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第1篇

Abstract: This paper mainly analyzed the classification and mechanical properties of special-shaped column node as well as the factors that impact the shear capacity of special-shaped column node, and proposed some suggestions on thespecial-shaped column node design.

關鍵詞：異形柱；結構設計；節點；抗剪承載力

Key words: shaped column；structural design；node；shear capacity

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）01-0051-02

0引言

在日常的結構設計尤其是精品住宅設計過程中，甲方對戶內空間要求，特別是“墻不露角”等的要求越來越高，因此，異形柱的應用就逐步趨向廣泛，對框架（剪）異形柱結構體系的研究與應用就變得尤為重要。異形柱結構與普通柱不同，肢厚很小，鋼筋較密受力情況較為復雜，給結構分析帶來一定難度，特別是異形柱框架結構節點核心區受力特點極為復雜。為此，本文對異形柱框架結構節點核心區受力特點、節點承載力及抗剪承載力等的影響因素進行初步的探討。

1異形柱節點分類

節點是指梁與柱的交匯區，它屬于梁高范圍的柱段。按節點所在位置分，有中間層中間節點和端節點以及頂層中間節點和端節點。節點的主要作用是將所屬的本層和上層荷載和作用（例如地震）有效地傳遞到下層柱中去。因而節點核心區的作用力為與節點相連接的梁端和柱端的彎矩、軸力、剪力甚至扭矩等等，受力甚為復雜。

按滿足被連接構件的受力特性要求，節點可分為兩類：

類型1：結構承受重力荷載和一般風荷載，所連接的構件（梁、柱）主要按承載能力極限狀態設計，要求節點滿足所連接構件的承載力要求；

類型2：結構承受地震作用情況，要求節點滿足所連接的構件在反復變型下進入非彈性而又必須維持一定的承載力的要求。

對于矩形截面柱框架，一般情況下，1類節點不要求對節點核心區進行受剪承載力驗算，只須滿足構造要求和配置一定數量的水平箍筋，2類節點，對一、二級抗震等級必須對節點核心區進行受剪承載力驗算并應滿足抗震構造措施要求，對三、四級抗震等級則只須滿足抗震構造措施要求。

2異形柱節點受力性能

近年來，天津大學、大連理工大學、沈陽建工學院、遼寧省建筑設計研究院、河北理工學院、南昌大學和重慶大學進行了總計為近50個異形柱框架梁柱節點的試驗研究，其中首次對頂層邊節點、中節點進行了旨在研究翼緣寬度影響的試驗。

2.1 異形柱節點受力機理異形柱節點的破壞主要集中于“小核心”區,應以“小核心”為單元研究異形柱節點的抗剪能力。異形柱節點“小核心”區與常規節點一樣同時存在斜壓桿、桁架和約束機構3種傳力機構。它們在傳遞節點剪力中的作用此消彼長，但在梁端正反向加載下其受力特征具有不對稱性，斜壓桿、桁架和約束機構的作用大小不同于常規節點。鑒于3 種傳力機構所承擔的剪力不斷變化,難以定量計算，將異形柱節點的抗剪能力主要按“小核心”混凝土抗剪能力和箍筋抗剪能力兩部分組成,最終得到可用于工程設計的異形柱節點抗剪承載力公式。

2.2 異形柱節點抗剪承載力計算公式

2.2.1 計算公式的依據根據“節點更強”的設計原則,節點核心應保持一定的安全儲備。鑒于異形柱節點核心區通裂后,節點承載力迅速進入極限階段，外荷載的增長幅度有限，同時考慮到通裂狀態時節點核心區的裂縫寬度大都已超過0.2mm，裂縫寬度過大將影響結構的耐久性。采用通裂狀態建立異形柱節點受剪承載力計算公式?！靶『诵摹笔菦Q定異形柱節點核心承載力的關鍵，各種機理對“小核心”這個基本單元仍然適用，本文仍采用規范中常規節點承載力的計算公式。

