摘要：各种结构设计规范中的理论都来自于工程实践，是长期现场施工过程中积累的经验总结。一项工程的结构设计，要综合结构安全、施工方便、经济合理等方方面面的影响因素，对这些因素考虑越细致、施工现场亲身体会越深刻，工程的结构设计就越合理。亲身去施工现场体验往往不是每一位结构设计工程师都能做到的，正因为无法亲身去体验，使得结构工程师进行工程设计时对某些设计概念的理解、做法存在偏差。本文结合笔者近几年在施工现场对影响设计方方面面因素的亲身体验，从如何进行工程设计才能更安全合理、更方便施工、更经济的角度思考，浅谈对相关设计概念的理解，与读者一起交流、分享。
关键词：强柱弱梁；参数取值；基础设计；
1关于强柱弱梁的设计概念
强柱弱梁的概念是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的，并且规范提出了很多的保证措施：控制柱子的轴压比，加密角柱、边柱箍筋，包括结构计算时弯矩调幅等等，这些措施就是为了提高柱子的安全储备，避免柱子先于梁破坏。上述概念每个结构工程师都很清楚，工程结构设计中也是这么做的。但是，如果在施工现场仔细观察，或者经常到施工现场处理结构施工时因施工不规范出现的问题，就会发现在结构设计强柱弱梁的概念中，强柱强到什么程度，弱梁弱到什么程度，对“度”的把握还需要进一步加强。没有在施工现场亲身体验、不经常处理结构施工中因施工不规范出现问题的结构设计人员，对结构设计存在两个误区，或者说是两个盲点：一是把施工现场理想化了，认为施工中钢筋绑扎都很规范，梁柱支模都很规范，每层柱根清理很干净等等，只要设计的图纸没问题，合格工程、优良工程是自然而然的事；二是进行结构计算时，按规范控制轴压比确定的柱子截面配筋往往都偏小，设计员在脑子里形成了惯性思维，总认为按轴压比确定的柱子截面还可以再小一点。由于这两个盲点的存在，设计人确定柱截面时，仅仅满足规范规定的柱截面最小值，这就使得施工中可能有不规范现象发生，强柱弱梁的概念得不到体现，还容易引发结构安全事件。不得不现场处理，既耽误了工期，又造成不同程度的浪费。那么施工现场是什么样子呢?①柱子烂根现象比较普遍。近几年笔者多次到工程施工现场，发现大都存在柱子烂根现象，柱子烂根现象能占到柱子总数的20%甚至更多，尽管有些柱子烂根现象比较轻微，不需要处理。究其原因，一是在柱子、梁、板支模时杂物掉落到柱根的现象普遍存在，在柱子、梁、板支模完成后，再清理柱根既没有产值又很费事，在施工、监理单位没有专人负责的情况下，柱根清理往往不彻底或根本不清理；二是泵送混凝土时，冲洗泵送混凝土管道的水泥浆（对于高层建筑或远距离泵送水泥浆量还很大）往往没有彻底处理掉，没处理掉的水泥浆一般都流到了柱子的根部，造成柱子烂根现象；②混凝土振捣不密实。混凝土振捣不密实在柱根及梁柱交接处更容易出现。这是因为在振捣柱根部混凝土时，往往一次泵入混凝土量过大，振捣棒插入柱根底部困难，造成混凝土振捣不密实；在梁柱交接处，梁负筋有时两排或三排，梁端部钢筋还要弯勾，梁、柱箍筋都要加密，有时还有电线管线穿过柱子，使得梁柱交接处的钢筋密密麻麻，根本插不进振捣棒，也容易造成混凝土振捣不密实。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据施工现场普遍存在的现象，虽然不是设计的 责任，但是从施工安全、施工方便的角度考虑，设计人员应该把握以下几点：①对于层高比较高的建筑物，宜适当加大柱子截面；②对于高层建筑，宜适当加大柱子截面；③对于梁负筋比较多的梁柱交接处，宜适当加大柱子截面；④框架结构设计时尽量增加钢筋直径，减少钢筋数量。
2关于结构计算公式中的参数取值问题
工程结构设计规范中计算公式很多，计算参数就更多。对于材质均衡的结构材料规范规定的参数取值是确定的，其可变性比较小，计算结果可信度高。比如钢材、混凝土等材质均衡的材料，只要把参数代入公式计算出结果，按照计算结果进行图纸设计都没问题。但是，对涉及到土力学参数的结构如地基基础、挡土墙、基坑支护等进行设计时，应用土力学的参数代入计算公式，其计算结果就要谨慎采用。一是因为土的力学性能本身可变性大，其密度、饱和度、孔隙率等等稍有变化，对计算参数的取值影响就很大；二是国家规范规定的参数取值大都不是定值，而是一个范围，取值范围内的参数上限值、下限值代入公式后，往往又经过平方、三次方、甚至四次方，或者开平方、开三次方、甚至开四次方，这样参数采用上限值和采用下限值计算出的最终结果相差较大，甚至相差好几倍。笔者参加了四川“5•12”大地震中倒塌的北川擂鼓中学援建项目，在排水洪沟挡土墙施工时，第一次提供的图纸中，挡土墙断面底部宽6.6 m，顶部宽1.2 m，根据以往挡土墙设计的经验，对于地基承载力达180 k Pa，高6 m左右的挡土墙来说，笔者认为断面偏大。经分析认定是土力学计算参数取值出了问题，也就是说地质勘察资料提供的土力学计算参数不够准确，机械的将参数代入公式计算出的结果和实际情况不相符。后来经过反复讨论研究并调整了土力学计算参数后，重新进行了设计。实际实施的挡土墙断面底部宽仅为2.10 m，顶部宽仅为0.50 m，该挡土墙建成3年来并没有出现任何安全问题，修改后的挡土墙造价仅为原来挡土墙造价的1/4。由此看来，对土力学参数的取值如果不认真分析、对涉及到土力学参数的计算结果不谨慎采用，会造成较大的浪费。根据以往的设计经验，进行地基基础、挡土墙、基坑支护等设计时，设计人员一定要充分认识土力学参数的可变性。一旦对计算结果有疑问，首先要咨询提供地质勘察资料单位经验丰富的工程师，了解哪些参数对计算结果影响较大，参数取值的上下限各是多少，进一步验证计算结果；其次要查询以往类似工程设计情况，并认真比对分析，找出差异；三要请有经验的工程师参与讨论、研究。如此，才能在保证工程安全的前提下，尽量避免浪费。
结束语：
工程结构设计标准规范及结构设计概念来源于实际工程，实际工程中影响工程结构设计方方面面的因素又很多。对施工过程中遇到的影响设计的因素，从理论上认真分析、研究，在实际施工建设中多观察、思考、比对，才能更深刻理解结构设计标准规范、结构设计概念，进而采取有效措施，创造出结构安全、施工方便、经济合理的优秀设计工程。
参考文献：
[1]韩宏亮.220kV输电线路继电保护设计探讨[J].电子世界，2017（14）：167.
[2]赵兴杰，董存景.结构设计中建筑经济及安全问题初探[J].四川建材，2014，40（02）：289-290.
论文作者:李宏义
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
标签：柱子论文; 挡土墙论文; 参数论文; 结构设计论文; 梁柱论文; 结构论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第21期论文;