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第一节

施工图文件设计原则

一、建筑结构设计原则

①建筑结构设计中,要结合工程的具体情况精心设计,做到安全适用、经济合理、技术先进和确保质量。

②设计前,必须对建筑物的安全性、耐久性和舒适性等使用要求,以及施工技术条件、材料供应情况及工程地质、地形等情况进行补充调查研究,做到心中有数,以使设计符合实际情况。

③在确保工程质量与安全的前提下,结构设计应积极采用和推广成熟的新结构、新技术、新材料和新工艺,所选结构设计方案应有利于加快建设速度。

④在设计中,应与建筑专业、设备专业和施工单位密切配合。设计应重视结构选型、结构计算和结构构造,根据功能要求选用安全适用、经济合理、便于施工的结构方案。

a.结构选型是结构设计的首要环节,必须慎重对待。对高风压区和地震区应力求选用承载能力高,抗风力及抗震性能好的结构体系和结构布置方案,应使选用的结构体系受力明确、传力简捷。

b.结构计算是结构设计的基础,计算结果是结构设计的依据,必须认真对待。设计中选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算程序,是得到正确计算结果的关键。当前结构设计中大量采用计算机,设计中必须保证输入信息和数据正确无误,对计算结果进行仔细分析,保证安全。

c.结构构造是结构设计的保证,构造设计必须从概念设计入手,加强连接,保证结构有良好的整体性、足够的强度和适当的刚度。对有抗震设防要求的结构,尚应保证结构的弹塑性和延性;对结构的关键部位和薄弱部位,以及施工操作有一定困难的部位或将来使用上可能有变化的部位,应采取加强构造措施,并在设计中适当留有余地,以策安全。

d.在设计中选用构配件标准图和通用图时,应按次序采用国家标准图、区标准图和省通用图,并应结合工程的具体使用情况,对构配件的设计、计算和构造进行必要的复核和修改补充,以保证结构安全和设计质量。

e.建筑物所在地区的抗震烈度应由工程地质勘察报告提供。工程中如发现实际情况与《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)附录A的基本烈度表有矛盾时,应协助建设单位委托有关部门做进一步的地震烈度论证后再予采用。

f.民用建筑结构设计尚应符合《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014)等有关条文的要求,应根据建筑的耐火等级、燃烧性能和耐火极限,正确地选择结构与构件的防火与抗火措施,如相应保护层的厚度等。

二、建筑抗震设计原则

1.抗震设计基本原则

①抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设防设计。

②抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。

③按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)的规定,抗震设计所能达到的抗震设防的目标是:“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

④建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑方案应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;严重不规则的建筑不应采用。

⑤结构体系应符合下列各项要求。

a.应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

b.应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。

c.应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。

d.对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

⑥结构体系宜符合下列各项要求。

a.宜有多道抗震防线。

b.宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。

c.结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

2.结构构件设计原则

①钢筋混凝土框架、框筒的设计宜符合“四强、四弱”准则。

a.“强节点弱杆件”——框架梁、柱节点域的截面抗震验算,应符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)附录D的要求,使杆件破坏先于节点破坏。

b.“强柱弱梁”——框架各楼层节点的柱端弯矩设计值,应符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.2.2、6.2.3、6.2.6和6.2.10条的要求,使梁端破坏先于柱端破坏。

c.“强剪弱弯”——框架梁、柱的截面尺寸应满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.3.1、6.3.3条的要求,框架梁端截面和框架柱的剪力设计值,应分别符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.2.4、6.2.5条的要求,使梁柱的弯曲破坏先于剪切破坏。

d.“强压弱拉”——框架柱的截面尺寸应满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.3.5条的要求。框架梁、柱的纵向受拉钢筋和箍筋的配置,应分别符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.3.3、6.3.7条和6.3.8~6.3.10条的要求,使梁、柱截面受拉区钢筋的屈服先于受压区混凝土的压碎。

②有地震作用效应组合时,仅重力荷载作用下可考虑对钢筋混凝土框架梁端的负弯矩设计值以调幅系数进行调幅。

③钢筋混凝土结构高层建筑中、上段的设备层(兼作结构转换层的情况除外),因层高突然减小,使全部框架柱的剪跨比均不大于2时,对剪跨比不大于2但不小于1.5的柱的轴压比限值应比剪跨比大于2的数值减小0.05,对剪跨比小于1.5的柱的轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;对剪跨比均不大于2的柱的箍筋加密区取柱全高范围,其箍筋加密区范围内的最小体积配箍率,应符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.3.9条的规定。

④设置地下室的多层、高层建筑,地下结构钢筋混凝土柱和型钢混凝土柱的轴压比限值可按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中相应的数值增加0.1。

