3.10.6 【问题】: 什么是刚域?计算时如何确定刚域?
【分析】:
刚域是在内力与位移计算中,可考虑的梁、柱重叠部分的范围。具体计算应按JGJ3-2002第5.3.4条公式(5.3.4),刚域的判断应是在梁和柱截面都较大时,计算梁、柱重叠部分的一部分参与计算。计算时,计算软件程序可自动形成。仅用于框架或壁式框架的梁、柱节点。但不是柱长取到梁底,也不是梁跨长取到柱边。计算时是否应考虑刚域应加以分析。
【建议】:
1)当梁、柱的截面都很大,计算内力和配筋很大时,可取刚域。
2)当梁的线刚度较小、柱线刚度较大时可取刚域。
3)当梁跨度较大,线刚度较小,柱的线刚度也较小时,不宜取刚域。
4)当梁的线刚度较大,柱线刚度较小,节点弯矩和箍筋都较小时不应取刚域。
5)采用混合结构时,(型钢砼柱,如钢管砼柱或型钢砼梁时)取刚域应慎重。
6)确定取或不取刚域后,在计算程序软件相关项填入。
4 结构设计总说明
4.1工程概况
4.1.1 建筑物结构型式、层数、层高、结构总高度及室外高差。
4.1.2建筑抗震设防类别、抗震等级、结构安全等级及重要性系数。
4.1.3 正常使用和维护、正常施工、正常环境下结构使用年限、混凝土结构的耐久性要求和砌体结构施工质量控制等级。
4.1.4 设计的±0.000所相当的绝对标高值。
4.1.5 图纸中的标高、尺寸的单位。
4.1.6 基础型式。
4.2设计依据
4.2.1上级主管部门审批文件及与建设单位约定的设计要求中与结构有关的内容,技术论证纪要及其批准文件。
4.2.2采用的国家、地方、行业现行的标准规范,逐项列出。
4.2.3 由建设单位提供的有效工程地质勘察成果文件,注明名称、编号、勘察单位和日期。
4.3自然条件及计算依据
4.3.1 基本风压。
4.3.2基本雪压。
4.3.3标准的最大冻土深度。
4.3.4 场地类别、场地土类型(含液化土、湿陷性黄土、膨胀土、冻土、红粘土、破碎带等不良地质)。
4.3.5地下水的性质(腐蚀性、潜水、上层滞水)、埋深及变化幅度。
4.3.6 抗震设防烈度、地震加速度与分组、抗震设防类别。
4.3.7设计采用的活荷载标准值,应根据规范规定和业主及相关专业提供数据逐项列出。
4.3.8自然条件的腐蚀性。
4.4防空地下室
说明人防类别等级与型式及人防工程荷载。
4.5减振、隔振设计
对有振源的建筑物及对振动有要求的精密仪器设备所采取的减振、隔振措施及设计。
4.6抗爆结构设计
确定抗爆设计中药物的名称、设计药量(TNT当量)、爆心位置和爆炸作用的性质(爆炸、爆燃等),说明受爆构件设防等级、抗爆结构类别、结构选型及采取的抗爆、抗震构造措施。
4.7结构设计
4.7.1地基与基础
1)根据工程地质勘察报告结论,表述地基分层及承载力特征值,说明报告建议的地基方案,特别是对不良地基的处理方案。
2)说明本设计的基础选型、采用材料、保护层与垫层高度,基础着重表达地基持力层情况、基础埋深,注明特征值和地基压缩模量。
3)对于压实土地基,应注明:未经检验查明及不符合质量要求的压实土,均不得作为工程地基持力层(含设备基础和沟、井等构筑物)。
4)需做变形计算时,提出地基处理方法及其基础沉降及对地基沉降变形的观测要求。
5)采用桩基时,应说明桩基类型、安全等级、桩端持力层、桩身长度及断面尺寸、保护层厚度、桩身材料及强度等级,注明单桩承载极限值(或设计值),提出桩基检测要求。
6)提出基抗开挖、验槽与回填(特别是深基坑回填)的技术要求:提出基坑应根据情况采取支护措施,并经有相应资质的单位进行专门设计与施工。
7)对于需处理的地基应提出技术指标要求:承载力、沉降变形控制值及处理深度。
8)如果所设计的基础,在施工时有可能需要降低地下水位,则在施工图上必须注明:“施工单位须注意,在降低地下水位时,应采取必要措施,以避免因降低地下水位而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等的正常使用及安全”。
9)有抗浮要求的应明确抗浮措施及要求。
10)说明设备基础应待设备到货或落实的基础资料核对无误后方可施工。
11)有腐蚀性环境的建筑物应提出防护措施。
12)注明关于地基基础对施工要求的强制性条文内容。
4.7.2上部主体结构选型及布置
4.7.3 楼盖体系。
4.7.4抗震缝、沉降缝、伸缩缝的设置。
4.7.5结构概念设计及加强部位。
4.8结构计算
1)说明上部结构及基础计算采用的软件程序名称、编制单位、版本及适用性,计算结果的分析。
2)结构分析采用的计算模型、高层建筑整体计算的嵌固部位等。
4.9建筑材料
4.9.1 应注明关于建筑材料的强制性标准(条文)的内容。
4.9.2 注明钢筋(型钢)的品种、牌号、规格、强度等级,有的还应有机械性能、化学成分要求。
4.9.3 按结构部位和构件列出混凝土的强度等级、耐久性分类及要求,对有抗渗、防水、耐高温等特殊功能的混凝土提出强度等级和配比试验要求。
