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1、结构工程师做工程设计的具体内容人们一谈起结构设计，往往会产生第一个反应：“结构设计是否安全”，可 见“安全”在结构设计中是处于何等重要地位。需要明确的是，保证结构安全确 实是结构设计的首要任务，但并非是结构设计的唯一任务。必须强调的是，保证 结构安全是对结构设计的最基本、最起码要求，对于一项工程的结构设计来说， 除“保证安全”这一最低要求外，还有其他许多内涵丰富的要求，也即通常所说 的，结构设计做到安全只是初级阶段的“行”，只有同时能满足其他方面的要求， 才算达到较高境界的“好”。“行”与“好”是两个不同层次的概念。下图中最 上及左右共三个圆圈内的标注即是对结构设计全面要求的概括。这是结构设计
2、必 须优化和优化目标的最精练图解示意。为了使结构设计做到尽善尽美，满足结构设计的全面要求，结构设计优化途 径的核心内容通常包括三方面：体系选型与结构布置要合理、结构计算与内力分 析要正确、细部设计与构造措施要周密。三方面的工作互为呼应，缺一不行。图 中的内圈简明扼要地列出结构设计的优化途径。一、结构设计技术条件要点1. 方案设计阶段（应用于超高层建筑、复杂结构）l 目标确定建筑物的整体结构可行性，柱、墙分布及楼面梁的支承条件的合理性，以便建筑专业在此基础上进一步深化，形成一个各专业都可行，且大体合理的建筑方案l 工作内容：*1）、结构选型：体系及结构材料的确定。思考的范围除混凝土结构几大体 系
3、（框架、框剪、剪力墙、筒体框架、筒中筒）之外，还有混合结构和钢结 构以及个别构件采用组合形式。2）、结构分缝。如为建筑群或体型复杂的单体建筑，则需要考虑是否分缝， 确定防震缝的宽度。3）、结构布置：柱墙布置及楼面梁板布置。主要确定构件支承和传力关系的 可行和合理性。4）、结构试算：计算程序的选择；结构各部位的抗震等级；计算大参 数选择（场地类别、砼强度等级、钢材类别、砼密度、周期折减系数、剪力调整 系数、地震调整系数，梁端弯矩调整系数、梁跨中弯矩放大系数、基本风压、梁 刚度放大系数、梁扭矩折减系数、连梁刚度折减系数、地震作用方向、振型组合、 偶然偏心等）；砼强度等级和钢材类别；荷载取值（包括间
4、隔墙的密度和厚 度）:振型数的取值（平扭耦连时取宜5，大底盘多塔楼时取9n）;结构嵌 固端的选择，此阶段一般以首层为嵌固端；连梁刚度折减系数取值（抗震控制 时取0.5，抗风控制时取0.7 ）;梁铰支端的指定；梁柱（墙）节点的处理。*5）、结构计算结果的判断： 地面以上结构的单位面积重度（kN/m2 ）是否在正常数值范围内，数值 太小则可能是漏了荷载或荷载取值偏小，数值太大则可能是荷载取值过大，或活 载该折减的没折减，计算时建筑面积务必准确。 竖向构件（柱、墙）轴压比是否满足规范要求。轴压比过大固然不行，过 小则无必要，此阶段必须严加控制。 楼层最大层间位移角是否满足规范要求。理想结果是层间位移
5、角略小于规 范值，且两向侧向位移值相近。 周期及周期比。第一周期应为平动周期且在正常范围内，扭转周期应在第 二周期之后，且Tt/T10.9 （ A级一般结构），Tt/T112的应采用HRB400级钢筋，余大跨度梁及转换梁外，一般梁宜 控制d25，配筋率控制：底筋p1.0%，支座负筋PS1.5%，箍筋肢数需明确规 定。柱从控制成本出发，主筋及箍筋宜用 HRB335 级钢筋，钢筋直径控制 在d25，同一段柱的主筋直径不应超过两种，一般柱段的配筋率控制在p=1.0% 左右。墙按加强部位及非加强部位区分约束边缘构件及其截面尺寸范围。主筋 和箍筋配筋率控制，墙段分布筋配筋率控制以及具体配筋规格，边缘构件
