建筑结构施工图审查中易漏查的问题探讨
2012-04-01唐兰云
唐兰云
(重庆市设计院 重庆 400015)
建筑结构施工图审查的基本原则:施工图设计满足现行相关规范要求、安全可靠、经济合理、施工方便。
1 常见的违反国家颁布的相关法律、法规规定的易漏查问题
建筑工程勘察设计活动应当严格遵守国家和地方有关技术政策文件的规定。在设计文件审查中常发现有下列问题违反有关法律法规的规定:
1.1 未按勘察成果设计的问题:施工图审查中发现有些工程设计时的参数取值与勘察报告不符,如地基承载力特征值、桩基础和支护结构的计算参数、地下水位等。
1.2 采用指定产品问题:《中华人民共和国建筑法》规定“设计文件选用的建筑材料、建筑构配件和设备,不得指定生产厂、供应商”。但有些结构施工图设计中的砼外加剂、建筑构配件却指定了生产厂家或者供应商。
1.3 超限问题:属于《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(以下简称《技术要点》)中规定范围内的高层建筑,应进行抗震设防专项审查。尤其在上述《技术要点》规定中的特别不规则超限工程,应该调整结构设计,或者进行抗震设防专项审查。
1.4 采用旧规范、标准问题:《中华人民共和国建筑法》规定“勘察、设计文件应当符合有关法律、行政法规的规定和建筑工程质量、安全标准、建筑工程勘察、设计技术规范”。但在一些设计文件所注明的“设计依据”中,常常会采用一些已经废止的规范和标准图集,采用淘汰材料或产品,视为违反规定。
2 基础设计方面的易漏查问题
2.1 稳定性验算问题:建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,未验算其地基稳定性。当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,未进行抗浮验算。
2.2 负摩阻力:地面堆载、大面积填土未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响。
2.3 承台计算:应根据实际桩反力进行计算,有的工程桩反力统一取单桩承载力设计值进行计算不安全,在偏心荷载作用下桩反力可能大于该值 (最大允许反力为单桩承载力设计值的1.2倍)。
2.4 两桩承台抗扭设计问题:两桩承台上面承受可能产生扭矩的荷载,如布置L形墙肢,至少应在构造上考虑扭转影响(即按梁式配置箍筋)。
2.5 软弱下卧层计算问题:天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层,有的工程既不进行沉降验算,又不作软弱下卧层地基承载力验算。
2.6 地面层高差处挡土结构做法问题:经常发现建筑物底层地面由于使用要求设置较大的高差,采用钢筋砼墙作为挡土结构,钢筋混凝土墙落在基础梁上,支承挡土墙的基础梁承受挡土墙传来的水平荷载作用,该基础梁承受双向弯矩,并以水平荷载产生的侧向弯矩为主。存在的问题是:基础梁宽度太小,当跨度较大时难以承受四水平荷载产生的侧向弯矩。
3 地下室设计易漏查问题
3.1 地下室外墙配筋计算:有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱(或者主体结构框架柱)的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。
3.2 地下室外墙保护层厚度:设计说明中保护层厚度取50mm,配筋和裂缝宽度计算时取值与说明不符。
3.3 地下室外墙抗裂性验算:有的工程漏掉抗裂性验算。外墙的厚度目前做得比较薄,外墙钢筋保护层比较厚,其裂缝宽度控制在0.2mm之内,往往配筋量由裂缝宽度验算控制。
3.4 人防计算的问题:人防构件斜截面承载力计算时未考虑混凝土强度设计值折减系数,人防墙柱计算时未考虑混凝土轴心抗压强度设计值折减系数,违反强条。
3.5 人防构造问题:人防地下室采用较高混凝土强度等级时,最小配筋率大于砼规范的要求,很容易违反强条,双向受力的地下室内外墙水平钢筋也应满足最小配筋率要求。人防板、墙拉结筋遗漏造成违反强条也常见(未设拉结筋或者拉结钢筋间距大于500)。
4 上部结构设计易漏查问题
4.1 超限问题:高层建筑应根据建设部相关文件规定审查是否属于超限建筑工程,尤其文中的特别不规则超限经常被忽视,计算结果某些参数超限虽然不违反强条,但属于超限工程,超限建筑工程应进行抗震专项审查,并附超限高层的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查核准通知书》及编号。
4.2 基本风压值的取值:基本风压值对于山区的建筑物,风压高度变化系数应考虑地形条件的修正;对于对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍取用。