4.9.4对混凝土添加剂,应按相应规范要求经配比试验后确定。
4.9.5 砌体结构材料应注明名称、规格及容重(孔隙率)、强度等级要求,并注明不同砌体部位砂浆的配比和强度等级。
4.9.6 对钢结构所用钢材提出要求。如钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
4.9.7对钢材连接材料提出要求,如焊条、高强螺栓、螺母、垫圈、锚栓等。
4.10结构措施和构造要求
4.10.1 框架、框架剪力墙、剪力墙等梁板式梁、柱的制图规则、构造要求见国标03G101-1(2006年版)和03G101-2。若设计与标准图不符时,应明确具体的修改内容,审查时应重点审查其修改的合理性和安全性。
4.10.2 采用的国家、地方、行业标准图集,逐项列出;对预制构件(如工业厂房用),应按构件名称、编号、数量及节点号列表表示。
4.10.3钢结构依据制图标准GB/ T50105-2001的规定执行,钢结构设计图应达到建设部规定的深度,相关单位二次完成施工详图(即加工制作图)。
4.10.4 钢筋混凝土结构应说明钢筋锚固长度或抗震锚固长度,搭接长度或抗震搭接长度(如选用标准图已明确,则不再重列),钢筋保护层厚度(列表),钢筋混凝土构件的耐久性(列表)。对接头百分率提出要求,机械连接说明接头等级。
4.10.5 对某些重要部位的构造提出要求和图示,如悬挑梁上部纵向钢筋做法,屋面梁悬挑梁端做法,剪力墙、抗爆结构墙内钢筋搭接做法,不同状态下钢筋接头面积率等。
4.10.6 对墙、板上预留孔、洞及抗爆间室、剪力墙预埋套管提出措施、要求或进行图示。
4.10.7说明现浇钢筋混凝土板内的钢筋分布(设计图中未标注者),大跨度现浇板及平面凹凸角处的加强做法,悬挑板做法及楼层轻质隔墙、隔断下未设梁时板内钢筋加强做法。
4.10.8说明与现浇钢筋混凝土梁相关的特殊要求和做法或进行图示,如梁上开洞做法,梁腹高大于450时两侧面对称配纵向腰筋做法,框支梁主筋和腰筋的锚固做法等。
4.10.9说明非结构构件的抗震加强措施的做法或进行图示,如填充墙、围护墙与主体结构拉结等抗震措施,采用大型轻质材料砌块墙做法,砌体结构悬挑构件时采取的加强措施等。
4.10.10提出基础构造的要求或进行图示。包括基础底标高不在同一水平面时的放阶要求,基础顶预留插筋要求,筏型基础底板在变截面处的做法等。
4.10.11说明后浇带的做法及要求。
4.10.12拆模板及养护等其他要求。
4.11施工中应遵循的施工与验收规范及注意事项。
4.12设计选用的标准图、通用图集。
4.13对建设单位提出使用、装修及维护注意事项。
4.14钢结构设计总说明。
当建筑物中有部分钢结构或全部为钢结构时,其设计总说明内容深度除上述应有部分及建设部《
建筑工程设计文件编制深度规定》(2008年版)第4.4.3条相关钢结构工程要求之外,还应注意说明以下内容:
4.14.1工程概况:重点说明结构型式和功能。
4.14.2 基础数据:设计荷载标准值、抗震等级、设防分类、结构体系、安全等级。
4.14.3 采用材料:注明必须满足的强制性条文(标准)内容,含主要结构材料的名称、型号、性能、检测要求,达到和依据的标准;连接材料(焊条、焊丝、螺栓、高强螺栓及附件)的名称、型号、采用的依据性标准。必须满足GB50017-2003第1.0.5、3.3.3条、GB50018-2002第3.0.6条、GB50011-2001(2008年版)第3.9.2条第3款、CECS102:2002第8.1.4条等相关规定的要求。
4.14.4 施工要求:注明焊缝的质量等级、焊接型式、方式及执行的标准、螺栓的拧紧要求等。
4.14.5焊接接头和螺栓连接接头,用节点详图表示。
4.14.6 对钢结构的深化设计详图、制作、运输、安装、检测等提出具体要求。
4.14.7 说明钢结构构件的除锈、防腐措施、安装后的涂装要求及防火处理和耐火等级及注明防腐年限及定期维护要求。
4.14.8 注明:未经技术鉴定和设计许可,不得在安装完成后的受力结构上再行施焊、切割、打孔等。
4.14.9注明钢结构对材料及施工强制性条文要求内容。
4.15 设计总说明应采用有效版本,应采用有针对本工程的内容,不得采用各项目、各结构类型通用的说明内容,与设计项目无关的内容应删改。
4.16 除以上内容外尚须满足建设部《建筑工程设计文件便只身独规定》(2008年版)第4.4节相关内容的规定。
5 地基与基础
5.1一般规定
5.1.1地基与基础设计必须遵守先勘察,再设计,后施工的法规要求,不允许在无工程岩土勘察报告的情况下进行地基与基础的设计。所依据的勘察报告内容不全或勘察资料不足时,设计单位应要求进行补勘。
5.1.2 基础设计应综合考虑上部结构的类型、地基土质状况、地下水位情况、地基承载力以及可能的沉降量等因素,选择经济合理的基础形式,以保证支承的建筑物不致发生过量的沉降或倾斜,能满足建筑物的正常使用要求。同时,基础设计应使建筑物在地震发生时,不致由于地基震害而造成破坏或过量的沉降及倾斜。
