混凝土结构设计常见问题分析

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发布时间：2021-09-18

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混凝土结构设计常见问题分析
徐琳尤天直朱炳寅/中国建筑设计研究院
1 结构计算应注意的问题
采用SATWE 程序进行结构整体计算时，对计算参数取
用不当，会影响计算结果的准确性、可靠性，有可能造成计
算结果偏于不安全。
1）计算中对是否点取“对所有楼层强制采用刚性楼板
假定”选用不当。在结构计算中应采用符合实际情况的楼板
刚度计算假定；当计算模型存在楼板开大洞、不连续、弱连
接的情况，不符合刚性楼板假定时，应采用“弹性楼板假定”
计算，同时地震作用应采用总刚分析方法计算，而计算结构
的位移比时，则应选用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”
进行补充计算。
2）在计算框架结构、框架-剪力墙结构、带转换层的
结构时，计算层刚度比选用“剪切刚度”不妥，宜选用“剪
弯刚度”法计算各层侧向刚度比。见文[1]。
3）在输入风荷载信息中的结构基本周期时，其取值与
结构计算第一周期相差过大。结构基本周期可直接取用经计
算得到的结构第一周期数值填入，再对结构重新进行计算，
以使结构风荷载的计算更为准确。
4）多层钢筋混凝土结构整体计算，当楼层的弹性水平
位移比大于1.3 时，而仍未计入双向水平地震作用下的扭转
影响。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（简
称抗震规范）第3.4.2 条规定，当楼层的弹性水平位移比大
于1.2 时，结构属于平面扭转不规则，又根据抗震规范第
5.1.1 条规定，质量和刚度分布明显不对称（扭转明显不规
则）的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。建议
当不考虑偶然偏心时，楼层的弹性水平位移比大于1.2 时，
宜计入双向水平地震作用下的扭转影响。
5）计算有斜交抗侧力构件的结构，当其斜交角度大于
15°时，未增加相应斜向抗侧力构件的水平地震作用计算。
抗震规范第5.1.1.2 条规定，对有斜交抗侧力构件的结构，
当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水
平地震作用。
6）在结构整体计算时，设计未考虑最不利地震作用方
向的影响。地震沿着不同的方向作用时，结构地震反应的大
小一般也不同，程序计算结果会给出一个最不利地震作用方
向角度，设计人应将该方向作为斜交抗侧力构件方向的附加
地震作用方向，增加验算该方向地震作用，以体现最不利地
震作用的影响，并以此较大的计算结果设计、编制施工图。
7）在计算复杂结构时应注意控制薄弱层，并对其作用
力和内力进行调整。当结构的层间受剪承载力不符合混凝土
高规第4.4.3 条时，设计需要在总信息中定义此层为薄弱层，
使程序能够按照抗震规范第3.4.3.2 条规定对薄弱层增大地
震剪力和杆件内力；转换层应强制定义为薄弱层。如计算某
高层建筑，第3 计算层（地上1 层）抗侧力结构的受剪承载
力与相邻上部楼层的比值在两个方向分别为0.73 和0.59，
均小于0.8，设计需要定义此层为薄弱层。
8）计算柱、墙和基础时，采用的活荷载折减系数应符
合《建筑结构荷载规范》（GB50009-2002）（简称荷载规
范）第4.1.2 条。当建筑的使用功能不属于荷载规范表4.1.1
中第1（1）项时，活荷载应按4.1.2 条内的相应规定进行折
减。例如当计算的住宅建筑含有3 层底商用房时，则底商的
活荷载折减系数均应取0.9 或不折减。计算中要注意，程序
内定的活荷载折减系数为荷载规范表4.1.2 数值，如折减系
数不同时，需调整折减系数。
9）计算某四层的钢筋混凝土结构，采用刚性楼板计算
假定，地震作用振型数取用了前15 个，由于振型数量取用
过多，造成计算结构周期不准确，地震作用下的结构内力异
常。地震作用振型数量的取用多少与结构层数及结构形式有
关，计算振型数要保证振型参与质量不小于总质量的90%，
一般在刚性楼板假定的情况下取用的振型数不大于3 倍层
数，见文[2]中对于计算振型数的说明。
10）当结构中有越层柱时，计算宜考虑P-△效应，以
控制重力二阶效应对构件的影响。
2 其它计算应注意的问题
1）计算钢筋混凝土框架或框架-剪力墙结构时，当框架
梁与柱偏心较大（偏心距大于柱宽的1/4）时，设计须考虑
偏心对梁柱节点核心区的不利影响。计算模型中梁布置应按
实际偏心情况建模；并应参照抗震规范附录D 的验算方法
进行核心区截面抗震验算；构造上可在梁支座处采取增设水
平加腋措施，也可适当减小柱的轴压比控制值，提高框架柱
的延性。设计应特别注意，在9 度抗震设计时，不应采用梁
柱偏心较大的结构，见混凝土高规第6.1.3 条的条文说明。
2）计算长悬臂结构时未考虑竖向地震作用。按抗震规
范第5.1.1.4 条规定，长悬臂结构应考虑竖向地震作用；按