4.3 竖向不规则问题:施工图审查中常见框架结构底层层高很大,二层层高较小的情况,且底层作为车库或者架空花园使用,隔墙很少或者无任何隔墙,侧向刚度突变(高层建筑中还常见设备层层高较小,相邻下一层层高较大的情况),对抗震极为不利,应采取加强措施处理,计算时应强制按薄弱层处理。
4.4 半地下室设计的问题:建在山坡上的建筑,经常设置一侧开口的半地下室,土层侧压力直接作用在主体结构上,当建筑物层数不多时,存在抗倾覆和抗滑移的问题,应进行验算。尚应考虑土压力对主体结构计算的影响。
4.5 嵌固层错层问题:高层建筑地下室顶板与裙楼高差较大时,作为嵌固端的地下室板面标高变化处不应形成错层(高差变化超过梁高范围),超过时应采取措施处理 (如梁加腋、以斜板连接以增强高差处传递水平剪力的能力)。
4.6 大跨度空旷结构的扭转问题:如体育馆、影剧院、礼堂等,当与附属用房连在一起未设缝断开,且刚度较大的附属用房在一侧布置时,扭转严重,对抗震十分不利,应加大大跨度结构的抗侧刚度(在框架中加设斜撑等措施),或在两者间设缝断开,减小扭转影响。
4.7 托柱转换梁:经常发现托柱转换梁的设计方案,转换梁作为上一层柱的传力转换构件参与抗侧力作用,不管该梁是否与下一层柱相连,均应按框架梁要求设计,转换位置柱底应在两个方向布梁,否则转换梁在上一层柱底弯矩作用下扭转严重,极为不利。
4.8 超配筋问题:对于一级框架结构,抗震规范和高规均规定应根据梁的实际配筋面积进行强柱弱梁验算,SATWE软件计算时可输入梁超配筋参数,梁实际配筋时应与此相符,即实配钢筋不应大于计算值与梁超配筋参数的乘积。有的工程框架梁支座负筋实配钢筋面积比电算值多出很多,而梁的箍筋与柱子的配筋按电算配筋,其结果形成强梁弱柱、强弯弱剪,与抗震设计原则相违背,对抗震极为不利。且由于支座负筋面积增大之后,又使得梁支座负筋配筋率超过2.5%,或超过2%而箍筋直径又未增大2mm,反而违反强制性条文规定。
4.9 连梁问题:剪力墙交叉位置、一端为剪力墙另一端为框架柱位置的梁,当跨高比不小于5时应按连梁设计,连梁与剪力墙正交位置计算时宜按铰接处理。
4.10 顶层空旷房间:高规规定结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时,应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。
4.11 平面不规则问题:抗震规范和高规对建筑物的平面不规则作出了明确的定义和限制。在实际工程中,入口门厅、越层会议室和餐厅、立面开洞等设计方案根本不能满足凹凸不规则的限制,所以凹凸不规则和楼板局部不连续应理解为大部分楼层不规则,局部楼层可不受该条文限制,但应采取有效加强措施(如加密开洞四周梁板配筋构造,开洞很大时尚宜加强相邻楼层梁板配筋构造)。
4.12 框-剪结构的适用条件:框剪结构在规定水平力结构底层框架柱的地震倾覆力矩百分比应满足<高规>JGJ3-2010第8.1.3条的要求。
4.13 短肢剪力墙问题:,新高规对短肢剪力墙相关问题进行了修正,不论短肢剪力墙多少都要满足第7.2.2条的要求,不再提高抗震等级。
4.14 板的计算模型问题:有的工程楼屋面板电算配筋时,对边梁的截面尺寸、相邻板块的布置与跨度大小不加区分约束条件进行分析,一律按嵌固边支座约束条件计算(如大跨度板,板厚较大,相邻板厚相对小很多,不应为固定支座),其结果有的板面支座负筋配的很多钢筋,而板跨中和内跨支座板面负筋配筋不够,一般大、小跨板相邻时大跨度板底配筋均宜加强。
4.15 悬挑板问题:有的工程设置跨度较大的悬挑板,所在的边梁和内跨板设计时应考虑挑板传来的弯矩作用。
4.16 大跨度板配筋问题:大跨度板支座负筋伸入相邻较小跨度板的长度,应根据弯跨包络图确定,常见的问题是:大小跨度板支座负筋长度均取本板跨的1/4,即大跨度板支座负筋伸入相邻较小跨度板的长度偏小不合理。有的大小跨度板间有30mm左右的高差,小跨度不考虑大跨度传来的负弯矩影响。
4.17 箍筋不足问题:有多根次梁集中力作用的框架梁,经常出现梁端在箍筋加密区以外,支座与集中力间配筋不够。
4.18 短柱问题:常见短柱体积配箍率不足1.2%。常见由于通长窗台填充墙约束形成净高不大于柱截面高度的4倍的框架柱,箍筋加密区范围未取全高。
4.19 跃层柱(连层柱)的纵筋、箍筋特殊要求未在图中注明 (纵筋应拉通布置,箍筋加密区高度应根据跃层高度确定)。
4.20 地下室顶板层作为嵌固端时,地下层框架柱配筋量小于或等级地面层,未加大。
4.21 二a类环境混凝土强度等级问题:如对露天雨蓬、檐沟、女儿墙等结构混凝土强度等级未作规定,这些构件处于二a类环境,不应低于C25、并满足相应最小配筋率要求。