5.1.3 基础设计应了解邻近建筑物的基础状况、地下构筑物、人防、古墓、枯井及各项地下管道及设施的位置、标高等,采用的基础型式及地基处理方案在施工及建筑物使用时不致对基础本身产生不利影响,也不得影响相邻建筑安全及要求不得影响的其它地下构筑物、人防地下设施的安全和正常使用。
5.1.4 基础设计时,应考虑施工条件。
5.1.5 建筑物场地的选择应按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)第3.3.1条执行。
5.1.6一般工业与民用建筑(包括构筑物)的地基基础设计按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002及《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008执行。需进行地基处理的按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002及相关行业及省标准执行。湿陷性黄土、膨胀土、溶洞区、地下采空区及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计,尚应符合现行有关标准规范的规定。
5.1.7 基础设计应根据上部结构和地质状况进行,宜考虑地基、基础与上部结构相互作用的影响。需要降低地下水位的,应在施工时采取有效措施,避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等正常使用和安全。同时还应注意降水的时间要求,以免停止降水后,水位过早上升,使建筑物发生上浮等问题。
5.1.8水、土对建筑材料和构件的腐蚀分强、中、弱三个等级,对地基、基础和桩的防护措施依据腐蚀等级可按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008第四章相关规定执行。
5.1.9 钢筋混凝土地下室基础结构防水分四级,各级防水的选用范围和防水设防要求应满足《地下防水技术规范》GB50108-2008第3章要求,地下构件防水构造细节按第4、5.章设计。
5.1.10 当多栋高楼和大片裙房地下无缝分开,建在一整体大面积基础上时,应按照上部结构、基础和地基共同作用进行变形计算,带裙房的多塔建筑应进行各塔的协调作用变形分析。
5.2基础选型
5.2.1基础选型应根据工程地质和水文地质条件,建筑物高度、体型与功能要求、荷载大小和分布情况、上部结构类型、相邻建筑物基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,基础选型必须做到安全、经济、合理。
5.2.2基础选型可依据《
全国民用建筑工程设计技术措施(结构)》第3.3节所确定的原则执行。
5.2.3 当基础型式选用独立基础加防水板的做法时,防水板下宜铺设有一定厚度的易压缩材料如聚苯板,以减少柱基沉降对防水板的不利影响。易压缩材料的厚度可根据基础最终沉降值估计。防水板配筋应取下列荷载:向下竖向荷载包括地面做法、板自重和板面活荷载;向上竖向荷载包括水浮力、人防地板等效荷载(如无人防不计此项)减去地面做法和板自重(此时地面做法和板自重的分项系数取1.0;当停止降水时间不能保证地面做法已施工时,仅能考虑板自重影响)。
5.2.4 人工地基的处理方案和技术要求是否合理,施工、检测及验收要求是否明确。
5.2.5 桩基类型选择、桩的布置、试桩要求、成桩方法、终止沉桩条件、桩的检测及桩基的施工质量验收要求是否明确。桩基的计算和构造是否正确。
5.2.6 是否要进行沉降观测,如要进行观测,沉降观测的措施是否落实,是否正确。
5.2.7 深基础施工中是否提出了基础施工中施工单位应注意的安全问题,基坑开挖和工程降水时有无消除对毗邻建筑物的影响及确保边坡稳定的措施。
5.2.8 对有液化土层的地基,是否根据建筑的抗震设防类别、地基液化等级,结合具体情况采取了相应的措施;液化土中的桩的配筋范围是否符合GB50011-2001(2008年版)第4.4.5条的要求。
5.2.9对于底层框架-抗震墙结构基础选型应满足GB50011-2001(2008年版) 第7.1.8条第5款要求。
5.3地基和基础设计
5.3.1 地基基础承载力及变形计算应符合GB50007-2002第3.0.2条规定要求,地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按GB50007-2002第3.0.4条执行。
5.3.2地下室顶板和外墙计算,采用的计算简图和荷载取值(包括地下室外墙的地下水压力及地面荷载等)是否符合实际情况,计算方法是否正确;有人防地下室时,要注意审查基础结构是人防荷载控制还是建筑物的平时荷载控制。