⑤一级框架的钢筋混凝土梁端箍筋加密区段内,宜在距梁底面200mm高度处设置 ф 8横向拉筋,其纵向间距和箍筋相同。

⑥高层建筑宜设置地下室。当地下室的层数较多时,为使深基坑能采用造价低、工期短的自支护系统,地下结构宜采用钢管混凝土柱或型钢混凝土柱,并采用逆作业法施工。

⑦对钢结构高层建筑,为减缓地下结构到上部钢结构的侧向刚度突变,底层或底部两层宜采用型钢混凝土结构作为过渡层。

⑧为确保结构具有足够的延性,所采用高强混凝土的强度等级,8、9度时宜分别不超过C70和C60,而且在构造方面应符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)附录B的规定。

⑨多、高层建筑的顶层为空旷大厅时,除对结构进行弹性时程分析外,对顶层结构构件宜采取高一等级的抗震构造措施,以增强其适应较大变形的能力。

⑩对转换层楼盖的托柱梁、托墙梁,作用于其跨间的上层柱(或墙肢)由地震倾覆力矩引起的附加轴压力,宜乘以增大系数1.5。

三、建筑荷载设计原则

①民用建筑设计时,对其承受的永久荷载和可变荷载应按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)的有关规定取值。施工过程中的临时荷载可按预期的最大合理值确定。应避免在建筑设计使用年限内由于设计不周发生结构构件不应有的超载。

②对重要建筑物、中外合资工程或国外工程,可根据业主的要求确定楼面活荷载标准值。设计时宜考虑使用期间设备更新或用途变更的可能,适当增大楼面活荷载标准值。对办公用房一般不宜小于2.5kPa。

③《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)及其他有关设计规范中未予明确的楼面活荷载标准值,可根据在楼面上活动的人和设施的不同状况,粗略地将其标准值( L k )分为七个档次。

a.活动的人很少 L k =2.0kPa。

b.活动的人较多且有设备 L k =2.5kPa。

c.活动的人很多且有较重的设备 L k =3.0kPa。

d.活动的人很集中,有时很挤或有较重的设备 L k =3.5kPa。

e.活动的性质比较剧烈 L k =4.0kPa。

f.储存物品的仓库 L k =5.0kPa。

g.有大型的机械设备 L k =(6~7.5)kPa。

注:设计人员可根据工程的实际情况对照上述类别选用。但当有特别重的设备时(如医院的核磁共振设备室、银行的保管箱用房等),应根据实际情况另行考虑。

④确定建筑物的风荷载体型系数 μ s 时,可采用以下规定。

a.当建筑物与《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)表8.3.1中的体型类同时,可按该表的规定采用。

b.当建筑物与《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)表8.3.1中的体型不同时,可按有关资料采用;当无资料时,宜由风洞试验确定。

c.对于重要且体型复杂的建筑物,应由风洞试验确定。

⑤对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。

⑥设计屋面结构构件时应按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)的规定考虑不均匀积雪分布的不利影响。

⑦计算建筑物地震作用时,应符合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)的规定在计算中应考虑楼梯构件的影响。

⑧当建筑物体量过大、体型复杂或平面过长时,由于温度变化、材料收缩和徐变、地基不均匀变形等原因可能对结构产生较大的附加作用力,应根据建筑物的实际情况在适当部位采取后浇带、温度伸缩缝、沉降缝等措施,将建筑物分割成若干单元以减少上述原因产生的结构附加内力;也可通过计算手段估算结构中的附加内力并采取相应设计措施。

⑨结构构件按承载能力极限状态设计时,应按荷载效应的基本组合进行荷载(效应)组合,并应采用下列表达式进行设计。

a.持久设计状况、短暂设计状况:

γ 0 S d R d

b.地震设计状况:

S d R d / γ RE

式中 γ 0 ——结构重要性系数,对安全等级为一级的结构构件不应小于1.1,对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0;

S d ——作用组合效应的设计值,应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.6.1~5.6.4条的规定;

R d ——构件承载力设计值;

γ RE ——构件承载力抗震调整系数。

⑩结构构件荷载效应的基本组合设计值应按下列公式确定。

a.持久设计状况、短暂设计状况:

S d = γ G S Gk + γ L ψ Q γ Q S Qk + ψ w γ w S wk

b.地震设计状况:

S d = γ G S GE + γ Eh S Ehk γ Ev S Evk + ψ w γ w S wk

式中 S Gk ——永久荷载效应标准值;

S Qk ——楼面活荷载效应标准值;

S wk ——风荷载效应标准值;

γ G ——永久荷载分项系数;

γ Q ——楼面活荷载分项系数;

γ L ——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,设计使用年限为50年时取1.0,设计使用年限为100年时取1.1;

γ W ——风荷载的分项系数;

ψ Q ψ w ——分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效应起控制作用时应分别取0.7和0.0;当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0;

S GE ——重力荷载代表值的效应;

S Ehk ——水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数;

S Evk ——竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数;

γ Eh ——水平地震作用分项系数;

γ Ev ——竖向地震作用分项系数。 0rUf7EOBWE5t7a0GfZXvKpu99YjsJI7p6kQf3aSB/JzA0wzMY6vChhjkxxHZ9NGY

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