4.22 非结构构件设计的问题:非结构构件的抗风、抗震设计普遍被忽视。女儿墙采用钢筋混凝土结构按悬臂结构设计时,作为嵌固端的边梁未考虑女儿墙传来的扭矩作用,相邻的屋面板也未加强,同样存在安全隐患。
5 结构整体电算分析易漏查问题
5.1 质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响(强制性条文),楼层的最大位移与该楼层两端位移平均值的比值为1.3~1.5时应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
5.2 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,未分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用也是常见的问题。
5.3 弹性楼板假设不当。平面不规则的结构,未选用合适的计算软件进行结构计算。有的工程仅将某一板块假定为弹性楼板,或者仅在洞口四周部分范围内假定为弹性楼板,弹性楼板未在某一区段贯通,实际不起作用。
5.4 对于框架结构,底层无填充墙的架空层计算时无法反映抗侧刚度较弱的实际情况,底层地震力宜放大。
5.5 电算时某些框架柱按小墙段输入,导致剪力调整错误,抗震时框架柱底层弯矩未按要求放大,并且导致框架梁刚度按连梁折减引起配筋不足等错误。
5.6 复杂平面的建筑通过设置防震缝分为多块后,各块未分开单独计算或者按多塔模型进行计算,造成各块间变形一致,计算结果错误。
5.7 高规规定结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,对于多塔结构,目前的计算软件输出结果中各塔楼的扭转周期无法判断,应满足《高规》第10.6.3条第4小条的要求控制结构扭转周期。
5.8 框架结构采用PKPM-SATWE软件计算时,柱较普遍按单偏压输入电算,按《高规》第6.2.4条规定,抗震设计时,框架角柱应按双偏压计算。对跨度与柱距都比较大的多层框架结构,除了角柱应按双偏压计算复核外,其边柱也建议按双偏压计算复核。
5.9 竖向不规则的高层建筑结构,未按有关规定进行弹塑性变形验算,<高规>第3.7.4条要求。
5.10 框支梁截面尺寸一般由剪压比控制,未进行截面组合的最大剪压比验算。
5.11 风荷载计算时,软件自动生成的结构基本周期与实际周期相差很大,应作人工干预,而且按实际周期复核后经常会有某些构件配筋量增加。
5.12 常见住宅阳台外侧另设较大挑板的做法,计算时仅考虑挑板传未的竖向荷载作用,未考虑挑板传来的附加弯矩,挑梁配筋偏小,复核计算后挑梁的配筋量甚至会增加一倍以上。
5.13 顶层网架支承于柱上时,计算时未按铰接处理。
5.14 大跨度空旷位结构(体育馆、影剧院、礼堂等)应按平面框架对抗侧力体系进行补充计算。
5.15 对于结构转换梁,未另行进行有限元分析。现在大部分软件都可以进行有限元计算,对于转换大梁配筋计算结果均小于整体计算结果,但其上部的抗震墙经常会出现配筋计算结果大于整体计算结果的现象,未引起注意。
6 其它易漏查问题
施工图审查时最经常发现的违反强制性条文的构造问题主要有:
6.1 普通钢筋混凝土保护层厚度取值偏小 (如C20板保护层厚度按15mm)。
6.2 板配筋不满足受弯构件最小配筋百分率要求,人防墙、板配筋不满足受弯构件最小配筋百分率要求。
6.3 框架柱全部纵向钢筋的配筋率偏小。
6.4 截面长宽比较大的框架柱纵向钢筋单侧配筋率小于0.20%。
6.5 框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2.5%。
6.6 框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,箍筋直径未按要求增大2mm。
6.7 框架梁高小于400时加密区箍筋间距偏大 (如采用@100,小于梁高的1/4)。
6.8 与剪力墙相连且跨高比小于5的梁未按连梁要求采取抗震构造措施。
6.9 剪力墙连梁抗震等级应与剪力墙一致,当剪力墙抗震等级为一级时,连梁箍筋直径采用Φ8偏小。
6.10 外框筒梁和内筒连梁箍筋直径小于10mm。
6.11 楼梯图中,与休息平台梁相连的两端框架短柱箍筋未全高加密,该休息平台梁又未按框架梁抗震构造要求配筋。
[1]建筑抗震设计规范(GBJ50011-2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010
[2]混凝土结构设计规范(GB50010-02010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010
[4]胡允棒.钢筋混凝土结构构造讨论(三)[S].《PKPM新天地》,2004(1).