2.2.2 異形柱節點抗剪承載力計算公式節點核心區受剪的水平截面應符合下列條件：

①無地震作用組合：vj?燮0.24ζfζhfcbjhj

②有地震作用組合：vj?燮ζNζfζhfcbjhj

節點核心區的受剪承載力應符合下列規定：

①無地震作用組合：

vj?燮1.381+ζfζhftbjhj+（hbo-a’s）

②有地震作用組合：

vj?燮1.1ζN1+ζfζhftbjhj+（hbo-a’s

式中：N為與組合的節點剪力設計值對應的該節點上柱底部軸向力設計值，當N 為壓力且N＞0.3fcA 時，取N＝0.3fcA；當N 為拉力時，取N＝0；ζN為軸壓比影響系數；ζh為截面高度影響系數；ζf為翼緣影響系數。

2.3 試驗研究和計算分析證明

2.3.1 試驗研究表明，異形柱框架梁柱節點核心區的受剪承載力低于截面面積相同的矩形柱框架梁柱節點的受剪承載力，是異形柱框架的薄弱環節。為確保安全，對抗震設計的二、三、四級抗震等級的梁柱節點核心區以及非抗震設計的梁柱節點核心區均應進行受剪承載力計算。

2.3.2 對于節點承載力計算公式要考慮翼緣的有利作用；研究表明，肢高與肢厚相同的等肢異形柱框架梁柱節點核心區的水平截面面積可表達為ζfbjhj=bchc+hf（bf-bc），取bj=bc和hj=hc，則有ζf=1+，ζf為翼緣全部有效利用時的翼緣影響系數。

2.3.3 試驗表明，在相同條件下，節點水平截面面積相等時，等肢L形、T形和十字形截面柱的節點受剪承載力分別比矩形柱節點降低33%、18%和8%左右，這主要是由于節點核心區外伸翼緣面積（bf-bc）hf在節點破壞時未充分發揮作用所致。

2.3.4 不應采用“一”字形柱，注意保證異形柱要有足夠的翼緣，包括寬度與厚度，這不但是節點受剪承載力的需要，也是抗震設計時保證節點組合體延性的需要。

2.3.5 為提高節點的受剪承載力和改善節點的抗震性能，可采取梁端增設支托、梁（水平）加腋增加節點有效截面面積、局部采用鋼纖維混凝土提高節點區材料強度、或梁塑性鉸外移等辦法，這些辦法對于改善異形柱節點受剪性能的有效程度有的尚待進一步研究。

3影響異形柱節點抗剪能力的因素

3.1 軸壓比軸壓力提高節點核心區抗初裂能力的原因在于其增加了柱的受壓區面積，因而加大了斜壓桿的寬度，使參與斜壓桿機構的混凝土面積增大，同時梁筋傳遞給節點核心混凝土的邊緣剪力中有更多的部分匯入斜壓桿機構，造成節點核心混凝土開裂的邊緣剪力減小。另外，軸壓力提高，增大了主斜裂縫與水平方向的角度。軸壓力對通裂與極限荷載影響不明顯的原因是：在軸壓力下進行循環反復加載，致使節點核心區的混凝土累積損傷效應較無軸力作用時大，盡管軸壓力可以提高混凝土的抗剪強度，但加劇的累積損傷效應最終致使軸壓力的有利作用有所降低，對節點的通裂和極限荷載提高不明顯。

3.2 節點核心配箍率配箍率對初裂剪力影響不大，因為初裂時節點剪力Vj 主要取決于混凝土的抗拉強度，一旦裂縫形成，箍筋受力將大幅度增長，甚至屈服，桁架機構產生作用，箍筋開始參與抵抗節點剪力；而且由于箍筋的約束使混凝土的抗剪能力也有所提高。加載過程中箍筋沿節點核心高度方向應變分布不均勻，每層箍筋應力不等，并非全部同時屈服，根據箍筋應力的數據分析，在通裂狀態下沿節點核心高度方向80%范圍內箍筋屈服。在節點核心中部（對異型中節點則是在小核心中部較偏下部位）應力最大。這是因為在某一方向彎矩作用下，節點核心對角線兩個端部的混凝土在另一方向彎矩作用下產生的裂縫將閉合,該區域此時要承受壓力，對角線中部區域裂縫最寬，箍筋將承受原由混凝土承擔的拉力，導致節點核心中部箍筋應力最大。

