. 周密合理的細(xì)部設(shè)計與構(gòu)造 三方面互為呼應(yīng)，缺一不可。 結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本流程 二、 各階段結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)和主要內(nèi)容 1. 方案設(shè)計階段 1) 目標(biāo) 確定建筑物的整體結(jié)構(gòu)可行性，柱、墻、梁的大體布置，以便建筑專業(yè)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化， 形成一個各專業(yè)都可行、大體合理的建筑方案。 2) 內(nèi)容： a.結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)材料的確定，如混凝土結(jié)構(gòu)幾大體系（框架、框架—剪力墻、剪力墻、框架—筒體、 筒中筒等）、混合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及個別構(gòu)件采用組合構(gòu)件，等等。 b.結(jié)構(gòu)分縫 如建筑群或體型復(fù)雜的單體建筑，需要考慮是否分縫，并確定防震縫的寬度。 c.結(jié)構(gòu)布置 柱墻布置及樓面梁板布置。主要確定構(gòu)件支承和傳力的可行性和合理性。 d.結(jié)構(gòu)估算 根據(jù)工程設(shè)計經(jīng)驗采用手算估計主要柱、墻、梁的間距、尺寸，或構(gòu)建概念模型進(jìn)行估算。 2. 初步設(shè)計階段 目標(biāo)在方案設(shè)計階段成果的基礎(chǔ)上調(diào)整、細(xì)化，以確定結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件截面的合理性和經(jīng)濟性，以 此作為施工圖設(shè)計實施的依據(jù)。 2) 內(nèi)容 ① 計算程序的選擇（如需要）； ② 結(jié)構(gòu)各部位抗震等級的確定； ③ 計算參數(shù)選擇（設(shè)計地震動參數(shù)、場地類別、周期折減系數(shù)、剪力調(diào)整系數(shù)、地震調(diào)整系數(shù)，梁 端彎矩調(diào)整系數(shù)、梁跨中彎矩放大系數(shù)、基本風(fēng)壓、梁剛度放大系數(shù)、扭矩折減系數(shù)、連梁剛度折減系數(shù)、地震作用方向、振型組合、偶然偏心等）； ④ 混凝土強度等級和鋼材類別； ⑤ 荷載取值(包括隔墻的密度和厚度)； ⑥ 振型數(shù)的取值（平扭耦連時取≥15，多層取3n，大底盤多塔樓時取≥9n，n為樓層數(shù)）； ⑦ 結(jié)構(gòu)嵌固端的選擇。 3) 結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的判斷 ① 地面以上結(jié)構(gòu)的單位面積重度是否在正常數(shù)值范圍內(nèi)，數(shù)值太小可能是漏了荷載或荷載取值偏 小，數(shù)值太大則可能是荷載取值過大，或活載該折減的沒折減，計算時建筑結(jié)構(gòu)面積務(wù)必準(zhǔn)確取值； ② 豎向構(gòu)件（柱、墻）軸壓比是否滿足規(guī)范要求：在此階段軸壓比必須嚴(yán)加控制； ③ 樓層最層 間位移角是否滿足規(guī)范要求：理想結(jié)果是層間位移角略小于規(guī)范值，且兩個主軸方向側(cè)向位移值相近； ④ 周期及周期比； ⑤ 剪重比和剛重比 ⑥ 扭轉(zhuǎn)位移比的控制；⑦有轉(zhuǎn)換層時，必須驗算轉(zhuǎn)換層上下剛度比及上下剪切承載力比；等等 4) 超限判別：確定超限項目（高度超限、平面不規(guī)則、豎向不連續(xù)、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、復(fù)雜結(jié)構(gòu)等）和超限 程度是否需要進(jìn)行抗震超限審查。結(jié)構(gòu)計算中可能需要包括地震的多向作用、多程序驗證、多模型包絡(luò)、彈性時程分析、彈塑性時程分析、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析、整體穩(wěn)定分析，等。 a.性能化設(shè)計和性能目標(biāo)的確定（如需） b.基礎(chǔ)選型和基礎(chǔ)的初步設(shè)計 如果是天然地基基礎(chǔ)，需確定基礎(chǔ)持力層、地基承載力特征值、基礎(chǔ)型式、基礎(chǔ)埋深、下臥層 （強度、沉降）等；如果是樁基礎(chǔ)，需確定樁型、樁徑、樁長、豎向承載力特征值等等。