结构设计疑难问题（李国胜）

结构设计疑难问题

主讲人：李国胜

1、《荷载规范》（2006年版，以下同）表4.1.1中“项次”8，关于汽车通道和汽车库活荷载，分为单向板和双向板两种情况。其中单向板的等效活荷载较大（客车4KPa，消防车35KPa），其前提条件是板跨大于2m，容易满足。而工程实际应用主要是双向板，规范给出的活荷值较小（2.5和20），但06规范局部修订增加了适用条件：“板跨不小于6m×6m”。实际工程两个方向跨度均大于6m的双向板很少（除非无梁楼盖），所以都不符合这个前提条件。实际工程设计时对于这种情况活荷应如何取？若按单向板取荷载偏大；若按规范中本条“注3”要求进行等效换算太烦；北京市建筑设计院技术细则（2004）的附录一“消防车等效荷载”简单适用，很受欢迎。但2007年正式出版时将此内容删去，据说有些问题，不能再用。到底存在什么问题？有没有类似简单实用的方法？

答：单双向板取荷载按较多数形式确定，一般4.0KN/M(小车库)，重车应按实际情况换算。 2、关于隔墙荷载

《荷载规范》表4.1.1之“注5”规定：“当隔墙位置可灵活自由布置时，非固定隔墙的自重应取每延米长墙重（KN/m）的1/3作为楼面活荷载的附加值（KN/m2）计入”。上述内容是否适用于较重隔墙？如加气砼墙，120mm厚砖隔墙、焦碴砼砌块等。 答：一般取1.0KN/M（包括重墙，正常层高）。

3、关于地基承载力的深度修正问题，各种考虑原则不同，设计结果差别很大，可能造成浪费，也可能留下隐患。

（1）《北京地区地基规范》规定，同时考虑室内外埋深，接近74规范，实践证明是合理的，但因其不符合国家《地基规范》规定，河北省一直不敢用。为什么对同一个问题，不同地区采取不同“政策”？不说实践是检验真理的标准吗？还有一个问题一直不明白，“北京建筑设计技术细则”规定：“有整体防水板的独立柱基，其埋置深度一律从室外地面算起”。这就是说，可以将整体防水板当作筏基看待。但防水板与筏基的作用及工程做法完全不同。防水板与下面的土之间必须设置极易压缩的聚苯板（或将防水板下的土刨松），也就是极力避免防水板起到筏板的作用，防止防水板与土之间产生抗力，以便防水板随主体结构一起沉降而不能受到抵抗。从地基承载力深度修正的角度考虑，防水板与土之间这样的工作状态怎么能像整体筏基一样提供从室外地坪算起的“超载”？请李老师帮助分析。

答：修正深度：室内按室内埋深，室外按室内外深度的平均值计算。防水板下的聚苯板厚度经验值应控制在50，容重15KN/M3，压缩到20～30，保证压缩量合适，以达到变形协调，且要求防水板和独基一起浇筑，满足以上条件时，可以从室外修正。

（2）《地基规范》5.2.4条条文说明对“主裙楼一体的结构”有关“主体结构地基承载力的深度修正”作出了说明，使我们加深了对规范条文的正确理解，但其“基础两侧的超载宽度大于其基础宽

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度两倍”的条件似过于严格。这样考虑对于多层建筑的条形基础似较为合适，因条基的宽度B本来就不大，两侧各2B宽度也可接受。但我们针对的是“主裙楼一体”的情况，即主楼是高层建筑，基础一般为筏基，宽度B一般为二、三十米，两侧各五、六十米宽度内将作为地基承载深度修正的“超载”“取小值”（实际就是最小值），范围取这么大，有必要吗？例如，一框架—核心筒结构A，地上32层，地下2层，外围尺寸30m×30m，无裙房，故深度修正从室外地面算起。此楼建成后，另一单位在其旁边建另一高层建筑B，室外为两层纯地下室车库，车库离高层A的最近距离50米，小于2B=60米。高层A的主人并不介意，因他脑子里没有“2B”的意识。但对于结构设计来说，是否存在安全隐患？