5.3.3存在软弱下卧层时,是否对下卧层进行了强度和变形验算。
5.3.4单桩承载力的确定是否正确,群桩的承载力计算是否正确;桩身混凝土强度是否满足桩的承载力设计要求;当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,应根据JGJ94-2008第5. 4.2条考虑桩侧负摩阻力。建筑桩基沉降变形是否满足JGJ94-2008第5.5.条及5.5.4条规定要求。
5.3.5 筏形基础的设计是否满足GB50007-2002第8.4章要求;梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外,其厚度尚应满足冲切承载力、受剪切承载力的要求(GB50007-2002第8.4.5条),其基础梁尚须满足GB50007-2002第8.4.13条规定;平板式筏基的板厚应满足受冲切承载力的要求(GB50007-2002第8.4.7条),受检承载力验算应按GB50007-2002第8.4.9条执行。
5.3.6 地基承载力及变形计算、桩基沉降验算、高层建筑高层部分与裙房间差异沉降控制和处理是否正确。
5.3.7 基础设计(包括桩基承台),除抗弯计算外,是否进行了抗冲切及抗剪切验算以及必要时的局部受压验算,见GB50007-2002第8.2.7条、8.3.2条、8.5.16条、8.5.17条、8.5.18条、8.5.19条及第8.4节等。
5.3.8防空地下室结构选型是否正确,设计荷载取值、计算和构造是否符合规范规定。
5.3.9天然地基基础是否按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)第4.2.2条进行抗震验算。
5.3.10 地基处理是对地基的加固,处理后仍然是地基,设计应满足强度、稳定、变形等要求。审查地基处理时按以下要点审查:
1)设计依据是否齐全、正确,应包括:
⑴采用的规范、标准,岩土勘察报告。
⑵上部结构设计的要求和提供的数据,如上部荷载(各点的荷载或柱、墙底,特别是核心筒处反力)地基承载力、压缩模量、最大沉降量、平均沉降量、沉降差倾斜值等。
2)处理深度是否正确,是否与岩土勘察报告要求相符,处理范围(平面)尺寸是否符合要求与上部荷载相对应。
3)设计计算是否符合规范要求,选用材料是否满足要求,特别是混凝土桩身强度验算及强度等级是否符合要求。
4)地基承载力的确定方法是否符合强制性标准要求,承载力的取值是否与上部结构要求相符,沉降计算是否满足上部结构设计要求。
5)计算采用的规范、标准是否合法有效。
6)检测要求、沉降观测要求等。
7)对于采用灰土桩处理地基时,特别是用于湿陷性黄土地基,要求消除部分湿陷性时,审
查中除以上要求外还应重点审查:
⑴是否能消除湿陷性。消除的湿陷量应满足《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004第6.1.1条要求及相关各条款的规定。
⑵处理后的地基应进行检测,指出检测要求及确定地基承载力的方法(应满足规范强制性条文要求)。
⑶注意地下水的埋深和变化幅度标高深度,有地下水时不应采用一般灰土桩处理方法。
5.3.11地基基础的埋深应符合规范GB50007-2002第5.1条要求。对高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求;位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求。
5.3.12地基基础的设计及基础构造应符合有关地基基础的国家、行业、省标准、规范的要求及《全国民用建筑工程设计技术措施(结构)》相关章节的要求。
问题分析与建议
建筑地基基础规范设计规范GB50007-2002与以往规范的最大不同点在于在于以变形控制为总原则。所以,我们在施工图审查时,应严格控制基础的变形,包括总沉降、沉降差和倾斜值。当然也应满足地基承载力和保证建筑物的地基基础的稳定。
5.4 【问题】:基础埋深及地基承载力的确定方法
【分析】:
根据GB5007-2002第5.1.3条要求,高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足承载力、变形和稳定性要求(强制性条文)。基础埋深有两个概念。一个是计算埋深与地基承载力有关,一个是基础实际埋深。计算埋深情况比较复杂,在审查时应充分注意考虑影响埋深的各种因素:
5.4.1 当采用大面积压实土时和采用基地处理后的复合地基时,不应考虑承载力的宽度修正,可进行深度修正(当为复合地基时深度修正系数取1)。
5.4.2 通过深层载荷试验法确定地基承载力,不应再进行深度修正。
5.4.3 当基础埋置深度在地下水位以下,计算土体自重时应考虑按浮重度。
