1.山东同城建筑设计咨询有限公司;2.临沂市建筑设计研究院有限责任公司
摘要:本文结合笔者设计单位的情况及个人的设计经验,列举结构专业在施工图审查中经常发现的某些关于结构计算的问题,并进行了分析和总结,提出结构设计时应注意的一些问题。
关键词:结构;审查;施工图
1.关于荷载输入的问题
1.1 遗漏梁、柱上荷载
在用计算机进行荷载输入时,有时会出现荷载遗漏的情况,比如墙体、雨蓬、水箱、外天沟积水等作用在梁上的线荷载,轻钢装饰构架作用在框架柱上的集中荷载等。出现漏荷载的原因除了专业配合问题外,也有设计人员疏忽的原因,在节点较密、梁段较短时更容易发生。在施工图审查发现后,要求设计人员将荷载补充完全后重新计算,并仔细核对计算结果,以保证构件不会因为漏掉的荷载而出现承载力不足。
1.2 卫生间荷载取值不足
卫生间的荷载输入值需根据实际情况分别对待,一般住宅、宿舍、宾馆等的套内卫间面积较小,有明确的板下沉及填料要求,这部分的恒、活荷载较容易控制,一般不会出错。可是,对教学楼、医院等公共建筑的、隔墙局部布置较密的公共厕所,荷载取值就容易出现问题。按照《荷载规范》,应将这些隔墙荷载折算成等效活荷载按实际输入,而且不应小于1.0kN/m2。《全国民用建筑工程设计技术措施———结构》中的有关规定有分隔的蹲厕公共卫生间,也可将活荷载取为8.0kN/m 2,在这个值已经考虑了填料、隔墙等的重量。因为恒、活荷载的组合系数是不同的,个人认为填料还是应该单独分出来按恒荷载输入更合理。
1.3楼梯间活荷载取值偏小
楼梯间荷载不分情况统一按2.0kN/m 2,荷载规范有明确的要求对于多层住宅可按2.0kN/m 2考虑,其他应按3.5kN/m 2考虑。
1.4少算二次装修荷载
现在的房地产项目,除楼、电梯间等公共部分外,绝大部分的住宅均为初装修,结构设计人员在荷载取值时,应留有业主进行二次装修的荷载,并在设计义件中明确其限值,以保证结构安全。就楼面荷载取值而言,在房屋交给业主的时候.钢筋混凝土楼板面上,一般应该有2O~30mm的水泥砂浆层,楼板下应有20mm左右的顶棚抹灰层,在此基础上.再加上二次装修的面荷载,这才是最后输入的恒荷载值。如果直接取(钢筋混凝土楼板自重+顶棚抹灰+板面水泥砂浆)这个值输入。那么就漏掉至少0.7kN/m 2(按一般的瓷砖地面计算)的荷载,这对结构是不安全的,需要重新计算并仔细复核从板、梁、柱到墙体、基础等各个构件的设计。
2.对计算模型及参数取值的问题
2.1结构周期没有按规范要求进行折减
框架结构及框架一抗震墙等结构,由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期,因此算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必要的。《高层建筑混凝土结构技术规程》3.3.16条就以强制性条文的形式对此做出了规定,而第3.3.17条就给出了折减系数的取值范围。周期折减前后,抗侧力构件的内力变化相当大,应该引起设计人员重视。虽然只有 《高规》 中才有对周期折减的条文规定,但笔者认为对多层结构也可适当进行折减。可是对框架结构的计算周期不折减或 折减系数取得过大都是不妥当的。对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取0.6~0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7~0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9。只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。
2.2 地下室层数的输入有误
高层结构一般都设置有地下室,多层框架结构房屋有的也设置有地下室。在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时通过对层侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等等,当地下室不能作为上部结构的嵌固端时,更应正确输入地下室层数,以使计算机可以考虑基础和上部的共同作用。一些设计人员在进行框架结构设计时,因为需要用基础梁承担底层墙体荷载,所以将基础梁层作为一个标准层参加整体建模计算,但又没有在结构总体信息中将地下室层数填为“1”,这样弯矩设计值增大系数将会乘错位置,从而在发生 地震时,极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而被破坏。如果在结构整体计算时,总信息中填写的地下室层数少于实际的层数,也会出现这样的情况,需要特别注意。
