性能设计-朱炳寅

朱炳寅结构设计范文朱炳寅是中国现代建筑界的杰出代表，其结构设计着重于探索材料性能和创造独特的空间体验。

对于朱炳寅的结构设计，可以从以下几个方面进行探讨。

首先，朱炳寅注重结构与材料的相互关系。

他认为结构设计应该与材料的特性相结合，充分发挥其潜力。

在他的建筑作品中，往往能够看到材料本身的特点被巧妙地利用，从而形成了独特的结构形态。

例如在上海波尔图现代艺术馆的设计中，他使用了大量的钢材和玻璃，并将它们运用在不同的结构体系中，创造出了光影交错的空间效果。

通过这种结构与材料的相互关系，朱炳寅为建筑赋予了更多的表现力和艺术性。

其次，朱炳寅的结构设计强调了空间体验的创造。

他注重将结构融入到建筑的整体设计中，创造出独特的空间感受。

例如在北京国家体育场（鸟巢）的设计中，他将结构设置在外部，形成了一种层叠状的空间结构。

这种设计不仅使建筑具有较好的抗震性能，还创造出了丰富多样的观赏角度和体验方式。

朱炳寅通过结构设计，使得建筑本身成为了一种艺术作品，给人们带来了丰富的空间体验。

此外，朱炳寅的结构设计还注重环境可持续性。

他提倡将节能减排和环境保护融入到结构设计过程中。

在他的设计中，常常能够看到对于材料的合理利用和能源的有效利用。

例如在上海中心大厦的设计中，他采用了各种节能措施，如太阳能发电、外部遮阳等，使得建筑的能耗尽量减少。

朱炳寅通过结构设计，积极响应可持续发展的理念，为建筑行业做出了贡献。

总之，朱炳寅的结构设计着重于材料特性的发挥、空间体验的创造和环境可持续性的考量。

他的设计作品不仅注重建筑的功能性和安全性，还注重建筑的艺术性和可持续性。

朱炳寅的结构设计风格独特，给人们带来了丰富多样的建筑体验，同时也对于中国现代建筑发展起到了积极的推动作用。

朱炳寅老师的听课笔记（规范重点）所谓总量控制，就是在进行梁配筋设计时，不要拘泥于计算出来的数值，非要配的比它大，在梁支座负筋处，可以适当配小点（有利于实现强柱弱梁），但是跨中一定要配够（配大百利而无一害），跨中与支座的总量要与计算的总量相当（支座减少时，跨中要放大）。

所谓包络设计，就是在进行结构设计时，如果有不确定因素，应按各种情况分别计算，取结果的最大值进行包络设计。

另外，“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件，强柱根”也是非常重要的基本原则。

在设计过程中，通过各种措施，一定要保证实现这几强几弱的原则。

1、荷载规范1）第4.1.1条汽车通道及停车库荷载，它是直接作用在楼面上的等效荷载，仅可用于楼面板设计计算，用于楼面梁、柱、墙及基础计算时应按第4.1.2条要求折减。

对双向板楼盖其板跨在不小6mx6m时才可以按规范取值。

当板跨小于规范的规定时，应按荷载效应相等的原则等效，不可以直接取用规范数值（当板跨与规范限定数值差别不大时，当进行近似计算时也可取规范数值）。

用PKPM计算基础时，同样按规范的规定对等效荷载进行折减。

2）对消防车荷载，若不考虑板顶的覆土厚度对消防车轮压的影响而统一取用表中数值，当地下室顶板面覆土厚度较厚时，显然是不合适的。

在覆土厚度足够时，可以降低表中消防车荷载（见表4.1.1-3）。

（足够的覆土层厚度是指汽车轮压通过土层的扩散，交替和重叠，达到在某一平面近似均匀分布时的覆土层厚度。

足够的覆土厚度数值应根据工程经验确定，当无可靠设计经验时，可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽车投影面积确定（一般大于2.5m即可认为足够）。

）3）活荷载的折减与荷载类型、从属面积和构件类型有关。

承担的面积越大，其活荷载同时出现的概率就越小，一般说来次梁的从属面积较小而主梁的从属面积较大，且传力途径一般为板到次梁再到主梁。

所以主梁的折减系数比次梁小。

目前我们所用的大部分程序（如PKPM），没有对活荷载分类的功能，也就不可能按规范要求折减。

独立柱基加防水板基础设计方法的分析朱炳寅(中国建筑设计研究院 北京100044)[提要] 结合结构设计的工程实践,分析了独立柱基加防水板这一独特基础形式的受力特性、设计要点,对常用设计方法进行分析比较,提出了适合现阶段结构设计的辅助计算建议,供结构设计时参考。