3.3 柱截面高度變化對異形柱中節點而言，節點核心上下柱截面、左右梁截面不同會造成節點核心更易開裂。裂縫首先出現在節點“小核心”的位置，初裂荷載降低的幅度可達30%左右，對節點核心的通裂荷載影響不大。常規節點通裂后節點核心還有較大的能力承擔繼續增加的節點剪力，而異形柱節點則不同。

4異形柱設計中的建議

在實際工程設計中，我們應更加重視異形柱縱筋和箍筋、節點核心區抗剪承載力、軸壓比限值等問題的設計。

4.1 縱向鋼筋和箍筋縱向受力鋼筋宜采用HRB400、HRB335級鋼筋；箍筋宜采用HRB335、HRB400、HPB235級鋼筋。在同一截面內，縱向受力鋼筋宜采用相同直徑，其直徑不應小于14mm，且不應大于25mm。異形柱內折角處應設置縱向受力鋼筋?？v向鋼筋間距：二、三級抗震等級不宜大于200mm；四級不宜大于250mm；非抗震設計不宜大于300mm。當縱向受力鋼筋的間距不能滿足上述要求時，應設置縱向構造鋼筋，其直徑不應小于12mm，并應設置拉筋，拉筋間距應與箍筋間距相同。

異形柱應采用復合箍筋，嚴禁采用有內折角的箍筋。非抗震設計時，異形柱的箍筋直徑不應小于0.25d（d為縱向受力鋼筋的最大直徑），且不應小于6mm；箍筋間距不應大于250mm，且不應大于柱肢厚度和15d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）；當柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率大于3％時，箍筋直徑不應小于8mm，間距不應大于200mm，且不應大于10d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）；箍筋肢距不宜大于300mm。對于異形柱加密區箍筋的設置問題，在實際設計中往往會忽略如下幾個問題：①剪跨比不大于2的柱以及因設置填充墻等形成的柱凈高與柱肢截面高度之比不大于4的柱箍筋沒有全長加密。②三、四級抗震設計時，箍筋加密區最大間距其中一個規定是“應小于等于縱向鋼筋直徑的7倍”。這樣，當縱向鋼筋直徑為12mm或者14mm時，箍筋在加密區最大間距就相應不超過84mm和98mm了。但值得注意的是，就目前的規程來說，尚未對“縱向鋼筋”的定義作進一步的明確。規程中跟“縱向鋼筋”相關的提法有“縱向受力鋼筋”和“縱向構造鋼筋”，根據解析條文對“箍筋間距與縱筋直徑之比s／d”的理解，在本題述的“縱向鋼筋”應為“縱向受力鋼筋”。但是，這個界定在實際設計審查中，尚應和當地審查單位作進一步溝通明確，避免引起不必要的誤會。

4.2 節點核心區抗剪承載力超限問題根據《混凝土異形柱結構技術規程》5.3.1 規定：異形柱框架應進行梁柱節點核心區受剪承載力計算。在實際設計中，我們通過計算軟件分析后通常出現如下提示：

“** 節點域抗剪超限

N-C=3（29）Vjy=343.>FFC=0.23?鄢FC?鄢H?鄢B=279.”