并應(yīng)注意是否存在液化土層、大面積堆載、負(fù)摩阻、欠固結(jié)土層等特殊問題。 c.結(jié)構(gòu)特殊處理 超長結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)抗拔、塔樓與裙房的連接及施工要求等。 d.初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙 基礎(chǔ)平面布置圖 豎向構(gòu)件布置平面圖（含定位及截面尺寸） 各樓層結(jié)構(gòu)布置平面圖（含主要構(gòu)件尺寸） 關(guān)鍵節(jié)點詳圖 e.試驗驗證等（如需） 整體結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或節(jié)點是否需要做試驗驗證。超高層或?qū)︼L(fēng)敏感的大跨度結(jié)構(gòu)，應(yīng)確定是否做風(fēng)洞試驗或?qū)ｍ椀目癸L(fēng)分析計算。如需超限審查，則應(yīng)按超限審查規(guī)定準(zhǔn)備文本，重點是對超限項的對應(yīng)措施。 3. 施工圖設(shè)計階段 1) 目標(biāo)現(xiàn)場施工實施技術(shù)文件，要保證設(shè)計圖紙的質(zhì)量（完整性、科學(xué)性、深度要求等）。 2) 內(nèi)容 a.結(jié)構(gòu)計算 建筑及設(shè)備專業(yè)在初步設(shè)計基礎(chǔ)上有修改、深化、調(diào)整，結(jié)構(gòu)專業(yè)在該修改的基礎(chǔ)上再完善模 型并進(jìn)行計算，確定各構(gòu)件的截面尺寸和配筋。 b.結(jié)構(gòu)計算書 結(jié)構(gòu)計算書應(yīng)完整，包括荷載取值（從建筑做法到結(jié)構(gòu)荷載，不僅僅是荷載簡圖），整體計算的 輸入輸出信息（包括控制信息和簡圖），未含在整體電算內(nèi)的構(gòu)件計算、節(jié)點計算、連接計算等。 打印圖形及其中文字應(yīng)清晰。 c.圖紙目錄編排 應(yīng)按圖紙內(nèi)容的主次關(guān)系、施工先后順序，有系統(tǒng)有規(guī)律地排列，排在前面的應(yīng)是結(jié)構(gòu)設(shè)計（或 施工）總說明（含地下室結(jié)構(gòu)總說明、鋼結(jié)構(gòu)總說明、平法變更等），繼而是基礎(chǔ)（平面及大樣），豎向構(gòu)件（定位及配筋圖），樓層結(jié)構(gòu)（模板、板配筋、梁配筋），最后是節(jié)點、樓梯、水池及其他。 具體編號及命名規(guī)則詳見本公司制圖標(biāo)準(zhǔn)。 d.圖幅控制及布圖技巧 圖紙目錄的編排與圖幅控制有關(guān)，圖幅控制又與布圖技巧有關(guān)，三者都應(yīng)具有邏輯性和科學(xué)性。 施工圖最理想、最方便使用的圖幅為A1，其次是A0，應(yīng)盡量避免采用加長圖。如A1容納不了，可通過縮小畫圖比例（由1:100 改為1:150）或分塊繪制（分塊繪制時需在圖紙右上角以小比例圖示出分塊在總平面上的位置），使圖幅控制在理想圖幅之內(nèi)。布圖技巧，一張圖的內(nèi)容應(yīng)布置得疏密有序，布圖不能過于飽滿，也不能太空曠。如建筑平面狹長，宜將同一樓層的“模板平面圖”與“樓板配筋平面圖”在同一圖幅的上、下或左、右位置畫出；如建筑平面較小（如別墅之類），則可將若干樓層平面同處一張圖中。 e.文字說明 包括整個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計說明、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計說明、平法變更等；以及 每張圖紙的特殊說明。結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明采用圓圈及局部填寫形式，局部填寫時要準(zhǔn)確；具體圖紙中的說明是特別說明，內(nèi)容應(yīng)簡短，文字要簡潔、準(zhǔn)確，要特別注意其包容性。文字?jǐn)⑹龅膬?nèi)容應(yīng)是該圖中極少數(shù)的特殊情況或者是具有代表性的大量情況。 f.構(gòu)件配筋 對于混凝土結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件的用鋼類別、鋼筋直徑、數(shù)量/間距都必須明確標(biāo)出，對于組合構(gòu)件或 鋼結(jié)構(gòu)，必須標(biāo)出型鋼規(guī)格（必要時應(yīng)給出圖例）。 三、施工圖的繪制原則 衡量施工圖繪制的質(zhì)量，不僅指具體各張圖紙的表達(dá)，而且還包括整個工程圖紙的目錄編排、圖幅控制、比例選擇、文字說明、構(gòu)件索引等，前者是局部的，后者是整體的。