6、主筋宜 为同一直径钢筋且宜采用 HRB335 级钢筋，墙段分布筋的间距可取200，2 50。二、结构与建筑的关系房屋建筑，尤其是民用建筑中的结构与建筑的关系要比工业建筑中的两个工 种之间的关系密切得多。工业建筑中的结构很大程度上要服从工艺、生产流程的 需要，其中的柱网布置、层高等空间尺寸往往由生产上的需要决定，结构只是在 此基础上有条件地选择合理的楼盖、屋盖及支承支撑构件的结构型式。而民用建 筑由于使用用途各不相同、建筑体型及立面千变万化，尤其是高层建筑的出现或 考虑建筑抗风、抗震，使得结构工种在其中处于举足轻重的位置，因而形成结构 工种与建筑工种的互相渗透、互相关连的关系更密切，不仅体现在技
7、术设计阶段 （初步设计及施工图设计），而且反映在建筑方案设计阶段，在此阶段不仅需要 结构工种介入，有时甚至要起先导作用。一）方案设计阶段，结构工种需要早日介入方案设计阶段，建筑师构思出的建筑平面立面雏形首先必须控制好整体建筑 的长宽比和高宽比，结构工程师介入其中需要解决的问题是：根据建筑使用功能、 平面尺寸、总高度以及抗风抗震要求，确定合适的结构体系和结构类型、合理的 柱网尺寸、抗侧力构件的合适位置和大约数量、恰当的层高以及建筑平面是否要 设缝分成独立的结构单元。此阶段，结构工程师和建筑师所运用的基本理论是结 构概念设计和抗震设计的基本要求，即从大方向保证所构思的方案在结构上是可 行的、宏观上
8、基本是合理的，当然不必拘泥于局部的细小尺寸或详细构造。结构 工程师介入方案设计，不仅使结构方案可行而增强工程设计接标的竞争能力，而 且更重要的是可以避免建筑方案被采纳而结构上是不可行或存在非常不合理的 被动局面甚至处于骑虎难下的窘境，后一种情况在建筑功能较复杂、设防烈度高 的高层或超高层建筑的方案设计中更显突出。方案设计阶段，结构工种的介入切忌结构对建筑提出太多太细的限制而堵塞 建筑师的构思源泉。正确的介入方法是沿着建筑师的思路，将必要的合理的结构 想法毫不张扬地隐含于海阔天空的建筑创作中。归纳一句话，结构工种千万不能 喧宾夺主。l 建筑方案阶段结构的介入与结构体系的确定 结构工程师在理解建筑
9、师的设计意图的基础上提供专业意见，尽可能满足 （创造条件）建筑师的构思，根据平面尺寸，立面要求使用功能等对建筑方案的 可行性有合理的判断，特别是抗震方面的要求，建筑抗震设计规范强制性条 文 3.4.1 条有：建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设 计方案。什么叫规则与不规则呢？建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建 筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧面刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截 面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突 变。a）结构工程师参与建筑方案的设计，为方案的可行性、合理性和具体实施提 供保证。建筑师的结
10、构概念欠缺导致方案的极不合理，当发展商被表面的透视效果图 “蒙”过之后，被选中的方案将带来极大的问题，结构工程师只能被动地不可奈 何地“迁就”，有时方案甚至是不可行的，这样带来的修改及设计和施工的难度 更可想象，更谈不上经济性和合理性了。b）高层建筑方案设计，结构工程师应及早与建筑师协调，在结构造型、结构 布置及抗震方面提供专业意见。高层建筑结构不同于一般低层、多层建筑，它以水平荷载为主要控制荷载， 结构截面尺寸还要满足刚度、延性的要求，故方案设计会受到一定的约束，结构 工程师不应仅仅提出很多限制，而应为建筑排忧解难。结合方案的发展，创造性 地协调和平衡建筑与结构的关系，既给建筑师以灵活性，结构自身也有创新，且 经济、合理。c）建筑方案阶段，结构工程师应随时解决建筑师在结构方面的问题，主动配 合提供与
