建筑结构施工图设计中常见问题及其剖析
2012-04-10许嘉磊
许嘉磊
摘要:为了提高结构设计质量,保证结构的安全,本文根据笔者积累的资料分几个方面对审图中出现的结构施工图设计问题进行分析和剖析。
关键词:建筑结构;施工图;设计;常见问题;剖析
Abstract: in order to improve the structure design quality, ensure the safety of the structure, this paper according to the author of accumulation of data points to the several aspects shown structure construction drawing design problems are analyzed and analysis.
Keywords: building structure; Construction drawing; Design; Common problem; analysis
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
一、结构设计总说明
1、建筑抗震设防分类概念不清。建筑抗震设防类别的划分是关系到国计民生的政策性很强的技术规定,应严格按《建筑工程抗震设防分类标准》 (GB50223—2004)的规定执行, 设计者应深刻领会 “分类标准”的内涵,分析设计任务的性质、规模、特点、对社会影响的大小等因素,合理地进行建筑抗震设防分类。如人数较多的幼儿园、小学的低层教学楼,结构设计一般都将其划分为丙类建筑,而按 GB50223-95 来划分建筑抗震设防类别应定为乙类建筑,该分类标准第 6.0.8 条明确指山: “教育建筑中,人数较多的幼儿园、小学的低层教学楼,抗震设防类别应划分为乙类” 。
2、建筑抗震设防分类正确, 但结构计算是否需要提高一度判断有误。如对定为乙类建筑的工程,将其地震作用也提高一度进行抗震验算,就不符和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第3.1.3要求。正确的做法是:对于乙类建筑,地震作用应按本地区的抗震设防烈度计算;其抗震措施,当抗震设防烈度为6~8°时,应提高一度设计。
3、 确定结构的抗震等级时忽视主楼与裙房之间有无设缝,笼统地按主楼来确定抗震等级 。当裙房与主楼相连时,除按裙房本身确定抗震等级外,裙房与主楼分离时(设缝),应分别按各自本身确定抗震等级。
4、图纸上只注明抗震设防烈度, 而不注明设计基本地震加速度值和设计地震分组。 设计基本地震加速度值除决定地震作用计算外,还根据建筑场地类别的情况, 决定各类建筑所采取的抗震构造措施。设计地震分组根据建筑场地类别的情况, 决定抗震设计的 “设计特征周期” 。
5、建筑场地类别写成建筑场地土类别
建筑场地类别是结构抗震验算中的一个重要数据, 《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2001)中只有建筑场地类别和场地土类型定义,而无建筑场地土类别一说。
6、图纸上不标注建筑物楼面及屋面使用活荷载标准值
这就造成建设单位在使用中超载使用的隐患,给结构造成不安全的因素。
7、当采用桩基时, 未将建筑物安全等级和建筑桩基的安全等级分开确定
不同的规范有各自安全等级的定义,上部结构应按《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068—2001)及其他相关规范规定来确定,从而决定结构设计重要性系数 γa 的取值。桩基安全等级应按《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-94)来确定,从而决定建筑桩基重要性系数 γa 的取值。建筑物安全等级不一定与建筑桩基安全等级相同。
8、结构设计使用年限和混凝土结构的环境类别应注明
结构设计使用年限和混凝土结构的环境类别决定建筑材料的选用、纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度。如一类环境中, 设计使用年限为100 a的结构最低混凝土强度等级为C30,混凝土保护层厚度应按《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)表9.2.1的规定增加40%。二、三类环境中,设计使用年限为100 a的混凝土结构,应采取专门有效措施。 施工质量控制等级决定《砌体结构设计规范》 (GB50003-2001)中第3.2.3条中砌体强度设计值调整系数γa的取值。
9、未注明基坑回填土的夯实要求,往往造成地面开裂。 《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第 6.3.4 条己明确指出乙地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土, 压实系数λ c不应小于0.94, 从而保证了回填土的密实度,建筑地面不致下沉开裂。
二、结构计算方面的问题