這就是梁柱節點核心區受剪承載力不足所引起的。要避免梁柱節點核心區受剪承載力不足的情況，根據《混凝土異形柱結構技術規程》5.3.5框架梁柱節點核心區組合的剪力設計值的計算公式（5.3.5-1、5.3.5-2、5.3.5-3、5.3.5-4），我們需從以下幾個方面著手：

①減小柱的計算高度。②增加梁柱節點處梁的截面有效高度、截面高度。③減小節點左、右兩側梁端彎矩設計值。

另外，我們在利用PKPM等設計軟件對結構建模分析的時候，往往為了減小截面類型或者方便操作，通常在柱布置的時候進行了柱子的轉角，這時候Vj所顯示的超限方向就要根據原截面定義時的X、Y方向對應復核，而不是根據生成的圖形去判斷X、Y方向。

當然，我們不能單一的為了某個節點不出現超限而只針對該節點作設計，我們應該要做的首先是在結構布置、梁柱截面選取等方面去宏觀控制結構整體剛度的均勻分布，避免剛度突變等情況，從根本上去避免上述問題的出現。

4.3 軸壓比限值問題異形柱在單調荷載，特別在低周反復荷載作用下，粘結破壞較矩形柱嚴重，延性比普通矩形柱差，因此，異形柱的軸壓比限值比矩形柱嚴格得多?！兑幊獭?.2.2條根據結構體系、截面形式、剪跨比、箍筋間距與縱筋直徑比s/d、箍筋直徑d和抗震等級確定，在0.45-0.85之間波動，比矩形柱結構的柱軸壓比限值低。所以，在程序試算后，應按上述條件初步確定出各柱的軸壓比具體限值，并在配筋簡圖中仔細查看各層柱的計算軸壓比是否有超限的。因為此時異形柱的實配縱筋和箍筋還是未知的，PKPM程序無法判斷每個柱的軸壓比具體限值，只有在軸壓比超過矩形柱結構的軸壓比限值時，程序才會報告軸壓比超限。因此，異形柱的軸壓比超限，必須逐一手工核算。

另外，在實際設計中，不可避免的出現有柱截面高度與寬度的比值不大于4但是柱截面寬度為200mm如700mm X 200mm的一字形矩形柱，由于該截面類型柱延性更弱于傳統的異形柱，這時候，我們需結合短肢剪力墻和異形柱的相關規定，對其軸壓比作出更嚴格的要求。當然，在實際設計中能避免該類型柱則盡量避免。

5結論和展望

對地震區節點受剪承載力計算公式不能簡單地理解為屬于承載能力極限狀態的受剪際載力問題，節點的設計要關注在強震作用下，梁端或柱端出現塑性鉸產生較大非彈性變型－即在吸收和耗散地震能量的過程中節點是否發生受剪破壞，從而不僅要考慮“承載力”而且必需考慮節點所連接的構件能否滿足或實現結構吸收和耗散地震能量的延性要求。

異形柱的設計中面臨的另一問題，就是異形柱框架在地震作用下破壞嚴重，因此，在實際工程抗震分析時，需要注意以下幾點：①異形柱框架結構不對稱時，扭轉對其受力的影響；②異形柱框架結構在地震作用下的彈塑性分析；③若條件允許，盡量合理適量設置抗震墻；④異形柱框架結構在截面設計方面的軟件的開發。

參考文獻:

[1]JGJ 3-2002,高層建筑混凝土結構技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社,2002.

[2]JGJ 149-2006,混凝土異形柱結構技術規程.

第2篇

【關鍵詞】建筑結構設計；節點抗剪；特點分析；設計建議

近些年，由于甲方對住宅設計方面要求過高導致異形柱被廣泛運用，因此設計者也越來越重視對框架異形柱結構體系的研究及應用。此外，異形柱結構特殊，具有肢厚小、鋼筋較密受力情況復雜、形柱框架結構節點核心區受力特點難等因素，導致后期在運用時產生一定的難度。因此，文章針對上述情況做出了一系列分析及研究。

1 影響異形柱節點抗剪能力的因素

1.軸壓比

軸壓力之所以可以提高節點核心區抗初裂的能力是因為柱的受壓區面積增大，客觀上加大了斜壓桿的寬度，使參與斜壓桿機構的混凝土面積增大，同時梁筋傳遞給節點核心混凝土的邊緣剪力中有更多的部分匯入斜壓桿機構，造成節點核心混凝土開裂的邊緣剪力減小。另外，軸壓力提高，增大了主斜裂縫與水平方向的角度。軸壓力對通裂與極限荷載影響不明顯的原因是：在軸壓力下進行循環反復加載，致使節點核心區的混凝土累積損傷效應較無軸力作用時大，盡管軸壓力可以提高混凝土的抗剪強度，但加劇的累積損傷效應最終致使軸壓力的有利作用有所降低，對節點的通裂和極限荷載提高不明顯。