5.4.4 根据Gb5007-2002规范第5.2.4条公式(5.2.4)计算地基承载力修正值f
a=f
ak+η
bγ(b-3)+η
aγ
m(d-0.5),其中f
ak应根据岩土工程勘察成果文件报告提供的数据采用。修正值和f
a计算时有以下问题应注意不能采用错误值。
1) 5.2.4公式不能用于湿陷性黄土地基的承载力修正值计算。
2) γ值为基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度,γ
m值为基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度。这个系数常有设计人员取错,审查应引起注意。
3) η
b、η
a的取值与地基土的物理力学性质指标及岩土的分类有关,应按表5.2.4取值,而且要注意按基底土的类别查5.2.4表。基底土类别应根据岩土工程勘察成果报告文件确定。
5.4.5 【问题】5.2.4条中公式5.2.4中基础埋置深度“d”的确定方法:
按规范规定,d(基础埋置深度)一般从室外地面算起,填方整平地区,可自填土地面算起。但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面算起。对地下室如果用箱形基础或筏基时,基础埋深自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。规范的规定比较原则,此规定指一般情况,对于实际的高层建筑工程非一般的情况很多,则需具体情况具体分析。
首先要分析为什么要修正,公式5.2.4中两个重要系数是γ、γ
m的取值问题。γ是由基础底面下地基土本身决定的,是定值。而γ
m是基础底面以上的加权平均重度,地下水位以下是取浮重度。这主要是考虑岩土工程报告提供的地基承载力特征值只是取原状土土样试验,其承载力并没有考虑其原状土在自重作用下的三向受力状态;而位于基底标高处的原状土是处于自重应力作用的三向受力状态,因此,原状土的实际承载力要高于土工实验土样的承载力。所以,进行合理的修正。基于这个概念,当地基承载力特征值是通过深坑载荷原位试验确定的则深度不修正。因为土工试验的土样也是饱和土样,因此,当地下水位以下土颗粒间空隙已由地下水填满,所以公式中的γ
m采用浮重度。
由以上分析可看出:地基承载力的修正值与基础以上的荷载有关,(也即超载)。根据这一概念提出建议。
【建议】:
1)对于高层主楼和裙房(包括单侧裙房、两侧裙房、三侧裙房),进行地基承载力计算而确定基础埋深时,(d值)可将裙房基础底面以上范围内荷载作为基础侧面的超载并将其折算成等效埋深。上部荷载确定后,即可确定基础底的反力q,如果设折算埋深为d
1,d
1=q/γ
m,d
1应小于基础从室外地面到基础底的埋深。
以上规定的前提条件是裙房(带地下室)的基础是与主楼厚度不同的筏板基础,裙房的筏板厚度与上部结构、地下水位、上部荷载有关,一般不宜小于300mm。当采用条形基础时,带拉梁的独立柱基时,基础计算埋深应从地下室的室内地面计算。因为这种做法不能将主楼侧向力的作用传到地下室挡土墙再传给地基土。对地下室带软垫层防水板,不应作为筏型基础对待。北京规定可以考虑,但计算下来也很小,且构造做法有争议。
2)对于高层建筑侧面有裙房并同时带地下同类建筑与相邻带地下室建筑(含单建的地下室)的净间距较小(指小于主楼基础埋深及地基滑动面或小于建筑物基础底板宽度的2倍可以将相邻间的土重、裙房(带地下室)重的加权平均值确定的地基反力q折算埋深d
1,d
1=q/γ
m,d
1也应小于基础从室外地面到基础底的埋深。条件是仅限于裙房地下室为筏板基础;当地下埋深较高层主楼埋深浅时,只计算到地下室底板的深度。
一般地下室(裙房)基础底板不应比主楼基础底板深。如果裙房地下室基础底低于主楼地下室底板时,则应单独设挡土墙,设沉降缝并考虑相互影响。并采取安全措施。
3)高层建筑两侧均有地下室或裙房时,应分别计算基础埋深,并以最小的计算值定为高层建筑基础埋深。
5.5 【问题】:基础实际埋深的确定
【分析】:基础的实际埋深与地基承载力的计算埋深不一定是一样的。JGJ3-2002第12.1.7条规定:“(基础)埋置深度一般可以从室外地坪算至基础底面。”如有地下室时,应从具有侧限的标高算起,或应考虑高层主楼基础有可靠侧向约束及有效埋深。这里重要的是如何确定“侧限”或“侧向约束”、“有效埋深”。所谓侧限可认为是不使基础产生侧向变形位移和滑动;起到侧向约束作用。有效埋深可理解为除以上要求外还应保证建筑物的地基承载力、变形经计算满足要求。根据以上理解,根据以上分析建议如下:
【建议】:
5.5.1基础实际埋深不应小于计算埋深。
5.5.2 当带地下室的主楼与裙房相连、地下室基础底板在同一标高时,基础型式为连通的整体筏板基础,基础埋深从室外自然地面算起;当地面填土为施工基础后填土时,也应从原自然地面标高算起;当填土后施工基础时,可从填土后的地面算起。裙房为独立柱基、条基时,从室内地面算起。