[关键词] 独立柱基 防水板 基础设计Ba sed on de sign practi ce,the proble m a bout the raft foundation c onsisting of the single fo oting a nd the wate r proof slab is an alyzed.The ke y points of practi cal de sign method is presented ac cording to the foundation de sign cod(GBJ7 89).K eyw ord s:single footing;water proof sla b;ra ft foundation一、独立柱基加防水板的受力分析多层及高层建筑的裙楼中大量采用的独立柱基加防水板基础,实际上是柱周区域加厚的筏板基础,它属于筏板基础范畴,也可以将其理解为倒置的有柱帽无梁楼盖结构,柱帽为柱下独立基础中的台阶部分(图1)。

独立柱基加防水板基础的受力性能与独立柱基、无梁楼盖之间有许多的共性。

独立柱基加防水板基础是由独立柱基演变而来的一种特殊的筏板基础,筏板基础弹性地基梁板分析的刚度方程可表达为:K K wK w K w w+K sw=MP-P c+K s式中: 为由筏板板单元各节点i绕x,y轴的角位移 x及y构成的转角位移列向量(rad);w为由筏板板单元各节点i处的沉降位移构成的列向量(m);K ,K ww为总刚度矩阵中筏板板单元对应位移 及w的刚度子矩阵;K w,K w 为总刚度矩阵中筏板板单元对应位移 及w的刚度耦合子矩阵;M为作用于筏板板单元节点上的等效弯矩列向量(kN m);P为作用于筏板板单元节点上的等效竖向力列向量(kN);Pc为天然地面至筏板板底间的节点上土的重力列向量(kN);P-Pc为节点上的集中附加压力列向量(kN); 为外部相临建筑荷载对本筏板各节点产生的附加沉降量列矩阵;Ks为地基刚度矩阵。

•朱总您好!《抗规》第13.3.4条第"2"款规定砌体填充墙实心块体强度等级不宜低于MU2.5,空心块体强度等级不宜低于MU3.5;而《高砼规》6.1.5条第"1"款规定:当采用砖及混凝土砌块时,块体的强度等级不应低于MU5;采用轻质砌块时,砌块的强度等级不应低于MU2.5。

针对以上规定有几个问题向您请教：1.《高砼规》中提到的“砖”是指“实心砖”吗？2.《高砼规》中提到的“轻质砌块”包括大孔空心砖（每立米容重11~12KN）吗？3.觉得两本规范表述的意思正相反。

博主回复：2012-04-21 22:24:26可按抗规设计。

•朱老师，一层全地下地车库柱距8100*810，基础底板采用700厚筏板，地下室顶采用500*1100的主梁，350*800井字梁，板采用250厚的现浇板。

车库外围墙的计算模型是上端铰支、下端固结，还是按两端固结算（本车库上面的刚度并不比底下的刚度小很多）？博主回复：2011-10-26 18:48:43应根据工程情况确定，可上简支下固定。

•朱总解释：高规3.5.2第二条对结构底部嵌固层，本层与相邻上层的侧向刚度比不宜小于1.5。

指的是嵌固层与其上一层的比值（若地下室顶面嵌固，则就是一层与二层的比值）。

按照上面解释如果一层与二层的刚度比是1.5，那么按照抗规6.1.14，地下一层与二层的刚度比就不宜小于3了。

在8度区，由于剪力墙布置较多，这样的刚度比难以满足。

还望朱总给以解疑，谢谢。

博主回复：2011-11-30 12:27:05刚度比的计算方法不同，哪能这样简单比较呢•朱老师，您好！请教：剪力墙结构，设防烈度8度，无地下室，12层，如果一层地面无楼板而做刚性地面，刚性地面可以作为剪力墙的侧向支点吗？博主回复：2011-12-29 16:18:09分不同情况，包络设计。

可参考我的问答书对柱子的处理办法。

•朱总您好！有个问题问下您，抗规6.4.5条中的第1条说，“对于抗震墙结构，底层墙肢地截面的轴压比不大于表6.4.5-1规定的轴压比，可设置结构边缘构件”，这里说的底层指的是底部加强区还是结构最底那一层啊？？？博主回复：2011-12-30 17:34:25紧邻结构嵌固端的上一楼层，一般为地上一层。