2.節點核心配箍率

配箍率對初裂剪力影響不大，因為初裂時節點剪力Vj主要取決于混凝土的抗拉強度，一旦裂縫形成，箍筋受力將大幅度增長，甚至屈服，桁架機構產生作用，箍筋開始參與抵抗節點剪力；而且由于箍筋的約束使混凝土的抗剪能力也有所提高。加載過程中箍筋沿節點核心高度方向應變分布不均勻，每層箍筋應力不等，并非全部同時屈服，根據箍筋應力的數據分析，在通裂狀態下沿節點核心高度方向80%范圍內箍筋屈服。在節點核心中部（對異型中節點則是在小核心中部較偏下部位）應力最大。這是因為在某一方向彎矩作用下，節點核心對角線兩個端部的混凝土在另一方向彎矩作用下產生的裂縫將閉合，該區域此時要承受壓力，對角線中部區域裂縫最寬，箍筋將承受原由混凝土承擔的拉力，導致節點核心中部箍筋應力最大。

3.柱截面高度變化

就異形柱中節點來說，節點核心上下柱截面、左右梁截面有差異容易導致節點核心開裂。裂縫首先出現在節點“小核心”的位置，初裂荷載降低的幅度可達30%左右，對節點核心的通裂荷載影響不大。常規節點通裂后節點核心還有較大的能力承擔繼續增加的節點剪力，而異形柱節點則不同。

2 異形柱設計中的建議

在進行設計時，需要我們注意的是異形柱縱筋和箍筋、節點核心區抗剪承載力、軸壓比限值等問題的設計。

1.縱向鋼筋和箍筋

縱向受力鋼筋宜采用HRB400、HRB335級鋼筋；箍筋宜采用HRB335、HRB400、HPB235級鋼筋。在同一截面內，縱向受力鋼筋宜采用相同直徑，其直徑不應小于14mm，且不應大于25mm異形柱內折角處應設置縱向受力鋼筋縱向鋼筋間距：二、三級抗震等級不宜大于200mm；四級不宜大于250mm；非抗震設計不宜大于300mm。當縱向受力鋼筋的間距不能滿足上述要求時，應設置縱向構造鋼筋，其直徑不應小于12mm，并應設置拉筋，拉筋間距應與箍筋間距相同。

異形柱在選用箍筋時應該選用復合箍筋，并且在非抗震設計時，異形柱的箍筋直徑必須大于0。25d（d為縱向受力鋼筋的最大直徑），且不應小于6mm；箍筋間距不應大于250mm，且不應大于柱肢厚度和15d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）；柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率大于3時，箍筋直徑不應小于8mm，間距不應大于200mm，且不應大于10d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）；箍筋肢距不宜大于300mm對于異形柱加密區箍筋的設置問題，在實際設計中往往會忽略如下幾個問題：⑴剪跨比小二的柱以及因設置填充墻等形成的柱凈高與柱肢截面高度之比小于四的柱箍筋沒有全長加密。⑵三、四級抗震設計時，箍筋加密區最大間距其中一個規定是應小于等于縱向鋼筋直徑的7倍，當縱向鋼筋直徑為12mm或者14mm時，箍筋在加密區最大間距就相應不超過84mm和98mm了。然而應該關注的是，對當下的規程而言，還沒有把“縱向鋼筋”的定義明確化。在本題述的“縱向鋼筋”應為“縱向受力鋼筋”。可是，由于此界定在實際設計審查中，還需要和當地審查單位核實溝通好，以免引起不必要的麻煩。