答：主裙楼在一起时主楼修正深度d’=F/γ，F为多高层建筑周围是连成一体的筏形基础的裙房（或仅有地下车库）基础底面以上所有竖向荷载标准值（不计活荷）（仅地下车库时应包括顶板以上覆土）。

（3）仍然是上述条文说明，其用词是“按基础两侧的超载考虑”，看来这针对的是条形基础或．．长宽比较大的矩形平面的筏形基础。如果是上例30m×30m的方形平面，其“两侧”是否应改为“四侧”？对于长方形基础，是否只需“两侧”满足其超载条件，两端山墙处就可以放松条件？如果是这样的话，“方形”和“长方形”应如何区分？

答：不适用于条基。

另外，李老师在《砼结构设计禁忌及实例》（以下简称《禁忌及实例》）83页“禁忌9”最后一段说明：“当高层建筑四边的裙房形式不同，或仅一、二边为裙房，其他两边为天然地面时，可按加权平均方法进行深度修正”。这种方法有工程实例吗？因为我们现在还不敢这么用，估计审图机构也不会放行。

答：此条应慎用。 4、关于防水板

（1）请具体讲解防水板的作用、计算方法和构造要求。

答：防水板不受地基反力只有板自重及板上部的恒载和活载，类似无梁楼盖，防水板最好和独基一起浇筑。

（2）人防地下室，采用独立柱基加防水板，对柱基进行抗弯、抗剪和抗冲动验算时，是否组合防水板传来的人防荷载？

答：是

（3）石家庄市属严重缺水地区，地下水位深度超过40米。据说山西要修水库，生活用水（岗南水库）都将成问题，目前还要向北京输水。估计南水北调也不可能给太多的水。目前所有工程的岩土工程勘察报告对地下水的描述均为“未见地下水”，连“抗浮设计水位”这个词都没有。以前的工程均未设防水板。这几年北京老师讲课和发表的文章经常有防水板的问题，因此石家庄也开始搞起了防

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水板，有必要吗？

（4）石家庄市，多层框架或纯地下车库框架，与高层主楼无关，独立基础加防水板，没有水浮力。在这样的条件下，防水板下是否可以不设聚苯板，作为构造筏板实际上可减小框架的沉降。

答：见第三题。

5、承德市某高层建筑，无地下室，采用嵌岩桩桩基，埋深小于房屋高度的1/18（不计桩长），可以吗？

答：见高规P120 12.1.7条，在满足地基承载力和稳定性要求时可以减少，但应进行抗倾覆和滑移验算。

6、过去老的作法在基础梁下设一定厚度的炉碴等软材料，防止基础不均匀沉降引起对构造拉梁的 不利影响。现在没有这样做法了，为何？

答：现在还应该做，主要是防冻和沉降的要求。

7、JCCAD筏板有限元计算，单元格计算的长度对计算结果中的弯矩和配筋影响较大，单元格计算 长度取多少比较合适？

答：1～2米，另外，筏板最好不外挑，钢筋也可以不上下弯折，筏板外挑对做防水等不利，增加 基坑开挖和回填的工程量。

8、普通剪力墙（不是核心筒）是否需验算其对筏板的冲切？如何验算？ 答：需按规范规定进行验算地规P66 8.4.5条。

9、计算剪力墙下筏板时，怎样取计算简图才能较真实地反映实际受力情况。 答：倒楼盖法。

10、独立基础之间的拉梁或独立承台之间的拉梁是否考虑地基土的承载作用。

答：需设拉梁的情况：基础埋深不同，计算简图相同；底面积大小不一，沉降不同；土层不均匀； 基础埋深大，首层柱计算长度大，造成刚度小，要求柱截面增大很多。拉梁最好设在0.000，其次在基 础上皮，且应考虑抗震。计算可不考虑地基反力，按拉弯构件计算，但地梁需考虑地基反力。