1、实施施工图与电算的计算简图有不符之处。主要表现在剪力墙开洞大小、 门窗洞口位置、 剪力墙长度、 剪力墙厚度、 框架柱计算高度等与施工图不符。
2、没有进行分层 0. 2 V 0 剪力调整。框剪结构应按规程 JGJ3 - 91 第 4. 7. 4 条的规定对框架部分进行 0. 2 V0 的剪力调整,这是增加框架安全度的一条重要措施。有的设计没有分层进行调整( 直至大屋面) ,有的设计调整方法不正确。
3、结构抗侧刚度在纵横两个方向相差较大,层间弹性位移角限值富余较多。在布置剪力墙时,纵横两个方向剪力墙的数量应力求接近,防止结构产生扭转。剪力墙布置太多,结构太刚, 致使整个结构内力过大,造成墙、 柱、 梁严重超限。
4、L 形建筑只作了 X, Y 轴的平动计算, 未作耦联计算。地处十字交叉路口的建筑一般都做成 L 形平面,当未设防震缝将复杂平面分成三个简单平面时, 除进行 X, Y 两个方向的平动内力计算外,还应旋转 45 °角进行内力分析, 按最不利结果进行配筋。若平面、 体型属于不规则建筑时, 还应进行耦联计算。
5、发现个别梁严重超限,改成双连梁而未作补充验算。当连梁截面高度因建筑功能的需要设置过高时, 由于连梁刚度较大,吸收地震力较多, 造成配筋超限, 也可能由于两边的剪力墙较长,造成连梁超限。此时可把一根连梁改成双连梁( 即用一条水平缝将梁分离隔开) , 减小连梁高度,但必须按实际双连梁重新验算。
6、地下室与上部结构应作为一个整体进行结构计算。地下室( 层 1 或 2, 3) 大都是作为设备层、 地下车库、 人防平战结合而设置,空间大隔墙少,均满足不了箱基的条件, 地下室顶板不能作为嵌固端来考虑, 此时总信息 Nbase 应填成带地下室的层数, 程序会将地下室作为上部结构的一部分进行共同计算, 算到的结构比较真实。当然进行地下外围墙配筋计算时, 还要加上土、 水的侧压力影响进行补充计算。如果地下室钢筋混凝土墙较多, 刚度大,土体提供的侧向约束充分, 埋深满足要求, 同时又满足规范规定的下层与上层抗侧刚度比的要求时, 可将地下室顶板作为底层嵌固点来考虑,但要慎重。
7、忽视查看下层与上层的楼层侧向刚度比是否小于 70 % 。K i/ ki + 1< 0. 7(程序可进行计算) 时, 就为是侧向刚度不规则结构( 即竖向不规则结构) , 按新的抗震规范要求,要进行弹塑性变形分析,薄弱层的地震剪力应乘以 1. 15 的增加系数, 还要符合其他有关要求。
8、大开间楼板未作变形验算。在商住楼的设计中, 客厅的尺寸愈做愈大,有的甚至做到开间 6. 0 m 以上, 屋里又不能出现大梁,只好做成一块大厚板,且不说其经济性如何, 挠度、 裂缝验算必须要做,并要在施工图中交代支模时应起拱。
三、建筑构造方面
1、梁上部钢筋的净距与规范不符
该情况见于住宅阳台的挑梁中,例如250宽的梁上部单排放置3根25的钢筋。 按照构造要求, 上部钢筋的净距应为1.5倍钢筋直径并不小于30。 按此规定, 上述情况钢筋净距应为37.5, 实为33.3, 不满足要求, 这样做的结果是由于上部钢筋较密给混凝土的振捣带来困难, 影响混凝土质量, 此时应采用双排筋或加大梁截面。
2、钢筋的保护层厚度不正确,受拉锚固长度一律采用42d应根据GB 50010-2002混凝土规范第3.4.1条结构环境类别的划分和第9.2.1条钢筋保护层厚度的规定确定钢筋保护层厚度, 受拉锚固长度的计算方法也在混凝土设计规范第9.3.1条已有明确规定。 出现该错误主要是设计人员对新规范不熟悉所致, 应加强规范学习, 尽快掌握。
3、由于设计人员的疏忽, 个别主梁底标高低于次梁底标高该情况往往是由于设计周期不合理, 设计人员频于赶任务造成, 而现阶段制图基本采用平面整体表示法, 对于各梁的截面高度也不直观, 校对审核难以发现问题, 一旦按图实施, 其实际受力状态将与设计假定完全不符,建筑极为不安全, 因此设计人员应提高警惕, 高度重视。
4、抗震构造常出现的错漏
规范规定底部框架—抗震墙房屋的底层层高不应超过4.5m, 但由于现阶段为丰富住宅内部空间, 往往变化室内地坪的局部设计标高造成底框部分的局部层高高于4.5m的现象, 应引起注意 ; 抗震规范第7.1.6条对砌体房屋中墙段的局部尺寸有严格限制, 目的是为了防止这些薄弱环节在地震作用中失效, 造成整栋的结构破坏乃至倒塌, 但在设计成果中经常出现窗间墙、 门窗洞边与内墙阳角之间的距离等小于限值又未采取任何措施的情况,主要是因建筑设计人员在平面设计时没有这方面意识而结构设计又一时疏忽所致, 在今后的工作中应加强规范的学习, 做到心中有数 ; 对于非结构构件, 未按规范要求采取抗震措施, 比如住宅建筑的阳台分户墙, 由于是非承重构件而没有采取任何与主体牢固相连的措施, 这种情况在地震中极易产生次生灾害, 很多地震实例中已有记载, 设计宜应在其端部增加构造柱, 以将地震作用传递给主体结构 ; 规范第7.5.1条规定, 底部框架结构的过渡层应在底部框架柱的对应位置处设置构造柱, 该规定主要是针对过渡层的刚度变化和应力集中而采取的加强措施,但在设计中不符合该规定的情况很多,应引起重视并加以改正。
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