2.節點核心區抗剪承載力超限問題

根據《混凝土異形柱結構技術規程》5。3。1規定：異形柱框架應進行梁柱節點核心區受剪承載力計算。在實際設計中，我們通過計算軟件分析后通常出現如下提示：

“**節點域抗剪超限

N-C=3（29）Vjy=343.>FFC=0.23*FC*H*B=279. ”

這就是梁柱節點核心區受剪承載力不足所引起的。要避免梁柱節點核心區受剪承載力不足的況，根據《混凝土異形柱結構技術規程》5。3。5框架梁柱節點核心區組合的剪力設計值的計算公式，我們需從以下幾個方面著手：⑴減小柱的計算高度。⑵增加梁柱節點處梁的截面有效高度、截面高度。⑶減小節點左、右兩側梁端彎矩設計值。

另外，我們在利用PKPM等設計軟件對結構建模分析的時候，往往為了減小截面類型或者方便操作，通常在柱布置的時候進行了柱子的轉角，這時候Vj所顯示的超限方向就要根據原截面定義時的X、Y方向對應復核，而不是根據生成的圖形去判斷X、Y方向。當然，我們不能單一的為了某個節點不出現超限而只針對該節點作設計，我們應該要做的首先是在結構布、梁柱截面選取等方面去宏觀控制結構整體剛度的均勻分布，避免剛度突變等情況，從根本上去避免上述問題的出現。

3.軸壓比限值問題

異形柱在單調荷載，特別在低周反復荷載作用下，粘結破壞較矩形柱嚴重，延性比普通矩形柱差，因此，異形柱的軸壓比限值比矩形柱嚴格得多?！兑幊獭?。2。2條根據結構體系、截面形式、剪跨比、箍筋間距與縱筋直徑比s/d、箍筋直徑d和抗震等級確定，在0.45-0.85之間波動，比矩形柱結構的柱軸壓比限值低。所以，在程序試算后，應按上述條件初步確定出各柱的軸壓比具體限值，并在配筋簡圖中仔細查看各層柱的計算軸壓比是否有超限的。因為此時異形柱的實配縱筋和箍筋還是未知的，PKPM程序無法判斷每個柱的軸壓比具體限值，只有在軸壓比超過矩形柱結構的軸壓比限值時，程序才會報告軸壓比超限。因此，異形柱的軸壓比超限，必須逐一手工核算。

4.異形柱框架抗震能力差的問題

現狀分析過程中，由于異形柱框架抗震能力差，要求當事人在實施時注意以下幾點：⑴異形柱框架結構不對稱時，扭轉對其受力的影響；⑵異形柱框架結構在地震作用下的彈塑性分析；⑶若條件允許，盡量合理適量設置抗震墻；⑷異形柱框架結構在截面設計方面的軟件的開發。

3 結論

通過以上分析研究得知：地震區節點受剪承載力計算公式不只是承載能力極限狀態的受剪際載力問題，更應該注意的是節點設計在強震作用下吸收和耗散地震能量的過程中節點受剪破壞的發生率。由此證明，一方面需要考慮“承載力”方面的問題，另一方面則需要注意節點連接的構件能否到達結構吸收和耗散地震能量的延性標準。

參考文獻

第3篇

【關鍵詞】民用建筑；結構設計；

1民用建筑結構設計的原則

適用、安全、經濟、美觀、便于施工是進行民用建筑結構設計的原則。一個優秀的民用建筑結構設計往往是這五個方面的最佳結合。完美的民用建筑結構設計就是在努力追求這五個方面的最佳結合的過程中產生的，適用、安全、經濟、美觀、便于施工是結構設計人員最終努力的目標，是結構設計的最佳體現。

結構設計不能破壞民用建筑設計，應滿足、實現各種民用建筑要求；民用建筑設計不能超出結構設計的能力范圍，不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。結構設計決定民用建筑設計能否實現，從這個意義上講，結構設計顯得更為重要，雖然一棟標志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個適用、安全、經濟、美觀、便于施工的結構設計也是工程師們的驕傲和成就。