11、《地下工程防水技术规范》要求，抗渗混凝土抗渗等级按工程埋置深度确定，好象没有道理。 （若工程埋置深度范围内没有地下水，但工程又埋的很深，不是一种浪费吗？） 答：按高规P120 12.1.9条执行。

12、若按最大水头与防水混凝土厚度的比值确定抗渗等级是否还需要按《地下工程防水技术规范》 第4.1.2条规定“抗渗等级应比设计要求提高一级（0.2Mpa）”？ 答：没有必要。

13、钢结构中的门式刚架基础经常采用短柱（类似于高杯口）形式，短柱部分配筋应如何计算？ 答：参见相关资料。

14、筏板基础进行桩筏有限元计算时,对于地下室的小洞口筏板是否要加暗粱?进行桩筏有限元计

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算时,计算结果只能显示板的配筋结果,而没有板的抗冲切结果,应该怎样去判断结果的正确性?

答：大于2倍的筏板厚的洞应加暗梁；抗冲切应人工计算。

15、在计算地下室外墙条形基础时，除了竖向荷载、土（或水）压力引起的弯矩，还需要考虑什么？是否必须设刚性砼地面或构造筏板以抵抗水平推力？

答：还应考虑地面堆载或过消防车，一般按5KN/M计算。鉴于种种原因可不考虑构造底板作用。 16、沿海地区，五层框架结构，地基承载力特征值80Kpa，采用CFG桩处理地基，处理后地基承载力特征值达到250Kpa。由于施工方开槽时，采用机械开槽，引起大面积断桩，断桩率达到80%，大部分断桩自基底设计标高以下1.5～1.6米，个别达到基底以下2米。地下水位较浅，为自然地面以下1米左右，基底设计标高为自然地面下1.8米。请问这种断桩一般有哪几种处理方法，哪种处理效果最好？

答：接桩最好。

17、是不是所有的钢筋砼受弯构件（梁、板）均需进行挠度验算？《89砼规范》有“不需作挠度验算的最大跨高比”的“附录八”，现行规范将此附录取消，实际操作中应如何掌握？李老师在《禁忌及实例》的页5“禁忌7”中指出：应进行变形验算的结构构件，“主要是吊车梁、设置精密仪表的楼盖梁、板等”。对此应如何正确理解？对一般的楼板和梁是否可以不作挠度验算？

答：大板和跨度较大的梁应进行验算，板的计算不准确，挠度计算公式只适合线形构件。 18、钢筋砼构件的裂缝宽度验算也有类似问题。《89砼规范》有“不需作裂缝宽度验算的最大钢筋直径”的“附录七”，02规范也予取消。《北京设计院技术措施》97页倒数第2段有如下内容：“如果要求所有的受弯构件都验算其裂缝宽度，这是不必要的”，“要求设计单位提供双向板裂缝宽度，是没有必要的”。李老师的《禁忌与实例》页6第2行亦有“计算公式只适用于线形构件”。对工程设计中量大面广的一般梁、板，应如何掌握？

答：梁的裂缝一般均可满足要求，原因如下：所给弯矩为节点弯矩，可以折算为柱边弯矩，且实际截面为T形，还可按双筋截面计算。所以没有必要在支座处加筋控制裂缝，也容易引起强梁弱柱。

19、关于裂缝宽度验算

（1）河北省在一类环境下的钢筋砼构件中，其最大裂缝宽度限值能否按《砼规范》表3.3.4“注2”取0.4mm？（北京院《技术措施》97页有此内容）。

答：可以，实践证明和环境的湿度有很大的关系，最大有0.8mm。

（2）筏基是否可不进行裂缝验算？（北京院《技术措施》3.8.17条有此内容）。 答：可以，因为由于起拱的原因，筏板的钢筋应力仅为30％，一般不会产生裂缝。

（3）钢筋砼地下室挡土墙室外有柔性防水，且基槽回填采用灰土分步夯实。对挡土墙外皮裂缝控制有两种意见：

①柔性防水做法耐久性不能满足50年，故环境类别为二b，最大裂缝宽度限值为0.2mm；

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