朱炳寅结构设计经验总结朱炳寅先生是我国著名的结构设计专家，拥有丰富的设计经验。

他在长期的设计实践中总结出了一系列宝贵的经验和技巧，对于从事结构设计工作的人士具有重要的参考价值。

下面我将从几个方面对朱炳寅先生的结构设计经验进行总结。

首先，朱炳寅先生强调了结构设计的综合性。

他认为，结构设计需要考虑到多个方面因素的综合影响，包括力学、材料、施工等各个方面因素。

在设计过程中，他注重对各种因素的综合分析，通过综合考虑各种因素的影响，来制定出最优的结构设计方案。

其次，朱炳寅先生强调了结构设计的合理性和科学性。

他认为，结构设计应该基于科学的原理和准确的计算，而不是凭借个人的主观意识进行设计。

他注重对各种材料和结构的力学性能进行研究和分析，通过科学的方法和手段来制定出合理的结构设计方案。

此外，朱炳寅先生强调了结构设计的创新性。

他认为，结构设计需要不断创新，推动设计科学的发展。

他鼓励工程师们在设计工作中敢于尝试新的理论和方法，寻求更加优化的设计方案。

他自己在实践中也多次提出了一些新颖独特的设计方案，为我国结构设计事业的发展做出了积极的贡献。

另外，朱炳寅先生强调了结构设计的可靠性和安全性。

他认为，结构设计最重要的任务就是确保工程的安全。

他注重对结构的承载力进行准确的计算和评估，并采取相应的措施来提高结构的安全性。

他在设计中始终将工程的安全作为首要考虑因素，注重在设计中预留足够的安全裕度，确保工程的安全运行。

最后，朱炳寅先生还强调了结构设计的可行性。

他认为，结构设计方案不仅要满足安全性和经济性的要求，还要能够在实际施工中得以有效实施。

他注重与施工单位和相关专业人员的沟通和协作，以确保设计方案的可行性。

他在设计过程中重视施工性问题的分析和解决，充分考虑施工工艺和设备的限制，以提供可靠的施工指导。

综上所述，朱炳寅先生在结构设计方面拥有丰富的经验和深厚的理论基础。

他的结构设计经验总结为我们提供了宝贵的参考和借鉴。

他注重结构设计的综合性、合理性、科学性、创新性、可靠性和可行性，这些都是我们从事结构设计工作时需要注意的重要因素。

关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题常有人问起“楼层位移比”和“层间位移角”的相关问题，此处一并答复：1、“楼层位移比”1）定义——“楼层位移比”指：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值；2）目的——限制结构的扭转；3）计算要求——考虑偶然偏心（注意：不考虑双向地震）。

2、“层间位移角”1）定义——按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比；2）目的——控制结构的侧向刚度；3）计算要求——不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。

3、综合说明：1）现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制，即通过对“扭转位移比”的控制，达到限制结构扭转的目的；通过对“层间位移角”的控制，达到限制结构最小侧向刚度的目的。

2）对“层间位移角”的限制是宏观的。

“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联，无需考虑偶然偏心及双向地震。

3）双向地震作用计算，本质是对抗侧力构件承载力的一种放大，属于承载能力计算范畴，不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断。

4）常有单位要求按双向地震作用计算控制“扭转位移比”和“层间位移角”，这是没有依据的。

但对特别重要或特别复杂的结构，作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性。

4、相关索引1）江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则第5.1.3条规定：先计算在刚性楼板、偶然偏心情况下的扭转位移比，当扭转位移比大于等于1.2时，分别按偶然偏心和双向地震计算，再取最不利的扭转位移比进行扭转不规则判别。

（博主提示：请注意，这是很严格的要求）。

2）复杂高层建筑结构设计（徐培福主编）第195页，图7.1.7，先按不考虑偶然偏心计算扭转位移比，根据计算结果分两种情况分别计算，一是，当扭转位移比小于1.2时，按偶然偏心计算；二是，当扭转位移比大于等于1.2时，按双向地震计算。

再根据两次计算结果取不利情况对结构的扭转不规则进行判别。

（博主提示：请注意，这里对采用双向地震的判别是比1）放松许多，注意，这里的规定都是对复杂高层建筑而言的，对一般工程，原则上不需要进行这样严格的判别）。

《关于“强柱弱梁”的一点学习心得》看了很多汶川地震的房屋破坏照片，发现大多数房屋都未能实现“强柱弱梁”，柱破坏了，梁却完好无损。

所以要在设计中真正实现“强柱弱梁”，已经成为我们关心的大问题。

最近看了一篇朱炳寅老师的文章，结合我们在实际工程中的操作，学习总结如下：1.弹性计算模型加大了框架梁端负弯矩：内力计算位置位于梁柱交点（在柱截面中心处），而我们抗力验算的却是梁端截面处（柱边），同样如果用pkpm验算裂缝时，内力取值和实际截面位置也不统一，这样导致梁端配筋过大。

所以我认为在计算时，如果框架柱较大，应该考虑“刚域”，在验算梁端裂缝时应该取柱边弯矩，这样可以有效的降低梁端配筋。

2.梁端底部配筋过大。

现在很多人都是把跨中梁底所需的钢筋全部伸入支座，这样就大大超过按强柱弱梁计算所需的梁端配筋量，还谈什么“强柱弱梁”呢。

所以实际操作中，当梁底有多排钢筋时，可仅考虑第一排伸入支座（当然应满足计算要求），其它各排钢筋在柱截面外截断（还可以避免节点钢筋太多），gb图集有这样的表示方法。