5.5.3 当裙房与主体不相连(隔一定距离时)地下室的基础结构不同(高层为筏基,裙楼为独立柱基或条基,裙房于主楼(高层)基础间净间距较小设沉降缝(沉降缝做法应是各自加挡土双墙,中间填密实中粗砂)可以传递水平作用力时,且高层、裙房基础底标高裙房高出主楼≥2.0m时,可以认为高层部分基础埋深从室外地面算起。
5.5.4 当主楼(高层)与裙房(含单建地下室)的间距≥高层基础底板宽度两倍或大于基础土体滑动面时,可单独分别确定基础埋深,根据不同的基础型式从室外自然地面或室内地面计算基础埋深。当不满足上述要求时,则以实际情况分别计算埋深,确定实际埋深。
5.5.5当高层建筑与裙房(带地下室)连成整体且基础同时采用不同厚度筏板基础时,则可认为高层建筑有侧限。
5.6 【问题】:复合地基的审查内容
【分析】:随着地基处理水平的提高,施工工艺的改进和施工设备的更新,地基处理技术发展很快,现在大量采用地基处理技术而增强地基;本来地基处理用于软弱地基,但现在已较广泛用于提高地基承载力和减小地基变形的增强体,我省特别是石家庄地区应用很普遍。
本来地基处理用于多层建筑或普通高层建筑、勘察等级为乙级的建筑地基,现已有不少项目用于甲级勘察等级的工程。处理后的地基仍然是地基而不是桩基。没有改变地基的基本性能。施工图设计文件的审查应包括地基处理设计的审查。而且应由岩土工程勘察专业和结构专业共同审查。
【建议】:
1. 设计文件的内容和深度:
设计文件应包括计算书和图纸及设计说明。
1)计算书应包括计算依据:上部结构提供的荷载(基础地反力)分布图地基承载力特征值的要求、沉降变形要求、基础平面图,采用的规范、规程;岩土工程勘察成果文件报告,计算机采用的有效版本软件名称和主要功能,计算采用的公式和各系数的取值,复合地基承载力计算,桩身强度验算,单桩承载力计算,置换率计算等。为计算地基变形,应有计算点(勘察孔位)分层的不同压力的变形模量的确定。最终沉降量的计算:总的最大、平均沉降量、沉降差、倾斜值的计算过程和结果。
对计算结果应加以分析判断,明确是否满足上部结构设计要求和规范、规程要求。
2)图纸:应有地基处理平面范围图、处理深度和桩端持力层图和竖向剖面图、检测点布置图、上部结构基础平面图、计算地基沉降差的布置点图。
3)说明:应说明采用的设计依据的合法性、可靠性,采用的计算软件的合法性和可靠性。对计算结果分析明确设计的合理性和可靠性。特别是对有湿陷性的地基,应说明采用的方案的合理性和可靠性,除满足承载力、变形要求外,还应明确是否消除了规范要求的湿陷性程度。各类地基处理方法均应满足JGJ79-2002和GB50007-2002规范的强制性标准条文要求。
4)检测要求:
水泥粉煤灰碎石桩地基、常螺旋钻孔泵压混凝土桩地基、石灰桩地基、夯实水泥土桩地基等各类桩基质量检测都应满足相应规范要求。承载力检验应采用单桩承载力、复合地基载荷试验,应满足GB50007-2002第7.2.7、7.2.8条要求。
5.7 【问题】:关于“水泥土桩法”处理地基的审查
【分析】:“水泥土桩法”是河北省DB13(J)39-2003《水泥土桩复合地基技术规程》的部分内容,它包括了“夯实水泥土桩”和“喷粉搅拌水泥土桩”两部分。其实,这两种桩的处理效果是有区别的,适用的范围也有区别,施工方法也不同,计算方法、公式也不同,处理效果也不完全相同,应用这些方法时应注意区别。规范共同点是此处理方法都对桩间土没考虑挤密作用,仅用了桩体和原状土的共同作用,考虑置换作用;其实包括“CFG桩”、“素混凝土桩”都是类似的理念,承载力特征值计算公式基本相同;但应特别注意应用范围不同,处理后承载力、处理深度均不同,但总的是用于勘察等级为乙级、地基基础设计等级为乙级以下的地基基础。并且都没有明确可用于消除湿陷性的湿陷性黄土地基。《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004第6章《地基处理》中也没有此处理方法。但我省特别是有I级非自重湿陷性的地基,大量采用了水泥土桩复合地基。对是否消除湿陷性没有明确判断。对水泥土桩的机理分析认为,这种桩对土没有挤密作用,桩间土基本仍是原状土,没有改变性质,没有消除湿陷性,但承载力和抗变形能力有了增强,提高了起始压力值。
【建议】:
1.“水泥土桩复合地基技术”、“CFG桩”、“素混凝土桩”、“夯实水泥土桩”、“水泥土搅拌法”(成孔工艺无挤密作用)原则上均不能用于湿陷性黄土地基,原因是都不符合GB50025-2004规范要求。
2. 对于湿陷性黄土地基,岩土勘察报告成果文件定性为轻微湿陷可不进行专门处理的,可采用上述第1款的处理方法。但没有改变土的性质,在建筑构造防护方面的施工要求,上部结构应按湿陷性黄土地基规范要求采取措施。
3. 对于I级非自重湿陷性黄土地基,原则上也应按GB50025-2004规范要求进行处理。