2結構設計的概念及內容

結構設計簡而言之就是用結構語言表達建筑師及其它專業工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建筑及其它專業圖紙中所提煉簡化出來的結構元素，包括基礎、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣細部等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系，把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容由上可知為：基礎的設計、上部結構設計和細部設計。

3民用建筑結構設計特點

3.1 實踐性

民用建筑結構設計是一種工程實踐活動，沒有一個工程師是直接從大學畢業生馬上變成一個成熟的工程師，而是必須經過一個較長時間的工程設計鍛煉。

3.2 復雜性

民用建筑結構設計的復雜性首先表現在設計中各種因素的不確定性，民用建筑結構設計是一個具有多解而沒有標準答案的問題，作為一名結構工程師，我們需要找到一個相對最優的方案。

3.3 科學性

民用建筑結構設計是以數學、力學為理論基礎，借助現代計算機技術進行的一種應用性技術。一個結構工程師應該善于抽象建筑結構的理論模型，善于用數學和力學只是分析民用建筑結構的工作機理，只有這樣才能具有較強的認識能力和適應能力。

3.4 應用性

民用建筑結構設計必須講究經濟效益，一個成功的民用建筑結構設計，技術上先進合理，經濟上效益顯著。

3.5 創新性

民用建筑結構設計作為一種技術服務行業，在設計市場競爭激烈形勢下，要想獲得開發商的項目，必須提供比別人更加合理經濟的結構方案，這就需要工程師的創新能力。

4進行民用建筑結構設計中應注意的相關問題

4.1關于箱、筏基礎底板挑板的陽角問題。（1）陽角面積在整個基礎底面積中所占比例極小，可砍成直角或斜角。（2）如果底板鋼筋雙向雙排，且在懸挑部分不變，陽角不必加輻射筋。

4.2關于箱、筏基礎底板的挑板問題從結構角度來講，如果能出挑板，能調勻邊跨底板鋼筋，特別是當底板鋼筋通長布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節約；出挑板后，能降低基底附加應力，當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當荷載偏心時，在特定部位設挑板，還可調整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。當然此問題并不絕對，當有數層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內部墻體連通時，可靈活考慮；當地下水位很高，出基礎挑板，有利于解決抗浮問題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。

4.3關于梁、板的計算跨度一般的手冊或教科書上所講的計算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規定和概念僅適用于常規的結構設計，在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構，簡單點講，可認為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統一認為是一變截面板。在扁梁結構中，梁高比板厚大不了多少時，應將計算長度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋取二者大值配筋。（借用臺階式獨立基礎變截面處的概念）柱子也可認為是超大截面梁，所以梁配筋時應取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才有問題。

4.4基坑開挖時，摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當基礎較小，坑底受到很大約束，回彈可以忽略，在計算沉降時，應按基底附加應力計算。當基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。

4.5抗震縫應加大，經統計，按規范要求設的防震縫在地震時有40%發生了碰撞，故應增大抗震縫間距。

4.6關于回彈再壓縮基坑開挖時，摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當基礎較小，坑底受到很大約束，如獨立基礎，回彈可以忽略，在計算沉降時，應按基底附加應力計算。當基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計算沉降時應按基底壓力計算，被坑邊土約束的部分當做安全儲備，這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。

4.7主梁有次梁處加附加筋：一般應優先加箍筋，附加箍筋可認為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側補上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不應絕對。規范說的清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載，應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時，應加附加筋。當主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對不大主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當主梁上次梁開裂后，從次梁的受壓區頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產生的剪力時，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產生的剪力在整個梁范圍內是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時，也可滿足。

4.8當民用建筑大多數房間較小，而僅一兩處房間較大時，如按大房間確定基礎板厚會造成浪費，而按小房間確定則造成配筋困難，當承載力能滿足要求時，可在大房間中部墊聚苯卸載，按小房間確定基礎板厚。

綜上所述，結構設計是個系統、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行，始于足下。設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計，在工作中應事無巨細，善于反思和總結工作中的經驗和教訓。

參考文獻：