圖面應(yīng)滿足相關(guān)文件的深度要求，以下僅對部分要點略作強調(diào): 1.目錄編排——應(yīng)按圖紙內(nèi)容的(施工)先后、主次關(guān)系，有系統(tǒng)有規(guī)律地排列。排在前面的應(yīng)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(或施工)總說明及構(gòu)件構(gòu)造通用說明，繼而是基礎(chǔ)、豎向構(gòu)件、樓層結(jié)構(gòu)，最后是樓梯和詳圖。 2.圖幅控制——結(jié)構(gòu)施工圖最理想、最方便使用的圖幅為A1和AO，應(yīng)盡量避免使用加長圖。如果建筑平面過大過長，用A1或AO畫不下，可采用下述兩種方法之一:第一種方法是縮小比例，如采用1:150;第二種方法是分塊繪制，此時必須在該圖紙的右上角將所表示的分塊在總體平面上的位置用示意圖表示出來。 3.比例選擇——結(jié)構(gòu)施工圖常用比例有:1:150, 1:100, 1:50, 1:20。前兩種比例多用于結(jié)構(gòu)平面，后兩種比例多用于大樣圖、結(jié)構(gòu)詳圖等。結(jié)構(gòu)平面的比例大小取決于結(jié)構(gòu)布置的復(fù)雜簡單、稀疏密集，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置較復(fù)雜、較密集時多用1: 100比例。 4.文字說明——包括整項工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明、構(gòu)件構(gòu)造通用說明以及每張圖紙的特殊說明。結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)類型、等級、基礎(chǔ)型式、主體結(jié)構(gòu)材料等級、非承重墻體材料及構(gòu)造、樓板配筋構(gòu)造、施工縫或后澆帶構(gòu)造、施工要求等;構(gòu)件通用說明包括構(gòu)件編號代號、截面型式、配筋構(gòu)造等;每張圖紙上的說明是具體特別說明。前兩種說明要注意全面完整、不遺漏;后者應(yīng)盡量簡短，文字文法要簡潔、準(zhǔn)確、清楚，文字?jǐn)⑹龅膬?nèi)容應(yīng)是該圖中極少數(shù)的特殊情況或者是具有代表性的大量情況，不可用“說明”代替“圖形”。 5.構(gòu)件索引——必須按圖紙目錄或施工次序先后有別，有“先”才可有“后”。 6.軸線編號——軸線編號及其定位尺寸應(yīng)提早與建筑專業(yè)商定做到規(guī)范和科學(xué)。軸線編號應(yīng)正確區(qū)分主、次軸線的用法。主軸線一般為豎向構(gòu)件的定位軸線，上面樓層的主軸線號應(yīng)出現(xiàn)在基礎(chǔ)平面或首層結(jié)構(gòu)平面中，否則只可編為次軸線。骨架結(jié)構(gòu)中的填充墻定位軸線應(yīng)編為次軸線。一般柱宜以底層柱中心定位，剪力墻宜以墻中或不收級一側(cè)定位;變形縫應(yīng)以縫兩側(cè)的雙柱或墻柱的凈距定位，且采用主軸線。 7.尺寸標(biāo)注——平面圖中應(yīng)清楚明確地表示梁、柱、墻等構(gòu)件與鄰近軸線的關(guān)系尺寸。一般結(jié)構(gòu)的尺寸線為三道尺寸(總尺寸、軸線尺寸、構(gòu)件定位尺寸)，較為復(fù)雜的可增加構(gòu)件偏位尺寸。所標(biāo)注的尺寸應(yīng)盡量靠近要表示的構(gòu)件，位于平面中部及遠(yuǎn)端的構(gòu)件定位尺寸應(yīng)就近另加標(biāo)注。懸臂構(gòu)件的定位尺寸應(yīng)標(biāo)注其支承端軸線(或梁中、梁邊)至構(gòu)件端部的距離，孔洞除標(biāo)注其與軸線或柱、梁、墻的關(guān)系尺寸外，還需注明孔洞凈尺寸。 8.構(gòu)件編號順序——結(jié)構(gòu)平面圖中所有構(gòu)件(如:梁板、柱墻等)均應(yīng)編號。各類構(gòu)件的編號順序都應(yīng)從平面的左下方開始，至右上方結(jié)束。中間需加插某一構(gòu)件時，其編號可以其鄰近同類構(gòu)件的編號加下標(biāo)表示。 9.字符大小——同類的文字、數(shù)字的字符高度應(yīng)一致，不僅同一張圖是如此，整套圖紙均應(yīng)如此。1:100的圖中適宜的字符高度為300mm，說明為5OOmm，圖名為800mm。 對住宅小區(qū)，應(yīng)分戶型安排結(jié)構(gòu)設(shè)計，在制圖中應(yīng)盡量采用“外部引用”等方法減少工作量。 四、結(jié)構(gòu)專業(yè)內(nèi)部設(shè)計與校對、審核的關(guān)系 方案設(shè)計階段，應(yīng)與審核人初步溝通，獲得對結(jié)構(gòu)概念方案的認(rèn)可。 