4. 鉴于I级非自重湿陷性土地基较普遍,部分属轻微湿陷,起始压力较高的特点,可相当认为夯实水泥土桩消除了部分湿陷性的作用,但必须对处理后地基进行验算满足不小于压缩层深度的2/3,且处理部分和未处理部分湿陷起始压力值不应小于100KPa。建筑防护措施及上部结构应满足规范要求。审查时应审查是否能消除部分湿陷性。对检测提出要求,测试处理后的地基分层压力及原状土起始压力值进行比较。当各土层起始压力值均大于其附加压力与上覆土的饱和和自重压力之和时,即认为满足要求。
5. 应注意审查,地基处理计算时,地基承载力计算和桩身强度计算都应满足上部结构设计要求。且二者不能互相代替。
5.8 关于地基勘察等级和地基基础设计等级,
【问题】:怎样理解“高层建筑岩土工程勘察规程”(JGJ72-2004)8.4.1条规定:“对勘察等级为甲级的高层建筑拟采用复合地基方案时,须进行专门研究,并经充分论证。”所以,我们曾写报告给主管部门对甲级地基进行论证。
【分析】:
复合地基主要适用于规程规定的勘察等级为乙级的高层建筑。勘察等级为甲级的地基,一般地基基础设计等级也为甲级。设计等级为甲级的地基基础强制性要求进行地基变形设计和满足承载力计算的有关规定;GB50007-2002第7.2.7条规定复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。JGJ79-2002第3.0.5条规定“按地基变形设计或作变形验算且需进行地基处理的建筑物或构筑物,应对处理后的地基进行变形验算”。这就要求地基处理设计应较准确合理地提供地基承载力特征值和变形计算的地基压缩模量等计算参数。对于高层、特别是超高层30层以上或高层与低层差超过规范规定的勘察为甲级的地基,地基变形计算尤为重要,特别要求专门研究论证,重点论证变形计算是否正确。实际上现在已设计的复合地基计算时不同程度存在着地基压缩模量的计算错误。上部结构设计提出的对压缩模量的要求也概念不清,只提压缩模量为多少,但不知是什么土层、哪个部位的压缩模量。提的要求应是分土层、分勘察孔位、能验算确定基础沉降差和倾斜值的多个压缩模量,使沉降变形计算更加合理,从受力的角度要求基础有满足要求的刚度和上部结构协调共同作用的刚度。还应考虑由于地基反力大,必然形成地基处理时桩土应力比和置换率比乙级地基更严格的特性。应加强基础底板的刚度和强度,调整应力传递时更加均匀。
在地震面波的作用下,引起地面的地震动,用加速度反映谱来表征地震动的频谱特征。不同的加速度时程、相同的阻尼比的反映谱曲线不同。阻尼比大,相同周期对应的谱值小;增加房屋建筑的阻尼比,可以减小结构的地震反映。超高层建筑高度高,上部刚度往往不均匀,加强地基的刚度和稳定、增大阻尼比可以减少地震反映。因此,要重点论证复合地基的刚度和稳定性。柔性复合地基不适合超高层建筑,一般都采用刚性素砼桩复合地基,但应控制桩土的应力比,增大阻尼比。减小复合地基在地震动作用下的破坏程度,要求素砼桩的强度更高,应比乙级地基时提高一个强度等级。
对基础设计应采用整体性好的筏基或箱基,并加强其强度和刚度,且应力分布力求均匀,必要时采用变刚度调平设计。
【建议】:
甲级地基处理建议满足以下要求:
1. 上部结构设计应准确提供上部结构传给地基的供地基强度计算和变形计算的基础底板荷载分布图。应要求地基处理设计提供处理后地基分土层的压缩模量、不同勘探点孔位置的压缩模量。或只提要求基础的变形值、沉降差、倾斜值。对地基处理设计提供的强度、变形计算结果加以确认和复算;提供地基处理设计需要的基础平面图、基础结构布置图;提出对地基变形的控制值要求,如沉降差、倾斜值、最大沉降量等,还应提出地基承载力特征值。
2. 基础设计应满足承载力和变形要求。保证建筑物的稳定和倾斜限值要求。地基承载力的计算应合理准确,保证基础埋深和侧限。
3. 论证会论证的重点问题:上部结构的选型和布置、基础的选型和布置、地基承载力的计算、基础埋深和稳定、基础的刚度、强度计算和构造,要求比乙级地基有更高的刚度和强度、稳定要求;对复合地基应论证方案的合理性;承载力计算采用的公式、输入数据、软件程序的合理性和准确性,对计算结果加以分析和判断。对变形计算论证计算布点、压缩模量的计算和控制变形值、倾斜值。对采用的材料的强度等级及桩身强度验算及桩端持力层、分土层的侧阻力、桩端阻力的取值和计算加以论证。对多层或高低层数相差较多的一体建筑物,应论证其沉降的协调变形分析。
4. 有条件时,甲级勘察等级的地基应尽量采用桩基,但不宜采用预制空心管桩。
5. 以上论证会论证的问题也是施工图审查时对各级的勘察等级的复合地基应审查的主要内容,同时应审查检测的内容和要求。
5.9 【问题】:《建筑地基基础设计规范》第3.0.1条中30层以上的高层建筑地基基础设计等级为甲级是否包括30层?层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物是否仅±0.000以上相差层数?