3.实配钢筋远大于计算值。

有些同志在梁配筋时盲目放大，有些能超过20%以上（尤其是梁端），其实这对工程抗震不仅没有好处，而且大大有害，使“强柱弱梁”实现起来很困难。

所以建议梁端负配筋实配时不应再放大（其实少配个5%都不要紧，只是审图会提意见），梁端正弯矩钢筋超配比例也要控制。

4.对于楼板的影响，一般程序考虑了刚度放大系数，这样导致梁分配的内力加大了，而配筋时却难以考虑板中钢筋的有利作用，所以导致梁配筋变大。

大家可能都知道，在考虑梁刚度放大系数后，梁配筋要比不考虑大不少。

这个问题只能通过相应的科学研究解决了。

5.规范上也只有9度时的一级框架，柱弯矩放大系数才考虑梁实配钢筋后的承载力。

所以为了实现“强柱弱梁”，我们应该还是要适当放大一点柱配筋。

关于第2点补充下个人观点。

我认为将跨中梁底所需的钢筋部分伸入支座，当进行计算支座负筋时，可按照t形截面进行计算，考虑梁底钢筋承担的受压作用。

1、问：上次在深圳华森听你讲课，讲到转换层上下刚度比的问题，好像记得说现在指标尚不能反映结构平面剪力墙布置不均匀的情况，想请你谈谈自己的一些设计经验和建议，谢谢。

答：转换层的上下刚度比仅反映结构沿竖向的侧向刚度变化,无法反映剪力强墙平面布置的均匀性问题,因此,在结构(尤其在转换层结构)设计中应重视结构布置的均匀性问题,这也是现行抗震设计规范中作为重点章节所提及的内容.2、问：朱总，谢谢上次的答复。

现在新的问题是遇到转换层的层高比较高的情况，其中两栋为8.1，9.3m，其中有一栋错层的结构仅转换层层高就18m，当然为了满足该层刚度和稳定性的要求，底部设置了足够厚度和数量的墙，规范对于高位转换的界定是转换层位于三层或三层以上，那现在虽然层数没有达到，而层高却相当，是否可考虑也属于另外一种意义上的"高位转换"，我采用高规规定的三个刚度比指标满足是否就能控制上下刚度比的突变？谢谢。

答：对特定情况下的转换结构，应区别对待，如此高的层高你采用不同的计算方法进行刚度比计算，我觉得是可取的，但在计算的同时更应注重概念设计，采取措施确保高大转换层的刚度、整体性和实际承载能力的措施，尤其应确保对竖向荷载的承载能力。

注意多种复杂类型的同时存在，必要时提请专家审查。

3、问：朱总，高规第4.4.2条规定楼层侧向刚度比不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70％，而附录E中对转换层位于三层或三层以上时，要求楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％，分析二者，其实是一直的，但是好像对普遍意义的规定比对转换结构的来的严格，当然注意到而且措词的不同，前者为"不宜"，后者为"不应"，但总感觉前后规定有重复，不是太通顺，是否对后者应当补充：不宜小于70％，不应小于60％为妥，以便引起设计者的注意，希望谈谈你的看法，谢谢。

答：高规4.4.2条对应的是判断竖向规则与否的问题，也就是当符合规定时可判定为规则。

独基加防水板基础的设计中国建筑设计研究院 朱炳寅独基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（图1），由于其传力简单、明确及费用较低，因此在工程中应用相当普遍。

图1 独基加防水板基础的组成一、受力特点1．在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。

独立基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。

2．作用在防水板上的荷载有：地下水浮力w q 、防水板自重s q 及其上建筑做法重量a q ，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况：1）当w q ≤a s q q +时（注意：此处的w q 、s q 和a q 均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部由独立基础传给地基（图2a）；2）当w q ＞a s q q +时（注意：同上），防水板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加（图2b）。

（a） （b）图2 独基加防水板基础的受力特点3．在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当w q ≤a s q q +时（图2a），防水板及其上部重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当w q ≥a s q q +时（图2b），防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即w q -（a s q q +））传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩数值。

二、计算原则在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可单独计算。

1．防水板计算1）防水板的支承条件的确定防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板（支承边的长度与独立基础的尺寸有关，防水板为以独立基础为支承的复杂受力双向板）（图3）；图3 防水板的支承条件2）防水板的设计荷载（图2）（1）重力荷载防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面的固定设备重量等；（2）活荷载防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等；（3）水浮力防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。