初步設(shè)計過程中，應(yīng)與審核人溝通，獲得對結(jié)構(gòu)方案及關(guān)鍵設(shè)計思路的認(rèn)可;計算模型(含荷載取值、主要控制參數(shù)等)應(yīng)通過校對人的校對。 施工圖設(shè)計階段，在計算模型建完后即應(yīng)請校對人先行校對荷載、計算控制參數(shù)等主要結(jié)構(gòu)計算輸入、輸出成果。在完成設(shè)計后，應(yīng)遞交完整的設(shè)計成果(包括完整的計算書、完整的建筑和結(jié)構(gòu)圖紙)給校對人;在修改完校對意見后，將全套設(shè)計成果提交給審核人審核。 校審人員應(yīng)除校審紙質(zhì)計算書外，尚應(yīng)校對計算模型，在沒有打印出的內(nèi)容中常有可能帶來安全隱患的問題，需要認(rèn)真對待。 校審必須覆蓋所有計算書和圖紙，應(yīng)杜絕“抽樣式校對”、“審核式校對”。 五、工程技術(shù)交底及施工會審 技術(shù)交底—工作對象為建設(shè)單位、工程管理單位(如有)、施工單位和監(jiān)理單位。 施工會審—工作對象主要為施工單位，進(jìn)行的形式是設(shè)計一方解答或解釋施工單位就設(shè)計圖紙及施工操作方面所提出的問題。 通常的做法是將技術(shù)交底與施工會審一并進(jìn)行，尤其是規(guī)模不太大的工程項目。會審前，應(yīng)要求施工單位(有時也包括監(jiān)理單位)仔細(xì)閱讀圖紙，將有疑問的或不明確的問題寫成書面清單預(yù)先交付設(shè)計單位，設(shè)計人員逐條作出書面答復(fù)后再舉行各方會議作現(xiàn)場解答。 技術(shù)交底和施工會審應(yīng)作書面記錄，書面記錄材料將成為設(shè)計文件的一部分，作為工程驗收和結(jié)算的依據(jù)之一。 技術(shù)交底的一般內(nèi)容(應(yīng)包括但不限于) 1)上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式、樓層的結(jié)構(gòu)布置形式及對施工的要求; 2)基礎(chǔ)型式、對地下室基坑土方開挖的支護結(jié)構(gòu)型式及擋水(降水)的要求，地下室的施工順序，樁基的質(zhì)量控制(沉渣、虛土、貫入度、樁長、水下灌混凝土等的要求); 3)建筑物的定位軸線、士0.000的絕對高程，結(jié)構(gòu)標(biāo)高與建筑標(biāo)高的相互關(guān)系; 4)對高層或超高層建筑，需強調(diào)垂直度的控制，混凝土強度的掌握，節(jié)點區(qū)混凝土的澆灌方法等; 5)柱、墻豎向主筋的連接要求，梁面貫通筋及其他連接筋的接長方法及位置; 6)柱插筋、主次梁或井字梁鋼筋的相互放置位置，懸臂梁梁端鋼筋的構(gòu)造要求; 7)采取切實措施保證各類構(gòu)件主筋保護層厚度的準(zhǔn)確性尤其是板的面筋; 8)大跨度梁、板的起拱; 9)結(jié)構(gòu)分縫處的施工要求，主要構(gòu)件(柱、墻、梁板)施工縫位置的設(shè)置原則，止水帶的放置; 10)要求對大體積混凝土降低水化熱采取有效措施; 11)特殊結(jié)構(gòu)(型鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管芯柱)的節(jié)點要求，與鋼筋混凝土構(gòu)件的連接要求; 12)特殊樓面結(jié)構(gòu)(壓型鋼板、預(yù)應(yīng)力梁板、空心樓板等)的施工要求; 13)地下室四周回填土要求; 14)沉降觀測要求。 2.施工會審原則 1)施工會審所要解答的是設(shè)計圖紙中錯、碰、漏之類的問題，至于施工操作中的常規(guī)做法應(yīng)以施工規(guī)范為準(zhǔn)則，設(shè)計方一般不作另外解釋; 2)為了施工方便，施工單位如要求對某些構(gòu)件的截面尺寸或配筋規(guī)格進(jìn)行修改，在能夠保證結(jié)構(gòu)安全、滿足使用要求并征得業(yè)主同意的前提下，設(shè)計方一般應(yīng)予配合; 3)抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)有其特殊要求，設(shè)計規(guī)范規(guī)定的一定要嚴(yán)格執(zhí)行，不能因“操作困難”而遷就施工單位; 4)設(shè)計圖紙內(nèi)容的正確性、完善性和一致性應(yīng)在設(shè)計階段給予足夠保證，設(shè)計人員決不能存在通過施工會審來補救這幾方面工作缺陷的奢望; 5)對施工單位為簡化施工而提出的降低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求，不應(yīng)遷就。