【分析】:
规范中的“30层以上”及“层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物”界线不明确,应由编制单位解释。以对规范概念的理解,《高层建筑岩土工程勘察规程》和《建筑地基基础设计规范》的等级划分中都强调了建筑规模和特征及破坏后果的严重性为前提将勘察和基础设计划分为甲、乙(丙)级,高层建筑的基础除应满足承载力、强度、稳定外,往往由变形控制,而变形主要取决于基础设计。所以,规范要求,甲级建筑物按地基变形设计。地基变形与基础以上荷载、地基性能有关,与上部结构布置有关。当上部结构高低层连成整体、错层较多时,会引起地基变形差别较大,并引起上部结构构件受力和变形复杂,产生附加应力。但地下部分由于埋深起到嵌固作用和整体刚度较大,侧向变形较小。当基础设计刚度较大、有变形协调能力、变形满足要求时,应不至于造成上部破坏。
【建议】:
1. 建筑物层数的划分应从嵌固端层算起,不含30层;应是30层以上为甲级地基基础设计。
2. 对于复杂高层建筑结构,应从严掌握,特别是连体建筑、抗震设防超限建筑或规范规定的甲级地基应按甲级地基基础设计。
6 构筑物及非结构构件
6.1 构筑物
6.1.1构筑物应根据结构破坏可能产生的后果的严重性,采用不同的安全等级。特殊的构筑物的安全等级和结构重要性系数应由建设方具体确定,但不得低于相关国家、行业规范标准的相关要求。
6.1.2构筑物设计、计算要根据其功能要求按相关国家、行业规范设计(《构筑物抗震设计规范》GB50191-93,《高耸结构技术规范》GB50135-2006,《烟囱设计规范》GB50051-2002等)。
6.2非结构构件
6.2.1非结构构件:包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备,自身及其与结构主体的连接,应按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)第3.7节、第13章规定要求进行抗震设计、计算及采取抗震措施。
6.2.2非结构构件应与主体结构有可靠的连接,其细部构造应使非结构构件能够适应地震时主体结构可能发生的大变形而不破坏,应审查这些细部构造是否合理,措施是否得当。在人员出入口、通道及重要设备附近的非结构构件,是否采取加强措施。
6.2.3 围护墙和隔墙也应采取在地震作用下的保证稳定和抗大变形的构造措施,并加强与主体结构连接构造措施。不宜采用半高的填充墙,当必须采用时,墙体与主体结构间应采用柔性连接,否则应考虑其对框架柱的约束作用以及由此产生的抗震不利因素。
7 钢结构
7.1普通钢结构
7.1.1 钢结构设计图中是否注明了所采用的钢材的牌号和质量等级(必要时尚应注明钢材的力学性能和化学成分等附加保证项目)、连接材料型号,以及所要求的焊缝质量等级,是否注明了钢结构的耐火等级、除锈等级及涂装要求。
7.1.2 采用的钢材和连接材料的强度设计值是否符合规范规定。
7.1.3 结构构件或连接计算时,单面连接的单角钢及施工条件较差的高空安装焊缝,是否按规范要求将强度设计值乘了相应的折减系数,见《钢结构设计规范》GB50017-2003第3.4.2条。
7.1.4在建筑物的每一个温度区段内,是否按规范GB50017-2003第8.1.4条的要求设立了独立的空间稳定支撑系统。
7.1.5 拉弯构件和压弯构件,除强度计算外,还应进行平面内和平面外的稳定性计算。
7.1.6 柱脚设计时,应作护脚,见GB50017-2003第8.9.3条。
7.1.7受高温作用的结构,应采取防护措施,见GB50017-2003第8.9.5条。
7.1.8构件拼接时,拼接设计弯矩的取值是否符合GB50017-2003第9.3.4条的要求。
7.1.9 受弯构件设计时,除强度计算外,还应进行局部稳定和整体稳定计算,以及挠度计算,并满足规范的相关规定和构造。
7.1.10受压构件(轴心受压构件和压弯构件)的局部稳定应符合GB50017-2003第五章第四节的规定。
7.1.11钢管构件应注意钢管外径与壁厚之比是否符合规范GB50017-2003第10.1.2条、10.1.3条的要求。
7.1.12钢管节点构造是否符合规范GB50017-2003第10章第2节的规定。
7.1.13钢管杆件和节点承载力见GB50017-2003第10章第3节的规定
7.1.14钢构件的焊接连接设计中,应注意角焊缝的焊脚尺寸和板件厚度的关系、焊缝长度及节点板的设计计算和构造是否符合规范要求。
7.1.15钢构件的螺栓连接设计中,除节点板设计外,应注意螺栓的最大、最小容许间距(中心间距、边距和施工安装净距)是否符合规范要求。
7.1.16钢结构(包括薄壁型钢结构、网架结构和高层建筑钢结构等)施工详图是否满足钢结构设计制图深度的要求;如为设计图,则其深度应达到编制施工详图的条件,除设计总说明、布置图、构件截面、节点及构造做法等图外,还应提供必要的受力构件的内力设计值。
7.1.17注意审查强制性条文的内容。
7.2薄壁型钢结构
7.2.1 结构设计图中,是否注明所采用的钢材的牌号和质量等级(必要时尚应注明钢材的力学性能和化学成分等附加保证项目)及连接材料型号;是否注明了钢结构的耐火等级、除锈等级及涂装要求。