3.图纸中常见的问题
3.1地下室外墙问题
在部分工程对于外墙配筋量进行计算的过程中,只要外墙具有扶壁柱,也不去对扶壁柱的大小进行区分而都以双向板的方式对其配筋量进行计算,而在扶壁柱依照地下结构计算配筋量时,又没有依据外墙双向板荷载传递方式对扶壁柱的配筋量进行计算。而根据扶壁柱同外墙之间存在协调变形的关系来说,此时外墙就会存在配筋不足、配筋偏少的问题。为了避免这种情况的出现,在实际设计的过程中对于垂直外墙、外墙板块以及部分截面较大的 扶壁柱需要使用双向板方式对其配筋量计算之外,剩下的外墙都应当以单向板的方式计算。而当竖向荷载不是很大的扶壁柱来说,也应当适当的加强外侧主筋。
另外经常出现的一个问题就是在计算地下室外墙时,地板弯矩同侧壁弯矩的大小相同,且其底部的抗弯性能应当大于侧壁,并且使其配筋量以及厚度相对应,这种问题经常出现在地下车道的建设中。由车道侧方为悬臂构件,这就使得其抗弯性应当大于侧壁底部。而在地下室底板标高位置也经常出现如下问题:标高变化位置仅仅置了一道梁,且其宽度明显不足,并且使得其支座弯矩不能够满足实际需求。而在地面开洞位置处,其顶部也没有相应的楼板对其进行支撑,而配筋构造也应当同之前计算的模型之间相符。而当车道同外墙距离很近时,就会使得车道底部同外墙中部为同一位置,此时也应当在设计的过程中对于水平集中力情况进行充分的考虑,从而避免出现荷载遗漏的情况。在对地下室外墙计算的过程中,对于外墙的抗裂性验算也没有起到足够的重视。目前,我国的地下室外墙厚度都较薄,而外墙钢筋保护层的厚度很厚,同时其裂缝宽度通常也保持在0.2mm内,只有通过良好的裂缝宽度验算才能够得出合理的配筋量。
3.2在部分建筑结构对屋面板的配筋量进行电算时,在没有对跨度情况以及截面尺寸细致分析的情况下就对其开展分析工作,并不加区分的统一按照固边支座的约束条件进行相关的计算,就会使得后续建筑结构部分的边梁处出现钢筋增多的问题,而使得支座板面以及板跨中的配筋数量不足。而当悬挑板具有较大的跨度时,在边梁设计的过程中也经常出现没有对其弯矩力充分考虑的现象。
3.3另一个较为普遍存在的问题就是对于非结构构件自身的抗震性能没有被重视。在部分建筑过程中,因为建筑主体自身设计方面的原因,而需要在屋面中使用高度很大的女儿墙,并且在设计的过程中也仅仅在内部设置了部分压顶梁,却没有对相关抗震、抗风性能进行充分的考虑,这就会使的当地质灾害发生时,女儿墙由于抗震性能不足而带来一定的安全威胁。而当建设高度较大的女儿墙时,在使用臂挂方式设计的过程中,对于其中的边梁设计的过程中也没有对存在的扭矩作用充分的考虑,也没有对其附近的屋面板加强,这会为房屋带来较为严重的隐患。
4.结束语
总的来说,在建筑工程开展之前,对于建筑结构施工图进行细致的审查是非常重要的一项任务。在上文中,我们分别在施工图设计过程中荷载输入问题、对计算模型及参数取值的问题及图纸中常见问题进行了一定的分析及探讨,在实际设计以及审查的过程中,也应当对以上问题采取充分的重视,从而在对问题避免的同时使建筑结构的整体质量得到保证。
参考文献:
[1]建筑结构荷载规范 (GB50009-2012).
[2]建筑抗震设计规范 (GB50011一2010).
[3]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2010)
[4]高层建筑混凝土结构技术规程应用于分析 朱炳寅
作者简介:
张秀霞(1982-),女,工程师,一级注册结构工程师,2005年毕业于青岛理工大学,从事结构设计。
论文作者:张秀霞1,宫金鑫2
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/17
标签:荷载论文; 外墙论文; 结构论文; 地下室论文; 壁柱论文; 弯矩论文; 周期论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;